針對投梗段喂料機(jī)堵料報警的研究

陸道新 李健 楊勝乙

摘要：我廠投梗段安裝有一個喂料機(jī)用于定量喂料控制為后續(xù)的煙梗風(fēng)選提供穩(wěn)定的物料流量，喂料機(jī)落料口處安裝有一組對射光電管用于檢測堵料。在運(yùn)行過程中，堵料檢測光電管常因光電管處有機(jī)玻璃積灰而產(chǎn)生堵料報警，而實(shí)際并未堵料。本研究針對堵料光電管誤報提出了一種解決方法，采用壓縮空氣，經(jīng)由電磁閥與一對壓縮空氣噴嘴對有機(jī)玻璃進(jìn)行吹掃。電磁閥的通斷由PLC控制，在生產(chǎn)過程中間隔固定時間對堵料光電管處有機(jī)玻璃自動進(jìn)行吹掃，以避免有機(jī)玻璃積塵造成堵料光電管產(chǎn)生誤報。

關(guān)鍵詞：喂料機(jī) 堵料 自動吹掃裝置

引言

投梗段在生產(chǎn)過程中，經(jīng)常出現(xiàn)喂料機(jī)落料斗處的堵料光電管報警，通過現(xiàn)場查看實(shí)際并未堵料，而是由于光電管處的有機(jī)玻璃上積塵過多，導(dǎo)致光電管動作，程序即判斷為堵料。

投梗段煙梗含水率低，且煙梗中含灰塵較多，雖在喂料機(jī)落料斗上方安裝有負(fù)壓除塵，且除塵風(fēng)力已經(jīng)調(diào)到最大，但仍有較多灰塵。玻璃窗處為一個斜面，灰塵會堆積在上邊，當(dāng)玻璃窗處的灰塵積到一定量，擋住了對射光電管就會使光電管動作，系統(tǒng)判斷為堵料。通過統(tǒng)計3月份平均每批次堵料15.16次，4月份平均每批次堵料18次，

每批次生產(chǎn)時間約為兩個半小時，就發(fā)生十多次報警，一旦出現(xiàn)堵料報警，提升機(jī)將停止運(yùn)行，待操作人員爬上3米多高的平臺將有機(jī)玻璃擦干凈，并進(jìn)行復(fù)位再啟動，喂料機(jī)才再次運(yùn)行，及大曾加了操作人員的工作量。若操作人員處理不及時，將會造成斷流。隨著公司對物料流量的連續(xù)性和穩(wěn)定性要求越來越高，這個問題急需解決。

1 喂料機(jī)工作原理

煙草制絲生產(chǎn)中，提升喂料機(jī)作為工藝流程中的附連設(shè)備，在工序間主要起到貯存、提升物料的功能。它常與定量管和電子皮帶秤配合使用，能將物料流量恒定、均勻、定量輸送，以實(shí)現(xiàn)工序物料流量定量準(zhǔn)確的有效控制 [2]。如圖1在限量管處有低料位檢測光電管B1與高料位檢測光電管B2。當(dāng)限量管內(nèi)的物料低于低料位B1時，喂料機(jī)啟動往限量管喂料，當(dāng)限量管內(nèi)的物料高度達(dá)到光電管B2處時，喂料機(jī)停止運(yùn)行，保證物料在限量管內(nèi)保持在一定高度范圍內(nèi)。因限量管內(nèi)物料高度在一定范圍內(nèi)，后續(xù)工序的帶式輸送機(jī)作勻速運(yùn)動，即可保證物料流量的均勻性。

喂料機(jī)落料口到限量管處的連接為一個逐漸變小的形狀，此處容易發(fā)生堵料。喂料機(jī)落料口處設(shè)計有兩塊長方形的有機(jī)玻璃，在有機(jī)玻璃外安裝有一對對射式光電管B3，當(dāng)落料口發(fā)生堵料，物料堆積到有機(jī)玻璃處擋住堵料光電管B3，計時達(dá)3秒鐘后，系統(tǒng)會發(fā)出堵料報警，提升機(jī)停止運(yùn)行。在堵料光電管處無物料，且在主控系統(tǒng)上進(jìn)行復(fù)位再啟動后，提升機(jī)才會重新運(yùn)行。

2 清掃方式的選擇

因投梗處的煙梗含水率較低并含有較多的灰塵，且堵料光電管處為一斜坡，灰塵易堆積在此處堆積擋住堵料光電管，造成堵料報警。因此需解決堵料光電管處灰塵堆積的問題，以免因灰塵堆積造成堵料報警。

有兩種方式可解決有機(jī)玻璃積灰的問題，下表列出了各個方案的優(yōu)缺點(diǎn)。

通過對比，壓縮空氣吹掃方案具有制造難度低，制造成本低，對原備無影響等優(yōu)點(diǎn)，因此選擇此方案。

3.吹掃裝置管路設(shè)計

3.1壓縮空氣吹掃系統(tǒng)的確定

壓縮空氣作為一種動力源，它具有易存儲、無污染、安全性高、便于輸送等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于各生產(chǎn)領(lǐng)域范圍內(nèi)[3]。壓縮空氣為煙草行業(yè)制絲車間常用的一種清潔的能源，直接觸煙草制品的壓縮空氣均需在前端安裝氣源處理單元以過濾壓縮空氣中多余的水分，避免壓縮空氣中的水直接噴到煙梗上造成水濕煙。其次為了節(jié)能，因當(dāng)僅在生產(chǎn)線處于生產(chǎn)時吹掃，且生產(chǎn)時也無需連續(xù)吹掃，間隙吹掃即可滿足要求，因此需加裝一個電磁閥用于控制吹掃用壓縮空氣的通斷。還應(yīng)當(dāng)有一壓縮空氣噴嘴，以確保壓縮空氣的方向性，減小能源浪費(fèi)。竹節(jié)管的作用是用較低的成本實(shí)現(xiàn)噴嘴方向的調(diào)整，保證能將光電管所在的區(qū)域吹掃干凈。綜上所得本壓縮空氣吹掃系統(tǒng)的管路圖如下圖所示：

3.2噴嘴的選型

本裝置所需吹的區(qū)域較小，為堵料光電管所在的位置，只要保證堵料光電管處的有機(jī)玻璃保持干凈即可。因此本裝置需要噴嘴有較好的風(fēng)向性，以便能以最低的風(fēng)量將灰塵吹掃干凈以節(jié)約能源，因此選擇風(fēng)刀型噴嘴。

3.3 電磁閥的選型

本裝置為壓縮空氣通過一個噴嘴直接向大氣排放，即也相當(dāng)于是一種漏氣。通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，由《壓縮空氣泄漏損失及其對策》論文表2空氣泄漏導(dǎo)致的用電損失[1] 可知泄漏孔徑為0.5mm時，泄漏量為17L/min。噴嘴實(shí)際通徑為0.5mm，每個噴嘴16孔，共有兩個噴嘴，所以兩個噴嘴總的泄漏量為17*16*2=544L/min。

經(jīng)查看車間現(xiàn)有多個備用的FESTO的MFH型電磁閥，本系統(tǒng)的流量544L/min，查看電磁閥參數(shù)可知G1/4接口的流量為800L/min，為滿足流量的最小一個型號，因此選擇接口為選擇G1/4。本裝置電磁閥僅控制一路氣管的通斷，因此選擇二位三通閥。最終選擇型號為：MFH-3-1/4。

3.4過濾器減壓閥單元選型

過濾器減壓閥單元的選型也是優(yōu)先選用車間現(xiàn)有的備件，車間目前主要使用FESTO LFR系統(tǒng)的過濾器減壓閥單元，由電磁閥選型時可知噴吹裝置的流量為544L/min，對比下圖的流量壓力圖可知，均滿足要求。接口為與其他配件統(tǒng)一，并遵循節(jié)約原則，選則G1/4接口。通過查看車間現(xiàn)有備件，只有MIDI型的過濾器減壓閥單元，因此選用MIDI型，完整的型號為：LFR-1/4-D-MIDI-MPA。

4吹掃裝置電控系統(tǒng)設(shè)計

本吹掃裝置只需要一個PLC的輸出點(diǎn)來按制電磁閥的通與斷。通過查看，原控制系統(tǒng)ZS5-S01子站箱仍有未使用的輸出點(diǎn)，將電磁閥線圈接到備用的輸出點(diǎn)上即可。

吹掃裝置的電路圖如下：

通過實(shí)際測試，在生產(chǎn)過程中每停5分鐘吹掃20s，即可保證堵料光電管處的積塵能吹掃干凈，不會影響到堵料光電管的判斷。

再增加一個條件，堵料光電管動作500ms毫秒后一直吹掃到光電管恢復(fù)為止，目的是在堵料光電管動作后，以及系統(tǒng)報警前將有機(jī)玻璃上的積塵即時吹掃干凈，與定時吹掃一起構(gòu)成一個雙重保險。

五、 結(jié)束語

在吹掃裝置安裝后，通過對2020年5月、6月的跟蹤觀察501喂料提升機(jī)在生產(chǎn)過程中均未有堵料報警發(fā)生。平均每批次報警次數(shù)從吹掃裝置安裝前的15到18次每批次降為0次每批次。

本裝置利用制絲生產(chǎn)線常用的壓縮空氣作為動力，以較少的硬件軟件成本實(shí)現(xiàn)了對有機(jī)玻璃的清掃，無任何污染。隨著公司對生產(chǎn)過程物料流量穩(wěn)定性要求越來越高，斷料將會嚴(yán)重影響料流量穩(wěn)定性。本裝置安裝后有較的決解了因積灰造成堵料光電管報警，避免人工處理不及時造成斷料。

參考文獻(xiàn)：

[1]·蔡茂林 壓縮空氣泄漏損失及其對策[J].現(xiàn)代制造.2009（43）：8-10.

[2]· 毋玉蓮 提升喂料機(jī)定量筒防堵裝置改進(jìn)[J].設(shè)備管理與維修.2017（5）：92-93.

[3]· 李再有 淺談生產(chǎn)車間壓縮空氣系統(tǒng)的設(shè)計[J]. 液壓氣動與密封.2020（3）：48-49.

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