煙草制絲線梗絲柜出料互通改善

張曉峰

（河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司黃金葉生產(chǎn)制造中心，河南鄭州 450016）

1 背景及意義

河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司黃金葉生產(chǎn)制造中心制絲部梗絲柜共有4 組對(duì)頂柜，一共8 個(gè)柜子組成（圖1）：梗絲柜1-4柜出料端的皮帶輸送機(jī)，與生產(chǎn)線2 和生產(chǎn)線3 的梗絲摻配喂料機(jī)聯(lián)機(jī)，所以只能給生產(chǎn)線2 和生產(chǎn)線3 的梗絲摻配供料；梗絲柜5-8 柜出料端的皮帶輸送機(jī)與生產(chǎn)線1 的梗絲摻配喂料機(jī)聯(lián)機(jī)，所以只能給生產(chǎn)線1 梗絲摻配供料。

圖1 梗絲柜平面示意

在實(shí)際生產(chǎn)中，分組供料的設(shè)備布局會(huì)帶來(lái)以下3 個(gè)問(wèn)題：

（1）梗絲柜實(shí)際利用率較低。生產(chǎn)線1 生產(chǎn)的牌號(hào)梗絲摻配量較多，而生產(chǎn)線2 和生產(chǎn)線3 生產(chǎn)的牌號(hào)梗絲摻配量較少。梗絲柜雖然有8 個(gè)柜子，但由于分組供料的原因，當(dāng)5-8 柜梗絲存料量不足時(shí)，1-4 柜即使梗絲存料量較多也無(wú)法代替5-8柜供料。反之亦然。

（2）梗線排產(chǎn)難生產(chǎn)效率低。由于分組供料的原因，梗線排產(chǎn)計(jì)劃需要根據(jù)3 條生產(chǎn)線的梗絲摻配量，隨時(shí)調(diào)整確定是1-4 柜進(jìn)料還是5-8 柜進(jìn)料。一旦排產(chǎn)不當(dāng)，則有可能出現(xiàn)因?yàn)楣＝z供料不足生產(chǎn)線停機(jī)等待的情況，也可能出現(xiàn)儲(chǔ)梗絲柜明明有空柜但還需要等待進(jìn)柜的問(wèn)題。

（3）假期前后增加職工工作量。制絲部放假長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)的話，為保證余存梗絲質(zhì)量，放假前需要將梗絲柜中的多余梗絲接出存放，假期結(jié)束生產(chǎn)前還需要將梗絲續(xù)入梗絲柜。由于分組供料的原因，放假前梗線排產(chǎn)時(shí)，1-4 柜和5-8 柜都需要至少一柜有梗絲。所以會(huì)有更多的多余梗絲需要職工接出存放和續(xù)入梗絲柜。

針對(duì)以上3 個(gè)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)梗絲柜1-8 柜出柜互通改造是很有必要的。所以提出了梗絲柜出料互通的改善課題，最終實(shí)現(xiàn)梗絲柜1-8 柜出料互通，8 個(gè)柜子都能為3 條生產(chǎn)線梗絲摻配供料。

2 現(xiàn)狀分析

梗絲柜1-4 柜出柜后的梗絲，通過(guò)4 個(gè)單向皮帶輸送機(jī)M45、M48、M49、M50 輸送后，到達(dá)雙向皮帶輸送機(jī)M51（圖1）。按照生產(chǎn)線2 和生產(chǎn)線3 的梗絲摻配流量比例控制M51 的正反向運(yùn)行，完成兩個(gè)生產(chǎn)線的梗絲摻配供料。梗絲5-8 柜出柜后的梗絲，通過(guò)兩個(gè)單向皮帶輸送機(jī)M46 和M47 的輸送，完成生產(chǎn)線1 梗絲摻配供料。因?yàn)槿鄙俾?lián)機(jī)互通設(shè)備，梗絲柜1-4柜無(wú)法給生產(chǎn)線一梗絲摻配供料，梗絲柜5-8 柜無(wú)法給生產(chǎn)線2 和生產(chǎn)線3 的梗絲摻配供料。

3 方案制定

梗絲柜1-4 柜與5-8 柜出柜之間要實(shí)現(xiàn)出料互通，首先需要提出互通設(shè)備聯(lián)機(jī)方案。攻關(guān)組成員集思廣議，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)多次勘查和討論，提出兩個(gè)互通設(shè)備聯(lián)機(jī)方案。

3.1 方案1

（1）梗絲柜1-4 柜出料皮帶機(jī)M45 與5-8 柜出料皮帶機(jī)M46，均由單向運(yùn)行改為雙向運(yùn)行。

（2）從1-4 柜出料皮帶機(jī)M45 反向出料端，到5-8 柜正向出料口的皮帶機(jī)M47 之間增加3 條皮帶機(jī)。

（3）梗絲柜1-4 柜出柜的梗絲，經(jīng)由反向運(yùn)行的出料皮帶機(jī)M45 和新增加的3 條皮帶機(jī)，輸送到皮帶機(jī)M47，完成對(duì)生產(chǎn)線1 梗絲摻配的供料。

（4）梗絲柜5-8 柜出柜的梗絲，經(jīng)由反向運(yùn)行的出料皮帶機(jī)M46，輸送到皮帶機(jī)M48，完成為生產(chǎn)線3 和生產(chǎn)線2 梗絲摻配的供料（圖2）。

圖2 方案1 梗絲柜改造平面示意

3.2 方案2

（1）梗絲柜5-8 柜出料皮帶機(jī)M46 由單向運(yùn)行改為雙向運(yùn)行。

（2）移動(dòng)皮帶機(jī)M48 離開(kāi)原有位置到合適距離，在梗絲柜1-4 柜出料皮帶M45 和5-8 柜出料皮帶M46 之間，增加1 條雙向運(yùn)行的皮帶機(jī)，正向出料端與皮帶輸送機(jī)M48 對(duì)接。

（3）從新增雙向皮帶機(jī)的反向出料端，到5-8 柜正向出料口的皮帶機(jī)M47 之間增加3 條皮帶機(jī)。

（4）梗絲柜1-4 柜出柜的梗絲，經(jīng)由反向運(yùn)行的新增雙向皮帶機(jī)和新增加的3 條皮帶機(jī)，輸送到皮帶機(jī)M47，完成對(duì)生產(chǎn)線1 梗絲摻配的供料。

（5）梗絲柜5-8 柜出柜的梗絲，經(jīng)由反向運(yùn)行的出料皮帶機(jī)M46，輸送到皮帶機(jī)M48，完成對(duì)生產(chǎn)線3 和生產(chǎn)線2 梗絲摻配的供料（圖3）。

圖3 方案2 梗絲柜改造平面示意

3.3 確定最優(yōu)方案

攻關(guān)組經(jīng)過(guò)討論，在總體成本、施工周期和維保便利性等方面對(duì)比后，最終確定方案2 為最優(yōu)方案。通過(guò)綜合分析和模擬實(shí)驗(yàn)，攻關(guān)組認(rèn)為該方案可行，可以實(shí)施。

4 方案實(shí)施

由于本次改善時(shí)間緊任務(wù)重，所以在梗絲柜出柜互通確定出最終方案后，需要提前進(jìn)行以下工作：

（1）設(shè)計(jì)制作并安裝聯(lián)機(jī)互通輸送設(shè)備。

（2）根據(jù)方案中輸送設(shè)備布局進(jìn)行電氣線路的設(shè)計(jì)并布線。

（3）編寫設(shè)備的控制程序和開(kāi)發(fā)人機(jī)界面。

以上工作完成后最后進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試設(shè)備和帶料優(yōu)化控制程序。

4.1 輸送設(shè)備的設(shè)計(jì)定制與安裝

攻關(guān)組成員在梗絲柜現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)過(guò)認(rèn)真測(cè)量，確定了增加的4條皮帶機(jī)安裝位置及設(shè)計(jì)尺寸，以及M48 皮帶機(jī)需要移動(dòng)的距離。增加的4 條皮帶機(jī)利用舊設(shè)備根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸改造后，按照需要的距離移動(dòng)并調(diào)整M48 皮帶機(jī)，再將4 條皮帶機(jī)安裝到位，對(duì)皮帶張緊度進(jìn)行了調(diào)整和皮帶機(jī)電機(jī)進(jìn)行安裝和固定。

4.2 電氣控制元件的安裝與布線

（1）設(shè)計(jì)并安裝一個(gè)I/O 子站箱：①安裝分布式I/O 子站的接口模塊、電源模塊、I/O 模塊及控制4 條新增皮帶機(jī)的饋電器等電氣模塊，連接電源線及相關(guān)的信號(hào)線；②安裝4 個(gè)皮帶機(jī)電機(jī)的隔離開(kāi)關(guān)，并將隔離開(kāi)關(guān)上的隔離開(kāi)關(guān)信號(hào)、手動(dòng)啟停信號(hào)和指示燈信號(hào)接到I/O 模塊，連接隔離開(kāi)關(guān)到電機(jī)饋電器的電源線。

（2）在設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)安裝I/O 子站箱。將新增I/O 子站箱安裝到梗絲柜現(xiàn)場(chǎng)：①安裝電機(jī)電源線的線槽，將電機(jī)電源線連接到子站箱的隔離開(kāi)關(guān)；②連接子站箱電源線和PN 網(wǎng)線，將子站箱并入梗絲加香段控制系統(tǒng)。

（3）子站箱上電前的線路檢測(cè)。上電前，應(yīng)使用多用表檢測(cè)電機(jī)線及信號(hào)線是否存在短路或斷路的情況，還要用絕緣檢測(cè)儀器檢測(cè)電機(jī)的絕緣是否滿足電氣安全要求。

4.3 編寫控制程序及人機(jī)界面完善

最優(yōu)方案確定以后，梗絲加香段控制程序和畫面開(kāi)發(fā)與設(shè)備制作與安裝同步進(jìn)行。

4.3.1 系統(tǒng)硬件添加與調(diào)試

（1）硬件配置與下載。按照新增子站箱的信號(hào)模板配置，在PLC 的硬件配置中添加新增的I/O 子站，同時(shí)將控制出料皮帶機(jī)M46 電機(jī)的單向饋電器更換為雙向饋電器。編譯后下載到梗絲加香段控制系統(tǒng)中。

（2）硬件檢測(cè)與調(diào)試。子站箱上電后，監(jiān)控I/O 子站是否在線和存在故障，監(jiān)控I/O 信號(hào)確認(rèn)隔離開(kāi)關(guān)信號(hào)、啟停信號(hào)等是否與I/O 信號(hào)是否對(duì)應(yīng)，測(cè)量模塊供電電源電壓是否滿足等。

4.3.2 出柜控制原則

（1）在正常生產(chǎn)過(guò)程中按照原來(lái)輸送路線，梗絲柜1-4 按柜優(yōu)先給生產(chǎn)線2 和生產(chǎn)線3 摻配段供料，梗絲柜5-8 柜優(yōu)先給生產(chǎn)線1 摻配段供料。

（2）梗絲柜1-8 柜出柜同時(shí)給生產(chǎn)線1、生產(chǎn)線2 摻配段供料時(shí)，考慮到生產(chǎn)線1 摻配比例大，同時(shí)啟動(dòng)供料時(shí)優(yōu)先給生產(chǎn)線1 供料。

（3）當(dāng)3 條生產(chǎn)線均需要梗絲摻配時(shí)，需要出柜的梗絲流量較大，采用改善前的出柜方式，而不使用1-4 柜或5-8 柜同時(shí)給3 條生產(chǎn)線供料的出柜方式，避免出現(xiàn)堵料。

4.3.3 編寫控制程序

新增的4 條皮帶輸送機(jī)，其中1 條雙向皮帶輸送機(jī)M69，3條單向皮帶輸送機(jī)M68、M70 和M71，并且M71 與穿墻皮帶輸送機(jī)M47 對(duì)接（圖4）。

圖4 方案2 梗絲柜改造平面示意

（1）梗絲柜1-4 柜出柜單獨(dú)給生產(chǎn)線一摻配段供料時(shí)，M69 皮帶輸送機(jī)反向運(yùn)行，物料再經(jīng)過(guò)皮帶輸送機(jī)M68/M70/M71 到穿墻皮帶機(jī)M47 實(shí)現(xiàn)供料。通過(guò)單擊畫面增加的切換信號(hào)“切換到八千新路徑”按鈕，完成梗絲柜1-4 柜給生產(chǎn)線1 摻配供料。

（2）梗絲柜5-8 柜出柜單獨(dú)給生產(chǎn)線2 和生產(chǎn)線3 摻配段供料時(shí)，出料皮帶機(jī)M46 反向運(yùn)行，M69 皮帶輸送機(jī)反向運(yùn)行，在經(jīng)過(guò)皮帶輸送機(jī)M48/M49/M50/M51 實(shí)現(xiàn)供料。通過(guò)單擊畫面增加的切換信號(hào)“切換到五千新路徑”按鈕，完成梗絲柜5-8 柜給生產(chǎn)線2 或生產(chǎn)線3 摻配供料。

（3）梗絲柜1-4 柜出柜同時(shí)給生產(chǎn)線1、生產(chǎn)線2 摻配段供料時(shí)，在提高梗絲柜底帶運(yùn)行頻率增加梗絲出料量的基礎(chǔ)上，M69 雙向皮帶輸送機(jī)正反向運(yùn)行實(shí)現(xiàn)給生產(chǎn)線1 和生產(chǎn)線2 供料。M69 雙向皮帶輸送機(jī)正反向運(yùn)行時(shí)間的設(shè)定，根據(jù)摻配主秤設(shè)定流量和梗絲摻配比例，計(jì)算兩條生產(chǎn)線梗絲設(shè)定流量的比例，按照比例分配M69 雙向皮帶輸送機(jī)正反向的運(yùn)行時(shí)間。這里需要單擊“切換到八千新路徑”按鈕，完成梗絲柜1-4 柜出柜同時(shí)給生產(chǎn)線1、生產(chǎn)線2 摻配段供料。

（4）梗絲柜5-8 柜出柜同時(shí)給生產(chǎn)線1、生產(chǎn)線2 摻配段供料時(shí)，生產(chǎn)線1 供料通過(guò)出料皮帶M46 正向運(yùn)行，經(jīng)過(guò)穿墻皮帶輸送機(jī)M47 輸送。生產(chǎn)線2 供料通過(guò)出料皮帶M46 反向運(yùn)行，雙向皮帶輸送機(jī)M69 正向運(yùn)行供料。根據(jù)摻配主秤設(shè)定流量和梗絲摻配比例，計(jì)算兩條生產(chǎn)線梗絲設(shè)定流量的比例，按照比例分配出料皮帶M46 正反向的運(yùn)行時(shí)間。這里需要單擊“切換到五千新路徑”按鈕，完成梗絲柜5-8 柜出柜同時(shí)給生產(chǎn)線1、生產(chǎn)線2 摻配段供料。

（5）梗絲柜1-4 柜給生產(chǎn)線一摻配供料，同時(shí)5-8 柜給生產(chǎn)線2 或生產(chǎn)線3 摻配供料時(shí)，需要單擊“切換到八千新路徑”按鈕，梗絲出柜后經(jīng)由M69 反向運(yùn)行，通過(guò)新增帶輸送機(jī)M68/M70/M71 輸送到穿墻皮帶輸送機(jī)M47，完成梗絲柜1-4 柜出柜給生產(chǎn)線一摻配段供料；同時(shí)單擊“切換到五千新路徑”按鈕，梗絲出柜后經(jīng)由M46 反向運(yùn)行，M69 正向運(yùn)行到達(dá)皮帶輸送機(jī)M48，完成梗絲柜5-8 柜出柜給生產(chǎn)線2 摻配段供料。

（6）根據(jù)實(shí)際出柜量，梗絲柜1-8 柜儲(chǔ)柜信息進(jìn)行實(shí)時(shí)更新。

4.3.4 完善人機(jī)界面

（1）增加皮帶輸送機(jī)M69、M68、M70、M71 的電機(jī)狀態(tài)信號(hào)：準(zhǔn)備好藍(lán)色，運(yùn)行時(shí)綠色，關(guān)閉隔離時(shí)黃色閃爍，跳閘時(shí)紅色顯示。增加雙向皮帶輸送機(jī)電機(jī)M46 和M69Z 正反運(yùn)行方向指示。

（2）在生產(chǎn)控制界面增加“8K 新增路徑”用于控制新增的4條皮帶輸送機(jī)M69、M68、M70、M71；新增“3K5K 新增路徑”用于控制出料皮帶M46 反向運(yùn)行，

4.4 設(shè)備調(diào)試與帶料優(yōu)化

（1）手動(dòng)控制模式下，單機(jī)運(yùn)行新增的M69、M68、M70、M71四條皮帶輸送機(jī)，以及出料皮帶機(jī)M46 和皮帶輸送機(jī)M48，可以正常通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)上手動(dòng)啟停按鈕實(shí)現(xiàn)皮帶輸送機(jī)停止和運(yùn)行。同時(shí)查看人機(jī)界面上電機(jī)狀態(tài)信號(hào)與正反方向指示是否正確。

（2）自動(dòng)控制模式下，模擬帶料運(yùn)行。單擊“切換到八千新路徑”按鈕，梗絲柜1-4 柜單獨(dú)給生產(chǎn)線一供料；單擊“切換到五千新路徑”按鈕，梗絲柜5-8 柜單獨(dú)給生產(chǎn)線2 或生產(chǎn)線3供料，以及梗絲柜1-8 柜同時(shí)給生產(chǎn)線1 和生產(chǎn)線2 供料都可以實(shí)現(xiàn)。

（3）自動(dòng)控制模式下帶料運(yùn)行時(shí)，通過(guò)提高梗絲柜底帶頻率調(diào)整梗絲柜出柜梗絲量，可以滿足一條線供料或兩條線同時(shí)供料時(shí)需要的梗絲量。

（4）自動(dòng)控制模式下帶料運(yùn)行時(shí)，在確保梗絲喂料機(jī)預(yù)填充料滿的情況下，啟動(dòng)梗絲柜1-8 柜同時(shí)給生產(chǎn)線1 和生產(chǎn)線2 供料。在生產(chǎn)過(guò)程中兩條線需要供料時(shí)優(yōu)先供應(yīng)生產(chǎn)線1 都可以實(shí)現(xiàn)。

5 結(jié)論

改進(jìn)后在生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)過(guò)帶料運(yùn)行，梗絲柜1-8 柜可以給3 條生產(chǎn)線供料，實(shí)現(xiàn)了改善目的。本次改善不僅方便梗絲線更加合理的安排生產(chǎn)計(jì)劃，避免生產(chǎn)期間等待梗絲柜出完料才能進(jìn)料的情況，提高生產(chǎn)效率，還減少職工勞動(dòng)時(shí)間以及每天需要保養(yǎng)梗絲柜的數(shù)量、放假前需要接出保存的多余梗絲量，降低了員工的勞動(dòng)強(qiáng)度。