談葉片加料機(jī)散熱器控制系統(tǒng)改進(jìn)
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摘要：SJ型葉片加料機(jī)的散熱器采用全開或全閉方式進(jìn)汽，瞬間沖擊和受熱不均易造成散熱器損壞，增加維修成本；且加料機(jī)出口物料溫度、水份波動(dòng)較大，不能滿足煙葉的生產(chǎn)工藝要求。為此，文章對SJ型加料機(jī)的散熱器控制系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)，提高了產(chǎn)品工藝指標(biāo)的控制精度，降低了散熱器損壞造成的維修費(fèi)用。
關(guān)鍵詞：加料機(jī)；散熱器；控制系統(tǒng)；改進(jìn)
加料機(jī)位于煙片處理段，對切片回潮后的煙片進(jìn)行處理，進(jìn)一步地調(diào)整葉片的溫度和含水率，以滿足切絲工藝的要求；同時(shí)，按配方要求及用量比例，均勻地將配好的料液施加在葉片上[1]。
1SJ型加料機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理及工藝要求
SJ型加料機(jī)主要由進(jìn)料室、出料室、機(jī)架、滾筒、循環(huán)熱風(fēng)及排潮系統(tǒng)、傳動(dòng)裝置、機(jī)上管路、加料裝置、機(jī)上布線等組成[2]。在這里只介紹其通過散熱器的熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)及其控制（見圖1）。為循環(huán)利用后室的熱風(fēng)、蒸汽，在滾筒上方設(shè)置了圓形風(fēng)管將前室和后室聯(lián)接起來，由循環(huán)風(fēng)機(jī)帶動(dòng)熱空氣、蒸汽在風(fēng)管內(nèi)流動(dòng)。循環(huán)風(fēng)管上裝有溫度傳感器，用于檢測及控制熱風(fēng)溫度，在溫度控制過程中要求出口溫度波動(dòng)范圍在±5℃，出口水份的波動(dòng)范圍根據(jù)具體的煙葉工藝指標(biāo)確定。設(shè)備的生產(chǎn)過程分為預(yù)熱階段、生產(chǎn)階段、排料階段和清洗階段，這里只對預(yù)熱和生產(chǎn)階段散熱器的工作過程做介紹。預(yù)熱的目的是防止蒸汽在回潮筒內(nèi)壁上驟冷凝結(jié)成水滴，導(dǎo)致煙片水份不均勻。在預(yù)熱階段中，主傳動(dòng)電機(jī)M1（滾筒）運(yùn)行，循環(huán)風(fēng)機(jī)M2工作于高速大風(fēng)量狀態(tài)，氣動(dòng)薄膜閥Q1接通，散熱器加熱空氣，預(yù)熱滾筒。其余各閥均截止，預(yù)熱階段無來料。預(yù)熱時(shí)間為15～20min，滾筒溫度達(dá)到50℃時(shí)，設(shè)備自動(dòng)轉(zhuǎn)到生產(chǎn)階段。在此過程中，還要進(jìn)行料液的預(yù)填充。在生產(chǎn)階段，主傳動(dòng)電機(jī)M1運(yùn)行，循環(huán)風(fēng)機(jī)M2工作于低速小風(fēng)量狀態(tài)，氣動(dòng)薄膜閥Q1、Q2接通，蒸汽噴管、散熱器均工作。
2存在的問題
1）控制散熱器的氣動(dòng)薄膜截止閥在使用過程中是全開或全關(guān)的。在剛開機(jī)時(shí)散熱器的薄膜截止閥打開，瞬間大量高壓蒸氣對散熱器造成較大沖擊。2）開機(jī)前散熱器溫度較低，在開機(jī)后氣動(dòng)薄膜截止閥打開，大量的高溫蒸氣進(jìn)入，散熱器內(nèi)的冷凝水還未及時(shí)排除，散熱器散熱片因熱脹冷縮而易發(fā)生崩裂。3）在生產(chǎn)過程中，因葉片加料機(jī)出口煙葉溫度波動(dòng)，需調(diào)節(jié)氣動(dòng)薄膜截止閥的開關(guān)，以控制葉片加料機(jī)筒體溫度，保證煙葉溫度。然而，動(dòng)作過于頻繁會(huì)造成蒸氣對散熱器的多次沖擊。氣動(dòng)薄膜截止閥的突然開與關(guān)，會(huì)使出口水份和溫度不穩(wěn)定，影響工藝質(zhì)量。由于氣動(dòng)薄膜截止閥只有開和關(guān)兩種狀態(tài)，沒有蒸氣流量的控制功能，因此不能及時(shí)自動(dòng)控制散熱器蒸氣進(jìn)入流量，致使蒸氣進(jìn)入散熱器過多、過快，對散熱器造成了沖擊，縮短了散熱器的使用壽命，影響了產(chǎn)品的工藝質(zhì)量。
3解決措施
1）將原有的散熱器控制閥由氣動(dòng)薄膜截止閥改為帶電氣定位器的氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥[3]，使其具有連續(xù)的開度調(diào)節(jié)能力，減少蒸汽對管道的沖擊破壞，穩(wěn)定出口水份（見圖2）。2）改進(jìn)SJ型加料機(jī)散熱器的控制系統(tǒng)程序，使其具有連續(xù)調(diào)節(jié)能力，具體過程是，預(yù)熱開始時(shí)采用500s步進(jìn)時(shí)間增加散熱器薄膜調(diào)節(jié)閥開度，禁止PID調(diào)節(jié)器工作。程序控制預(yù)熱開始計(jì)時(shí)，時(shí)間到達(dá)后，PID調(diào)節(jié)器開啟自動(dòng)控制，葉片加料機(jī)進(jìn)入預(yù)熱狀態(tài)。當(dāng)葉片加料機(jī)轉(zhuǎn)入生產(chǎn)狀態(tài)時(shí)，禁止PID調(diào)節(jié)器工作，固定閥門開度，并一直保持至生產(chǎn)結(jié)束[4]。葉片加料機(jī)筒體停機(jī)再次啟動(dòng)時(shí)，仍然有一個(gè)散熱器預(yù)加熱過程。葉片加料筒體未停機(jī)且處于預(yù)熱或待機(jī)狀態(tài)，投入PID以保持筒體溫度。
4效果驗(yàn)證
此次對散熱器控制系統(tǒng)的改進(jìn)，杜絕了散熱器被擊穿的問題，提高了設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)率，節(jié)約了維修資金，提高了葉片加料物料水分和溫度的控制精度，保障了產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)：
[1]谷朋陽,朱冬雪,褚紅燕,等.基于散熱器控制系統(tǒng)的仿真模擬研究[J].自動(dòng)化與儀表,2018,33(9):15-18+22.
[2]覃光鋒.散熱器智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].裝備制造技術(shù),2017(5):74-77.
[3]國家煙草專賣局.卷煙工藝規(guī)范[M].北京:中國輕工業(yè)出版社,2016.
[4]廖常初.S7-300/400PLC應(yīng)用技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2016.
作者：唐光雄 覃剛 郭偉 李林 馮宇 單位：四川中煙工業(yè)有限責(zé)任公司什邡卷煙廠