卷煙供料成條機負壓自動調節系統的設計應用

潘安岳

摘 要：PROTOS卷煙機供料成條機未設計有負壓自動調節系統，當負壓波動超出工藝要求時，設備不能自動調節負壓值，為此，設計了供料成條機負壓自動調節系統。該系統由一個氣動調節閥、兩個負壓傳感器、一個控制單元、一個工控機和控制軟件組成。卷煙供料成條機安裝負壓自動調節系統后，可以自動開啟或關閉氣動調節閥，自動調節氣動調節閥閥門開啟大小，使負壓值穩定在（-9.2±0.3）kPa范圍內，從而達到節能降耗、提高煙支質量的目的。

關鍵詞：PROTOS卷煙機 供料成條機 負壓 氣動調節閥 自動調節 煙支質量

中圖分類號：TS43；TP274 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）02（c）-0049-03

PROTOS卷煙機是煙草行業卷煙機的主流機型，該機組由供料成條機、卷制成型機、濾嘴接裝機三大部分組成[1]。供料成條機的功用是把煙絲系統送來的煙絲進行松散和去除鐵、雜、梗、簽后制成符合煙支單位長度且達到目標重量的煙絲條送到卷制成型機部分[2]。供料成條機的負壓系統利用負壓空氣將煙絲吸附在吸絲帶上形成煙絲條，負壓的大小及穩定性是決定煙支空頭率、重量及吸阻等煙支質量指標的關鍵因素[3-4]。

1 存在問題

卷煙廠的風力除塵系統通過負壓風管將多臺卷煙機連在一起，當連接在同一負壓管網上的卷煙機有開、停機狀態變化時，負壓會產生波動[5-6]；特別是當更換吸絲帶或處理煙絲堵塞時，需打開供料成條機的風室體防護罩[7]，風室體內的負壓吸風口外露后引起負壓風泄漏，使接在同一負壓管網上的其他卷煙機負壓產生較大波動。

由于供料成條機未設計有負壓自動調節系統，負壓閥門的開啟、關閉及負壓大小調節均需操作工手動操作。當卷煙機負壓產生波動時，供料成條機的負壓大小無法自動調節。

2 設計方案及原理

技術方案：該設計的目的是為了克服卷煙機現有技術的不足，提供一種卷煙供料成條機負壓自動調節方法，通過卷煙供料成條機負壓自動調節系統，解決卷煙供料成條機負壓閥門不能自動開啟、關閉及負壓值大小自動調節問題，同時實現卷煙機負壓的遠程管理和遠程控制。

為實現上述目的，設計的卷煙供料成條機負壓自動調節系統，如圖1所示，在每組卷煙機上安裝一個氣動調節閥2，兩個負壓傳感器1、3，一個控制單元10，一個工控機9，在除塵系統安裝一個工控機11。其特征在于所述氣動調節閥2安裝在供料成條機負壓風管上，替換原手動調節閥；在所述氣動調節閥前負壓風管6安裝前負壓傳感器1，在所述氣動調節閥后負壓風管5安裝后負壓傳感器3。將前負壓傳感器1及后負壓傳感器3的信號連接至所述控制單元。通過數據線將多組卷煙供料成條機負壓自動調節系統連接在一起，同時將數據線連接到除塵系統、MES生產執行系統或生產指揮調度系統[8]。

如圖1所示，將供料成條機風室體連鎖開關4的信號接至所述控制單元，當打開供料成條機的風室體防護罩時，所述控制單元自動關閉氣動調節閥2；當關閉供料成條機的風室體防護罩時，所述控制單元自動打開氣動調節閥2，使氣動調節閥閥門開啟至關閉前的位置。

在上述技術方案中，所述氣動調節閥2為帶定位器氣動調節閥或帶手輪及定位器氣動調節閥[9]。

根據卷煙機生產工藝需求及特性，在所述工控機上安裝控制軟件，控制軟件根據生產工藝、操作工在所述工控機上設置的參數以及所述負壓傳感器反饋的信號，自動對所述氣動調節閥進行開啟、關閉及調節大小控制。

工作原理：如圖2所示，卷煙機上電后，供料成條機負壓自動調節系統開始檢測前負壓風管6的負壓值，通過比較操作工在工控機設定的風力除塵管道負壓值范圍及前負壓傳感器1反饋的信號，當風力除塵管道負壓值不在設定值范圍時，控制單元向風力除塵系統傳送報警信號，由風力除塵系統工控機對同一負壓管網上的多組卷煙機負壓數據進行計算處理后自動調整風力除塵系統風機運行頻率；當風力除塵管道負壓值達到設定值范圍時，系統進入下一步流程。

當前負壓風管6的負壓值達到設定值范圍后，系統檢測供料成條機風室體防護罩是否關閉，當打開供料成條機風室體防護罩時，所述控制單元自動關閉所述氣動調節閥2；當關閉供料成條機的風室體防護罩時，所述控制單元自動打開所述氣動調節閥2，使氣動調節閥2閥門開啟至關閉前的位置。

參見圖2，氣動調節閥2打開后，系統檢測后負壓風管5的負壓值，通過比較操作工在工控機設定的供料成條機負壓工藝參數及后負壓傳感器2反饋的信號，當供料成條機負壓值大于負壓工藝參數設定值時，系統通過控制單元減小氣動調節閥2的閥門；當供料成條機負壓值小于負壓工藝參數設定值時，系統通過控制單元增大氣動調節閥2的閥門；當供料成條機負壓值達到負壓工藝參數設定值范圍[10-11]，氣動調節閥2調節結束。

3 應用效果

3.1 應用前后負壓穩定性比較

驗證方法：在所述工控機上讀取供料成條機的負壓波動范圍及平均值，當關閉負壓自動調節系統時閥門無自動調節功能，將關閉負壓自動調節系統時讀取的數據作為應用前的數據。

分別對廣西中煙一類、二類及三類卷煙進行應用前后試驗，應用前后數據比較如表1所示。應用前負壓波動較大，應用后負壓值能穩定在（-9.2±0.3）kPa范圍內。

3.2 應用前后對煙支空頭率影響比較

根據負壓參數對煙支空頭率、重量及吸阻等煙支質量指標的影響程度，負壓波動時，對煙支空頭率影響較為顯著，對重量及吸阻影響程度較小[9]，因此選擇對煙支空頭率進行應用前后試驗。

驗證方法：對同一生產機臺相同生產工藝參數的情況下，對負壓自動調節系統啟用或關閉時，卷煙機人機界面顯示的煙支空頭數量及空頭率比較。將卷煙機回絲量統一調至最佳回絲量[12]，回絲量取值為35%；在卷煙機CIS控制參數界面[13]，將“松頭絕對門坎”參數統一設為“220”，“松頭門坎”參數統一設為“55”。應用前后試驗數據如表2所示，試驗數據為一臺班的統計數據，應用后煙支空頭率平均下降了0.03%。

4 結語

卷煙供料成條機安裝負壓自動調節系統后，可以根據卷煙機的生產狀態，自動開啟或關閉供料成條機氣動調節閥，自動調節氣動調節閥的閥門開啟大小，使供料成條機負壓值滿足生產工藝要求，從而達到節能降耗、提高煙支質量的目的。

參考文獻

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