制丝贮柜可变平铺区域的实现

阎志强 王芳 山东中烟工业有限责任公司青州卷烟厂 山东青州 262500

一、背景及意义

在研究贮柜时，以预混柜为例。预混柜是烟叶生产过程中重要的物料贮存设备，也是必不可少的生产环节。

每次实验用烟的物料总量是有限的，实验小样往往重量较少，明显少于正常生产时批次物料的总量，满柜平铺的布料方式使实验小样每次都是均匀平铺于预混柜内，而预混柜设计容量是10000kg。

这样就导致每次生产实验用烟时预混柜内所布的物料厚度不够，有时即使底带以最高频率运行出料流量也达不到工艺标准，而且严重拉长实验小样的出料时间。严重降低了生产效率。

如果能够根据实验小样物料的多少来调整物料在预混柜内分布的区域，使得预混柜内的物料厚度能够尽可能的满足出料时的物料流量，在符合工艺标准的同时极大地缩减了生产时间，提高了效率。

二、可行性

预混柜底带出柜频率设定范围是0~50HZ。在实际生产中，预混柜的容量为10000kg，布料车的长度约为预混柜长度的一半，当布料方式设定在50%-100%之间时，需要布料带双向运行。当一侧布料完毕之后布料带只能从预混柜的另一端开始布料，这样中间就会留下一段空料段，出料时物料就会断供。

因此无法实现预混柜50%-100%之间的布料比例设定。但如果来料重量=（50%-100%）*设定重量时，采用平铺布料经测算也可以满足出料流量要求。如上表所示，牌号7为7200kg，采用平铺布料，生产时出料频率为35HZ。当来料重量5000kg时，7200*35/5000≈50HZ，可见当来料重量≥5000kg时都可以采用平铺布料，而且底带频率完全可以满足加料工序流量的要求。

实验小样重量普遍＜5000kg，即使底带频率调至最快50HZ也无法满足出料流量的要求。因此主要研究内容为来料重量＜5000kg时的布料情况，使之满足出料时加料工序的流量要求。

当来料5000kg以下时，要实现根据物料的多少来调整物料在预混柜内分布的区域可以通过使布料车到达指定的限位时自动反向来实现。这样布料时物料就会在指定的分布区域内平铺布料，既增加了物料厚度又减少了分布区域，即满足了出料流量要求又缩短了出料时间。

三、技术方案及难点

1、提出技术方案

为了实现预混柜可变式布料方式，在保证实验用烟的工艺质量的前提下，尽可能缩短该工序的作业时间，经分析后形成两种方案：（1）加装多组接近开关；

（2）修改控制程序实现。

2、方案选择

2.1 方案一：加装多组接近开关

接近开关又称无触点行程开关，是以无需直接接触检测对象进行检测为目的的传感器的总称。接近开关根据其检测原理可分为多种类型，通常由检测元件、检波单元、整形单元、放大单元和输出单元等组成

它是一种磁敏元件，当磁性物件移近霍尔开关时，开关检测面上的霍尔元件因产生霍尔效应而使开关内部电路状态发生变化，由此识别附近有磁性物体存在，进而控制开关的通或断。

该方案技术难度低，只需要在设备上加装多组接近开关并在控制程序中添加硬件点位即可。安装接近开关能够实现分段式布料，但是其局限性较高，只能根据所装开关的位置占预混柜全长的比例来设定预混柜布料带的布料区域，不能根据不同物料重量任意设定，且加装硬件成本相对较高。

2.2 方案二：修改控制程序实现

在现有程序中加定时器，根据实验小样的重量占预混柜设定容量的比例设定进柜比例，该方案无需在设备中添加硬件设备，可以根据物料重量在0-50%之间任意设定进料比例，但其实现较复杂。

通过对两种方案的经济技术综合比较和在模拟实验中对工作效率的提升程度综合考虑，最终确定设计预混柜可变式布料方式的方案。

四、研究过程

1.运行模式研究

在进柜前可以直接设定进料比例，若比例大于50%，直接设定为满柜平铺，若小于50%则系统根据百分比计算布料车反向运行所需时间。设定完成后，布料车开始正向运行同时布料带正向运行，运行一段时间后系统检测布料车是否达到布料车反向条件，若未达到布料车继续正向运行，布料带正向运行。若达到，布料车反向运行同时布料始终正向运行。布料车反向运行一段时间后，系统检测是否达到布料车反向运行时间。若未达到，则布料车继续反向运行，布料带正向运行。若已经达到，则再改为布料车正向运行，布料带正向运行。系统不断循环往复，直到生产结束。

2.反向时间研究

在实际生产中，布料车从预混柜的一端到另一端所需的时间为T=43±1s，预混柜设定容量为M，假设某实验小样的重量为M1，那么设定的进柜比例为S=M1/M*100%，布料车所设定的反向时间t=T*S。

五、效果验证

1、空车运行：在修改控制程序后首先开空车试反复运行,进行多组验证得出在设定不同布料比例的情况下成功往返次数均100%合格。

2、带料运行：

表5.1 烟叶重量、进料百分比和出料时间对应表

实验牌号 烟叶重量（kg） 设定进料百分比 出料时间（min）

由上表可知：方案实施后布料车可以根据任意进料百分比实现比例布料，而布料方式改变之前即使底带以最快50HZ的速度出料也需要90分钟左右。

可知修改控制程序后可以完成达到贮柜布料区域连续可调，在满足后续工序物料流量的同时极大地节省了生产时间。