減少制絲線激光分選機堵料次數(shù)

張曉峰

（河南中煙黃金葉生產(chǎn)制造中心,河南鄭州 451100）

0 引言

煙草制絲線激光除雜安裝在松散回潮預(yù)混柜之后，葉片加料機之前，主要由分選機前高頻振槽、激光箱、電控柜、除雜系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、氮氣供氣系統(tǒng)、操作屏、氣槍裝置和背景管組成。其作用是結(jié)合不同顏色的激光、高質(zhì)量傳感器及一些基本電子元件，可以偵測出葉片中結(jié)構(gòu)和顏色中的細微差別，實現(xiàn)將煙草生產(chǎn)線煙葉中的雜質(zhì)從松散后的葉片中區(qū)分并剔除，不僅減少后續(xù)切絲機的故障，而且有利于穩(wěn)定葉片純凈度和成品煙絲質(zhì)量。

1 提出問題

在實際生產(chǎn)過程中，在激光分選機的出料皮帶輸送機上或者激光分選機的背景輥等部位，經(jīng)常出現(xiàn)堵料的情況。如果堵料沒有及時發(fā)現(xiàn)或處理較慢時，就可能會造成葉片加料段斷流，不僅降低激光分選機的剔除效果和葉片加料工序設(shè)備的有效作業(yè)率，而且影響葉片加料工序工藝質(zhì)量的穩(wěn)定性和均勻性。

2 原因分析

首先對激光分選機2018 年1～12 月、2019 年1～4 月出現(xiàn)的堵料故障，從原因、次數(shù)及堵料時間進行統(tǒng)計分析（表1），月平均堵料次數(shù)為2.25 次/月。主要原因有4 個方面：

表1 葉片堵料原因、次數(shù)及時間

2.1 暫存柜葉片出柜流量波動大

葉片松散后進入暫存柜，如果出現(xiàn)儲柜內(nèi)鋪料不均勻，例如柜體中間有凸起，或者柜體兩端落料多，或進料時布料車或分配車堵料導(dǎo)致儲柜中部分落料多、或者出柜時底帶頻率設(shè)置過大等，都會影響到葉片出柜流量，直接增大進入激光分選機的葉片流量，容易引起激光分選機堵料。

2.2 高頻進料振槽停機后慣性大

高頻進料振槽是將進入的葉片均勻分布在入料滑道的整個寬度里，使自由落體的葉片均勻通過激光掃描區(qū)，保證激光分選機的分選效果。在葉片加料前的喂料機料滿時，延時停止進料。

在生產(chǎn)過程中仔細觀察后發(fā)現(xiàn)，在葉片加料前喂料機裝滿后，進料端需要停止進料。但是激光除雜機的高頻振槽停止運行后，由于振動的慣性會使槽體上的物料掉落到出料皮帶上。如果此刻高頻振槽上的物料較多時，落到背景輥上方或出料皮帶上的物料也較多，喂料機重新啟動進料時就容易造成堵料。

2.3 通道模式缺少前后工序的連鎖

激光分選機的運行模式有兩種：一是分選除雜模式，二是通道輸送模式。分選除雜模式用于正常工作時選擇，通道輸送模式用于激光箱有故障失去除雜功能時，為保證正常生產(chǎn)作為通道來輸送葉片。通道輸送模式一般用于臨時處理時使用，激光分選機是在本地自動情況下運行，所以沒有增加必要的前后工序的連鎖信號。當(dāng)其下一個工序葉片加料前喂料機料滿時，激光分選機需要人工及時停止運行，喂料機料空然后再啟動設(shè)備。如果沒有及時停止的話，容易造成激光分選機堵料。

2.4 堵料報警裝置不完善

激光分選機的兩個背景輥之間的入料滑道空間比較狹窄，寬度小，長度長。當(dāng)輸送的葉片中有煙餅時，容易造成入料滑道一端部分堵料，另一端還可以正常落料的情況發(fā)生。目前的堵料報警檢測光電開關(guān)位于入料滑道的中間上部位置，不能快速檢測并處理這種堵料現(xiàn)象的話，容易造成激光分選機堵料。

圖1 出料控制系統(tǒng)控制流程

3 方案制定

儲葉預(yù)混柜采取定量出料控制，可以降低預(yù)混柜葉片出柜流量的波動；采用高頻振槽停機延時供料的方式，緩沖其停機后的慣性落料；增加激光除雜通道模式運行時前后設(shè)備的啟停信號連鎖；增加堵料檢測光電開關(guān)，準確檢測入料滑道位置部分堵料的現(xiàn)象并及時報警。

4 改進目標

在滿足葉片加料工序正常生產(chǎn)的情況下，激光分選機的月平均堵料次數(shù)由2.25 次/月減少為0.25 次/月以下。

5 改進措施

5.1 預(yù)混柜采取定量出料控制

制絲線暫存柜是葉絲生產(chǎn)線上的主機設(shè)備，主要用于流量緩沖和調(diào)度調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)，可起到調(diào)節(jié)生產(chǎn)時間，改變生產(chǎn)品種，提高設(shè)備運行效率的作用。一般情況下在暫存柜和激光除雜機之間是沒有電子皮帶秤控制暫存柜出料流量的。煙草制絲線暫存柜定量出料控制系統(tǒng)控制流程如圖1 所示。

①在暫存柜進料端PLC 控制系統(tǒng)和出料端PLC 控制系統(tǒng)建立以太網(wǎng)通信，獲取到暫存柜進柜物料總重量；②在暫存柜底帶輸送機皮帶支撐架上方合適位置，安裝接近開關(guān)并連接到IO子站箱，用于檢測支撐架上的支撐桿，作為暫存柜底帶運行脈沖計數(shù)器；③在暫存柜底帶做上標記，手動模擬底帶出料，計算出底帶從開始出料到結(jié)束出料的脈沖總數(shù)；④根據(jù)暫存柜設(shè)定出料流量和暫存柜進料總重量，結(jié)合暫存柜脈沖總數(shù)，計算出單位時間內(nèi)設(shè)定的脈沖數(shù)；⑤在暫存柜啟動出料計時開始，出料期間暫存柜出料停止時暫停計時；繼續(xù)出料接著計時，當(dāng)暫存柜出料完成后停止計時；⑥按照暫存柜出料實際時間和自動計算的實際脈沖數(shù)，與單位時間的設(shè)定脈沖數(shù)進行對比，通過PID 控制回路調(diào)節(jié)暫存柜底帶頻率，實現(xiàn)暫存柜按照設(shè)定流量出料；⑦編寫PLC 控制程序，并進行調(diào)試。

5.2 高頻振槽停機延時出料控制

在激光除雜機與葉片處理段的通信中增加喂料機料滿的控制信號，采用該信號控制激光除雜機的進料振槽，料滿及時停機。在喂料機料滿后，使激光除雜機的后續(xù)設(shè)備到葉片處理段喂料機進料端的設(shè)備，保持運行5 s，使高頻振槽上的物料完全走空。

5.3 增加除雜機通道模式連鎖信號

經(jīng)過現(xiàn)場觀察，發(fā)現(xiàn)使用通道模式時，所在工藝段設(shè)備線停止或者料滿停止后，激光除雜機沒有及時停止造成堵料。在中控室工程師站監(jiān)控激光除雜的PLC 程序，發(fā)現(xiàn)在使用通道模式時沒有連鎖出料端皮帶輸送機。自動控制時當(dāng)皮帶輸送機停止，激光除雜機仍然運行繼續(xù)出料造成堵料。

在PLC 程序通道模式的控制支路上，增加所在工藝段的設(shè)備線啟停信號和進料振動輸送機啟停信號。在激光除雜機切換到通道模式后，當(dāng)加料前喂料提升機料滿停止設(shè)備運行時，激光除雜機供料可以正常停止，實現(xiàn)前后設(shè)備的聯(lián)鎖啟停，降低堵料的風(fēng)險。

5.4 增加除雜機堵料報警檢測裝置

將現(xiàn)有安裝在支架中間位置的堵料檢測光電開關(guān)拆除后，安裝到支架的1/4 位置，用于檢測入料滑道一半范圍的堵料故障；增加堵料檢測光電，安裝到支架的3/4 位置，用于檢測入料滑道另一半范圍的堵料故障，及時發(fā)現(xiàn)部分堵料情況。

5.5 模擬測試

改進措施實施完成后，對各項控制功能進行測試，運行正產(chǎn)。①暫存柜定量出柜的模式使用，可穩(wěn)定激光除雜機的進料流量；②葉片加料喂料機料滿后高頻振槽進料端之前的設(shè)備（包含高頻振槽）停止運行，出料端設(shè)備延時運行5 s 后停止；③激光除雜在通道模式下遠程控制運行時，與前后工序的設(shè)備可實現(xiàn)連鎖啟停；④模擬遮擋一端的堵料光電開關(guān)，可檢測到一端堵料的情況。

6 取得效果

（1）經(jīng)濟效益。改進措施實施后的3 個月內(nèi)，沒有再出現(xiàn)激光分選機堵料的情況，完成激光分選機堵料月平均次數(shù)低于0.25 次/月的預(yù)定目標。減少激光除雜機堵料浪費的時間，提高設(shè)備有效作業(yè)率，同時也降低了處理堵料時葉片造碎的風(fēng)險。

（2）社會效益。項目可以提高激光分選機的除雜效果，避免葉片加料機斷流，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低設(shè)備故障率。

（3）推廣性。該項目具有一定的推廣性，可在同行業(yè)激光分選機上進行推廣。

7 結(jié)束語

通過4 個改進措施的實施，有效降低激光除雜機堵料次數(shù)，減少處理堵料需要的時間，提高葉片加料工序的運行效率。