加料機(jī)自動溫控加水裝置的研制與應(yīng)用

王建剛　李國霞

【摘要】加料機(jī)物料水分和溫度是產(chǎn)品最重要的工藝參數(shù)，它的好壞直接判定產(chǎn)品質(zhì)量是否合格。一直以來，水分和溫度控制[1]也是生產(chǎn)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，水、氣、汽的溫度和壓力都會對它造成影響和干擾。本項(xiàng)目研制出一種加料機(jī)自動溫控加水裝置，重新設(shè)計(jì)、改造加料機(jī)加水系統(tǒng)模式，解決實(shí)際生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的水分、溫度標(biāo)偏較大的問題。

【關(guān)鍵詞】加料機(jī)；溫度控制；水分；標(biāo)偏

我廠在用加料機(jī)是秦皇島煙草機(jī)械有限責(zé)任公司生產(chǎn)的SZ14C型加料機(jī)。該加料機(jī)加水系統(tǒng)由蒸汽管路和水管路構(gòu)成，水、汽共用一個(gè)噴嘴，加水功能靠蒸汽引射、霧化軟化水（純凈水）來實(shí)現(xiàn)，同時(shí)該蒸汽還起到加水預(yù)熱、筒體內(nèi)物料溫度的補(bǔ)償調(diào)整功能。我們在現(xiàn)場調(diào)研時(shí)，時(shí)常發(fā)現(xiàn)因物料水分溫度波動，導(dǎo)致物料水分標(biāo)偏較高，出現(xiàn)不合格產(chǎn)品的現(xiàn)象。根據(jù)我廠制絲設(shè)備現(xiàn)狀，要想采用更換整臺加料設(shè)備的方式存在困難。為此，我們開展了“研制加料機(jī)自動溫控加水裝置”的研究與推廣。

1、試驗(yàn)?zāi)康囊饬x

本項(xiàng)目主要是解決實(shí)際生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的水分、溫度標(biāo)偏較大的問題的加料機(jī)自動溫控加水裝置研制。本裝置實(shí)現(xiàn)水、汽分離，杜絕生產(chǎn)用水、水蒸汽之間因各自所需壓力變化調(diào)節(jié)而造成的相互干擾；水路加設(shè)自動溫控裝置，對生產(chǎn)用水進(jìn)行預(yù)加熱處理，利用溫度變送器根據(jù)加料機(jī)筒內(nèi)生產(chǎn)物料所需工藝溫度不同而對水箱內(nèi)生產(chǎn)用水設(shè)置相應(yīng)的水溫控制指標(biāo)，使水箱瞬時(shí)供給加料機(jī)筒內(nèi)的生產(chǎn)用水水溫與筒內(nèi)瞬時(shí)溫度保持一致，從而消除了因加料機(jī)筒內(nèi)體積小，易受供水水溫變化而導(dǎo)致筒內(nèi)溫度波動、控制精度不高，甚至不易控制的缺憾。加水、溫控過程通過程序編寫，全部實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自動控制，一鍵觸發(fā)、自動完成，杜絕人工干預(yù)，降低現(xiàn)場操作人員操作難度、減輕工作量，提高了產(chǎn)品同質(zhì)化生產(chǎn)的加工精度。

2、試驗(yàn)材料與方法

2.1試驗(yàn)地點(diǎn)

青州卷煙廠制絲車間梗加料機(jī)

2.2試驗(yàn)材料

中間繼電器、高性能饋電器、溫度變送器、液位開關(guān)、水泵、不銹鋼箱體、兩位兩通電磁閥、ET200S 151-3 PN、指示燈等。

2.3試驗(yàn)設(shè)計(jì)

整套裝置分為自動恒溫水預(yù)處理單元、恒溫水施加單元、控制單元3部分。

2.3.1自動恒溫水預(yù)處理單元

我們知道，自動恒溫水預(yù)處理系統(tǒng)包括保溫水箱箱體、進(jìn)水管路、出水管路、蒸汽加熱管路、排水管路。水箱箱體內(nèi)設(shè)置液位控制器[2]5、溫度變送器7、蒸汽噴射器6，水箱進(jìn)水管路上設(shè)置兩位兩通電磁閥10，水箱出水管路設(shè)置水過濾器4、水泵11，蒸汽加熱管路設(shè)置球墨鑄鐵減壓閥1、氣動球閥2，排水管路設(shè)置球閥3。

生產(chǎn)開始，啟動煙絲加料工藝段設(shè)備，加料機(jī)自帶預(yù)熱系統(tǒng)對筒體進(jìn)行加熱（預(yù)熱20分鐘），自動溫控加水系統(tǒng)同時(shí)啟動，進(jìn)水管路上的兩位兩通電磁閥10打開對水箱供水。水箱內(nèi)置液位控制開關(guān)5（上下兩個(gè)，控制高、低水位）控制水箱水位。當(dāng)水位到達(dá)高水位時(shí)，兩位兩通電磁閥10自動關(guān)閉，切斷供水管路，停止供水。當(dāng)水位達(dá)到低水位以上時(shí)，蒸汽管路氣動球閥2打開，通過蒸汽噴射器6對水進(jìn)行加熱。水箱內(nèi)安裝溫度變送器7控制水箱內(nèi)水溫，水箱內(nèi)水溫預(yù)先根據(jù)加料機(jī)內(nèi)生產(chǎn)物料所需工藝溫度設(shè)定，當(dāng)達(dá)到預(yù)設(shè)溫度時(shí)，蒸汽管路氣動球閥2關(guān)閉，停止加熱。

2.3.2恒溫水施加單元

當(dāng)加料機(jī)筒溫達(dá)到物料所需工藝溫度時(shí)，前端設(shè)備對加料機(jī)進(jìn)行供料。加料機(jī)前配備電子皮帶秤和水分儀，當(dāng)電子皮帶秤檢測到物料信號時(shí)，控制程序發(fā)出指令啟動自動溫控水箱出水水泵11向加料機(jī)內(nèi)物料加水，加水量的多少由加料機(jī)前水分儀采集數(shù)據(jù)上傳PLC，PLC根據(jù)來料水分對比工藝所需水分進(jìn)行計(jì)算，得出加料機(jī)筒內(nèi)物料瞬時(shí)所需水分，并發(fā)出指令給加料機(jī)定位器自動調(diào)節(jié)氣動薄膜閥開度，實(shí)現(xiàn)加水量的精確供給。水泵輸出的多余的溫水通過節(jié)流閥8、溢流閥[3]9流回溫控水箱循環(huán)使用，也保證水壓力恒定。

2.3.3控制單元

控制單元由ET200S子站、控制程序、intouch操作畫面組成?？筛鶕?jù)不同物料所需工藝溫度和加水量的不同，通過控制程序?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)控制中心微機(jī)畫面一鍵選擇、自動轉(zhuǎn)換功能。

3、試驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1操作穩(wěn)定性、便捷性分析

改造完成后，我們對該裝置進(jìn)行了操作穩(wěn)定性、便捷性跟蹤回訪，了解到的情況是操作簡便，中控室微機(jī)畫面一鍵操作、自動控制；實(shí)現(xiàn)了水、汽分離，避免了水、汽之間的相互干擾；裝置具有自動溫控特性，可以自由設(shè)定溫控范圍以適應(yīng)不同牌號的工藝要求；杜絕了人工干預(yù)、減少勞動強(qiáng)度。

3.2加水效果

為了驗(yàn)證裝置的效果，我們統(tǒng)計(jì)了2014年3月到11月的出口水分標(biāo)偏數(shù)據(jù)，通過對比結(jié)果顯示：8-11月出口水分標(biāo)偏分別為0.143%、0.138%、0.126%、0.121%，均小于0.15%。

4、結(jié)論

本裝置實(shí)現(xiàn)水、汽分離，單獨(dú)控制，杜絕了蒸汽和水因各自所需壓力的調(diào)整而產(chǎn)生相互干擾，影響產(chǎn)品的水分控制精度，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。裝置可根據(jù)不同物料所需工藝溫度和加水量的不同，通過控制程序修改實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)控制中心微機(jī)畫面一鍵選擇、自動轉(zhuǎn)換功能。還可以滿足單機(jī)臺運(yùn)行需要，具備手動/自動控制轉(zhuǎn)換功能，也方便日常維修和調(diào)試工作。向加料機(jī)筒內(nèi)噴射的生產(chǎn)用水的水溫可根據(jù)在產(chǎn)物料所需工藝溫度而設(shè)定的，從而確保了加料機(jī)筒內(nèi)溫度的恒定，實(shí)現(xiàn)了物料溫度精確控制。另外自動溫控水箱箱體采用保溫設(shè)計(jì)，箱體內(nèi)生產(chǎn)用水水溫不受外界環(huán)境溫度的變化而變化，既保證水溫恒定又節(jié)能。裝置具有溢流回水裝置，保證了水壓恒定。

本項(xiàng)目極具推廣價(jià)值，加香加料類設(shè)備、增溫增濕類設(shè)備全部能夠得到推廣和應(yīng)用，適應(yīng)性強(qiáng)，推廣前景十分巨大。研制加料機(jī)自動溫控加水裝置，降低出口水份標(biāo)偏。

參考文獻(xiàn)

[1]王玉琦，熊葵容.可編程序控制器在溫度控制中的應(yīng)用[J].傳感器世界，1998（04）：34-36.

[2]朱鷹屏，王耀南，黃芷定.基于模糊PID原理的液位控制器的設(shè)計(jì)[J].自動化與儀表，2004，19（5）：48-50.

[3]夏立超，張文康.水液壓溢流閥的設(shè)計(jì)及研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014年21期.

作者簡介

王建剛（1976--），本科，工程師，長期從事可編程控制及機(jī)電一體化技術(shù)研究工作.