基于PLC的风力送丝控制系统

通过对卷烟厂风力送丝系统的特点、控制要求进行分析,提出了基于S7-300PLC、变频器、组态软件的自动控制方案。文章介绍了应用PLC和PC组成的分级控制系统实现的风力送丝过程的各环节状况监测管理等自动化系统。详细描述了控制系统的组成结构、控制原理以及硬件设计和软件设计。风力送丝系统在卷烟厂投入运行以来,各项指标都达到设计要求,取得了良好的效果。     

风力送丝系统配丝装置的改进应用

为解决风力送丝和配丝过程中产生的烟丝分层及造碎率较高等问题,提高送丝环节的控制能力,在原风力配丝装置的基础上,吸收小车送丝的优点,采用喂入式配丝方式,开发出了新型风力配丝装置。生产验证结果表明,与改进前相比,系统风速降低4.0m/s,整丝率提高1.40%,碎丝率降低0.50%,有效降低了配丝和风送过程中的造碎,较好地解决了烟丝分层问题,控制精度明显提高。     

转盘振动喂丝机吸丝口的改进

风力送丝系统中的转盘振动喂丝机在运行过程中,转盘中的烟丝受振动易发生烟丝分层,导致卷烟机落料器吸入烟丝结构差别大、吸丝时间长、卷烟质量不稳定等问题,为此,对转盘振动喂丝机的吸丝口进行了改进.改进措施为:①采用浮动式吸丝口替换喂丝机的固定式吸丝口;②拆除振动系统的减速电机,取消转盘的振动功能.改进后有效解决了转盘振动喂丝机的烟丝分层问题,卷烟机落料器内烟丝碎丝率变异系数降低了0.23,吸丝时间减少了13 s;烟支端部落丝量降低2.41 mg/支,吸阻标准偏差降低51.2 Pa,烟支重量标准偏差降低5.5 mg/支.实际测试结果表明,风送到卷烟机落料器内的烟丝结构更加均匀,提高了烟支卷制质量的稳定性.     

卷烟机风力送丝落料器的设计

深圳卷烟厂设备在异地搬迁改造中,将原来为GD121型卷烟机配套的小车送丝供料,改为风力送丝供料,委托许昌烟机公司设计开发与GD121型卷烟机配套的风力送丝落料器.新设计开发的落料器采用板式组合箱体,便于加工,精度高;采用负压风侧面进给,沿顶部,经过滤网进入料仓,形成合理分布的负压区,平稳有序抽吸烟丝.使用负压释放装置,料仓内的负压得到释放,使烟丝顺利下落,同时清洁滤网.该落料器,增强了密封性能,滤网清洁方便,满足使用性能.是小车送丝的理想替代产品.     

不同送丝方式与烟丝质量关系的研究

以调研和试验相结合,分析比较了不同送丝方式对烟丝质量的影响,并着重研究和探讨了风力送丝不同工艺参数与烟丝质量的关系。结果表明：①烘后叶丝以皮带送丝造碎最小,风力送丝其次,夹带送丝最多。②贮后烟丝采用挂壁式小车送丝有利于减少烟丝在输送过程中的造碎,优于风力送丝和轨道小车送丝。③在试验范围内,风送速度和距离以及弯头个数与烟丝输送造碎呈正相关关系,随风速、距离和弯头个数增加,烟丝长丝率减少,含末率增加,填充值下降。输送比对风送烟丝质量几乎无影响。④适当提高烟丝温度和水分可减少烟丝风送造碎     

卷烟企业风力送丝自适应控制系统的开发

为实现精准控制风送速度,减少风力输送造成的烟丝造碎,建立了风力送丝系统自适应控制系统。该系统可实现电机频率动态控制、风压和风速双闭环串级控制,可依据卷烟机开机台数、要料信号快速、准确调节电机输出频率和各支管风速。试验表明系统正常运行时风速调节可在2 s内完成,风速控制标准差小于0.638 m/s。系统对减少烟丝造碎具有正向改善作用,可减少单箱烟丝消耗1.14%。      

关于对风力送丝系统的智能化改造

随着烟草企业卷烟设备自动化水平的不断提高,卷烟设备对相应风力送丝系统的智能化要求也越来越高。因近10年以来,在卷烟设备实现技术更新的同时相应的风力送丝系统并没有实现其功能优化,造成了在生产运行中的诸多问题。目前,为了实现烟丝地供应在生产环节中的稳定性,决定对风力送丝系统的供丝方式、烟丝均匀化及降低造碎率、烟丝流量的实时调节、设备报警系统、风力送丝系统监控界面等各个方面进行智能化改造。在风力送丝系统顺利改造完成后,已经能够完全保证卷烟设备对烟丝的稳定性需求,再次说明了烟草企业的稳定、高效、智能及节能发展需要科学技术的大胆创新和所有从业技术人员的不断总结与实践。     

地面支撑式EMS柔性送丝物流系统的设计应用

目前箱式储丝物流系统中常用的送丝模式AGV(Automatic Guided Vehicle)、输送机、环形穿梭车等系统,都存在着输送效率较低、响应时间过长等缺点,为此设计了具有无接触能量传输技术和转轨功能的地面支撑式EMS柔性送丝物流系统。该系统主要由EMS小车、轨道系统、供电系统、控制系统组成,通过采用自动转轨机构,形成了EMS轨道路径的多环路、嵌套式运行模式,实现了烟丝箱与风力送丝机组的快速、准确对接和后端供料的连续性。通过仿真分析表明,地面支撑式EMS柔性送丝物流系统与传统的环形穿梭车输送方式相比,有效降低了车辆的空载运行比例,且车辆数量可减少40%以上,具有较高的输送灵活性和快速响应能力,尤其适用于流量大、距离长、工艺布局复杂的物料输送。     

恒压集束管式风力送丝装置的设计与应用

新型恒压集束管式风力送丝装置是一种采用集束管代替通用树状型分支式、风量自动补偿的风力送丝装置。经过某大型卷烟厂实际应用表明:该装置结构原理简单、风速控制稳定、运行可靠、节能效果明显。     

风速监控仪在卷烟机风力送丝系统中的应用

为了实现卷烟机风力送丝系统送丝风速的稳定,方便设备维护和操作等,在卷烟机台上配置了风速监控仪。实测数据表明,与设定风速18m/s相比,应用风速监控仪的风力送丝系统的风速波动≤±1m/s,方便了卷烟机的操作及系统维护,提高了风力送丝系统的稳定性。     

烘丝过程中碳酸钾对烟草香味成分含量的影响

为探讨碳酸钾(K2CO3)对烟丝中挥发性、半挥发性香味成分含量的影响,采用实验室模拟烘丝,按烟丝质量0.5％,0.9％,1.3％,1.7％和2.1％的用量将K2CO3水溶液均匀施加于烟丝,平衡48 h后,于设定条件(温度110℃,风速1.57 m/s和转速12 r/min)下烘丝至含水率为12％～13％,再用甲基叔丁基醚萃取烟丝并进行GC/MS检测.结果表明:①K2CO3对烟丝的外观有显著影响,当施加比例超过烟丝质量的1.3％时,部分烟丝变黑;②加入K2CO3后,烟丝中酯类、酸类组分含量呈规律性降低趋势;醇类组分和巨豆三烯酮类组分含量增加.     

烘丝工序工艺技术研究

本文对烘丝生产工序工艺技术参数进行了大量试验和改进,找出了解决烟丝脆性和柔韧性差的工艺处理新方法。试验结果表明,在烘丝过程中适宜的工艺技术参数不仅能改善烟丝的物理特性和转换率,而且利于减少烟支重量和降低消耗。      

基于均匀设计分析滚筒烘丝工艺参数对叶丝质量的影响

为分析滚筒烘丝各工艺参数对烘后叶丝质量的影响,采用均匀设计法对HT蒸汽流量、筒壁温度、热风温度、排潮风门开度及筒体转速等参数对叶丝质量的影响进行了试验.结果表明:①滚筒转速仅对叶丝物理指标有显著影响;排潮风门开度和HT蒸汽流量同时影响叶丝物理指标和感官质量,且影响趋势相同;筒壁温度和热风温度对叶丝物理指标和感官质量均有显著影响,但影响趋势相反.②在试验范围内,各工艺参数的最优组合为:筒壁温度130℃、热风温度90℃、排潮风门开度59％、筒体电机频率24Hz、蒸汽流量240 kg/h,对应烟丝填充值、整丝率和感官质量得分分别比优化前提高了0.18 cm3/g,1.6％和1.8分,碎丝率降低了0.7％.     

混丝器在分组加工中的应用

为弥补由于分组加工带来的烟丝分层和混合均匀度不足的问题,进行了混丝器在分组加工中的应用实验,即在混丝柜后、加香机前加装混丝器,使分组加工后的烟丝经混丝柜混合后,在进行加香前进行第二次混合,研究了混丝器对烟丝结构、填充值及其混合均匀性的影响.结果表明:应用混丝器后,烟丝整丝率降低0.64%,碎丝率增加0.12%,填充值降低0.1 cm3/g,烟丝混合均匀度提高0.96%.     

卷制过程中设备参数对烟支内烟丝分布的影响

为了解决烟支单支质量、吸阻等指标波动较大等问题,提高烟支内烟丝密度分布均匀性,采用正交试验方法对PASSIM7000卷接机组吸丝成型系统主要设备参数进行优化,研究了不同凹槽数量和凹槽深度的平准器圆刀规格对烟支卷制质量的影响.结果表明:①卷接机组吸丝成型系统最优化设备参数组合是:抛丝辊转速1250 r/min,扩散辊转速180 r/min,针鼓转速18 r/min,吸风室风压11200 Pa,吸丝带中经线编织数量为25根;②最佳平准器圆刀规格为六槽,槽深为3.8 mm/1.5 mm.③在试验范围内,优化试验与对照试验相比,烟支单支质量标准偏差平均下降了3.42 mg/支,烟支中烟丝密度标准偏差降低了6.82 mg/cm3.     

工业中试装置中烟丝的滚筒传输特性

在一工业中试装置中对烟丝的滚筒传输特性进行了研究,考察了冷态稳定传输过程中烟丝流量、筒内风速、滚筒转速以及烟丝含水率对烟丝滚筒滞留量、滞留时间和轴向传输速度的影响,分析了不同条件下烟丝在滚筒内升举—抛洒单元运动时间、运动次数及运动步长的变化规律.结果表明:①筒内风速、滚筒转速和烟丝含水率对烟丝滚筒滞留时间影响显著,随筒内风速、滚筒转速的增大,烟丝滚筒滞留时间减小、轴向传输速度增加,烟丝含水率增大则使得烟丝滚筒滞留时间增加、轴向传输速度减小;②随滚筒转速、烟丝流量、烟丝含水率增大,烟丝在滚筒传输过程中经历的升举—抛洒单元运动次数增加、运动步长减小,筒内风速对烟丝在滚筒内的升举—抛洒单元运动次数和运动步长的影响与之相反.     

温度对成品烟丝造碎率及尺寸分布均匀性的影响

为研究温度对配方烟丝造碎率及尺寸分布均匀性的影响,采用烟丝结构分布方程分析了不同温度烟丝破碎后尺寸分布规律.结果表明:在试验温度范围内,①烟丝的造碎率随着温度的升高而降低,相同温度下烟丝的造碎率是:三类烟＞二类烟＞一类烟;温度对不同等级烟丝的影响程度不同:一类烟＞二类烟＞三类烟;②不同温度烟丝,其破碎后尺寸分布的差异性...     

叶片大小与叶丝尺寸关系的探讨

在卷烟生产中 ,叶丝结构中 >3.2mm和 <1.4mm叶丝的比例是衡量制丝线加工水平的一个重要工艺参数。制丝线中的每个工序环节对叶丝结构都有一定的影响 ,但来料叶片结构对叶丝结构起决定性的作用。通过试验 ,对这两者之间的关系进行了探讨 ,发现 >12 .7mm的叶片对 >3.2mm的叶丝有显著影响 ,≤ 12 .7mm的叶片对≤ 1.4mm叶丝有显著影响     

烟丝在流动密闭阀内的输送特性

为研究烟丝在流动密闭阀内的输送特性,设计搭建了一套流动密闭阀冷态试验装置,利用该装置分析了其操作条件(流化气、松动气、侧吹气、孔口面积)对烟丝流量控制的影响规律.结果表明:①烟丝输送量与流化气量、松动气量、侧吹气量和孔口面积均呈正相关,在同样条件下,叶丝、梗丝、膨胀丝输送量大小关系为膨胀丝>梗丝>叶丝;②通过量纲分析的方法,建立在不同条件下各操作参数与烟丝输送量之间的经验关系式,该式计算值与试验值吻合较好,相关系数为0.96.