加料系統(tǒng)驗證功能的開發(fā)獲獎科研報告

摘要：為了避免葉絲加料機在開始生產(chǎn)時，因加料裝置的噴嘴閥控制故障，導(dǎo)致噴嘴閥不能正常開啟引起加料系統(tǒng)加不上料及料液浪費的質(zhì)量缺陷。在原來控制程序的基礎(chǔ)上開發(fā)了加料系統(tǒng)驗證功能，實現(xiàn)加料機過料前對噴嘴閥狀態(tài)的驗證，如果噴嘴閥打開、關(guān)閉正常，則正常管路預(yù)填充;如果異常，則不允許加料預(yù)填充并發(fā)出報警。應(yīng)用效果表明，該改進可以有效驗證加料裝置噴嘴閥在生產(chǎn)前的狀態(tài)是否正常，避免加料機過料時因噴嘴閥故障發(fā)生質(zhì)量缺陷。

關(guān)鍵詞：加料系統(tǒng)驗證功能;質(zhì)量缺陷;加料機;加料裝置;噴嘴閥

前言：加料（香）機是煙草制絲線的關(guān)鍵設(shè)備，制絲車間的梗加工線、葉片加工線、白肋煙加工線、葉絲加工線機膨脹絲加工線都配備有加料（香）機。加料（香）機的功能是給物料加料（香），改善物料吸味，滿足增香、保潤、防霉等各種要求，其主要的工藝任務(wù)之一將糖（香）料準確、均勻的施加到物料上。黃金葉生產(chǎn)制造中心葉絲線采用現(xiàn)場加料方式，加料設(shè)備是秦皇島煙草責(zé)任有限公司生產(chǎn)的SJ1235A型葉絲加料機，配備有現(xiàn)場加料裝置，加料機和現(xiàn)場加料裝置組成加料系統(tǒng)，如圖1所示?，F(xiàn)場加料裝置由料罐、管路、加料泵、流量計、各種閥門等組成;實現(xiàn)料液現(xiàn)場存儲、料液預(yù)填充、生產(chǎn)加料、料液回收、管路清洗、管路噴吹功能。根據(jù)生產(chǎn)需要，控制系統(tǒng)把加料過程分階段控制，主要設(shè)置有“加料管路預(yù)填充”、“加料管路準備好”、“加料管路生產(chǎn)”等狀態(tài)。

管路預(yù)填充的目的是保證煙絲通過加料機前使加料管路充滿料液，當(dāng)煙絲進入加料機后，能及時的將料液噴灑到煙葉絲上面。管路預(yù)填充過程如下：生產(chǎn)開始前，加料罐內(nèi)事先存放需要加的料液，然后按下操作面板上面的“預(yù)填充按鈕”，控制系統(tǒng)自動控制相關(guān)閥門開合，料液從料罐流出，經(jīng)出料閥、過濾器、加料泵、截止閥、流量計、噴嘴閥、回料閥后回流到料罐中。這種狀態(tài)在煙絲通過加料機前一直保持。

管路預(yù)填充開始后，經(jīng)過一段時間，滿足控制系統(tǒng)時間設(shè)定后，管路狀態(tài)從管路預(yù)填充切換至管路準備好，即控制系統(tǒng)認為管路中已經(jīng)充滿料液，滿足煙絲通過條件。

當(dāng)煙絲通過加料機時，加料管路上面的噴嘴閥打開，料液流入加料機的二元介質(zhì)噴嘴，經(jīng)蒸汽霧化噴灑到煙絲上。加料流量采用PID控制，控制系統(tǒng)采集加料前電子皮帶秤的瞬時流量和累計量，流量計采集料液的瞬時流量和累計量?？刂葡到y(tǒng)根據(jù)加料比例，計算出設(shè)定加料流量，同流量計的實時流量相比較，改變加料泵變頻器頻率，實現(xiàn)對加料流量的精確控制，保證加料精度滿足工藝標準。

存在問題：加料工序是制絲加工的關(guān)鍵工序，加料過程中流量波動、加料精度超標都是比較大的質(zhì)量缺陷。為了保障加料工序的可靠工作，加料裝置的閥門都使用費斯托的氣動球閥，每個球閥上面有位置檢測開關(guān)，當(dāng)出現(xiàn)閥門打不開或關(guān)不住的情況，系統(tǒng)會發(fā)出報警。設(shè)備正常工作情況下，加料系統(tǒng)不會出現(xiàn)異常。但是，當(dāng)噴嘴閥出現(xiàn)故障時，控制系統(tǒng)報警但不停機，加料系統(tǒng)會出現(xiàn)加不上料、料液排地漏的情況，造成較大的質(zhì)量缺陷。噴嘴閥是氣動三通球閥，噴嘴閥關(guān)閉情況，其公共端連接回料管路;噴嘴閥打開情況，其公共端連接加料機的二元介質(zhì)噴嘴。在加料管路預(yù)填充和準備好狀態(tài)，也即沒有過煙絲時，噴嘴閥是關(guān)閉狀態(tài)，料液順著回料管路流回料罐;當(dāng)煙絲通過加料機時，噴嘴閥打開，料液經(jīng)過二元介質(zhì)噴嘴噴灑到煙絲上。噴嘴閥控制氣路上包括閥島、閥片、氣管，如果出現(xiàn)閥島總線故障、閥片損壞或氣管破損等設(shè)備故障，噴嘴閥會打不開，料液就順著回料管路進入地漏浪費了，并且加料機內(nèi)的煙絲加不上料，造成加料質(zhì)量缺陷。

改進內(nèi)容：在原來控制程序的基礎(chǔ)上開發(fā)加料系統(tǒng)驗證功能，原理是在過料機過料前自動判斷噴嘴閥狀態(tài)。如果有異常，則不允許加料系統(tǒng)預(yù)填充，并且產(chǎn)生相應(yīng)的報警信息。

噴嘴閥驗證功能的過程為：加料管路關(guān)閉狀態(tài)時按下預(yù)填充按鈕，“噴嘴閥驗證”置1，先給噴嘴閥開信號，收到噴嘴閥開到位信號后，復(fù)位“噴嘴閥驗證”，這時噴嘴閥關(guān)閉，收到噴嘴閥關(guān)到位信號后，管路進入預(yù)填充狀態(tài)。如果噴嘴閥有故障開不到位或關(guān)不到位，則產(chǎn)生“加料機噴嘴閥故障”報警。并且無法進入管路預(yù)填充狀態(tài)。噴嘴閥驗證流程圖如圖2：

取得效果

加料系統(tǒng)驗證功能項目實施后，我們對改造后的功能進行了測試，當(dāng)按下預(yù)填充按鈕后，噴嘴閥完成“打開、關(guān)閉”動作，如果噴嘴閥狀態(tài)正常、則正常進行管路預(yù)填充;如果噴嘴閥狀態(tài)異常，則不允許進行管路預(yù)填充并發(fā)出報警，提醒維修人員