改進煙絲篩分振篩及控制系統(tǒng)降低煙絲消耗

(紅塔煙草(集團)有限責任公司 昭通卷煙廠， 云南 昭通 657000)

昭通卷煙廠制絲線原設計工藝路線是煙絲篩分振篩安裝在烘絲后，采用平板式振篩，由于制絲線烘絲流量設定6 900kg/h，烘后煙絲的物料流量大，振篩料層物料較厚，煙絲中的碎末難以得到完全篩分，使煙絲含末率高，造成煙支空頭的質(zhì)量缺陷。為降低煙絲含末率，滿足卷制質(zhì)量要求，把振篩網(wǎng)孔直徑由1.0mm擴大至1.2mm，以實現(xiàn)碎末的充分篩離。但是，過大的篩分孔徑又增加了可用煙絲的誤篩率。導致部分>1.0mm的可利用短煙絲也隨著煙末進入除塵管道被浪費掉。因此，傳統(tǒng)的煙絲篩分振篩方式難以實現(xiàn)煙絲誤篩率與煙支含末率的平衡。

1 傳統(tǒng)平板式振篩煙絲篩分現(xiàn)狀

由于紅塔山系列是昭通卷煙廠加工產(chǎn)品產(chǎn)量最大的品牌，因此，選取“紅塔山(軟、硬經(jīng)典)”品牌進行測試。對“紅塔山(軟、硬經(jīng)典)”在線加工煙絲篩分后的煙末連續(xù)取樣三次進行測試，統(tǒng)計煙末中>1.0mm煙絲的含

表1 篩分煙末中>1.0mm煙絲測試

量。測試結(jié)果表明>1.0mm煙絲所占比例最大值54.19%，最小值50.10%，平均值52.13%(見表1)，篩分煙末中>1.0mm煙絲含量較大，需對煙絲振篩進行改造，提高>1.0mm煙絲的利用率，降低煙絲消耗。

2 煙絲篩分振篩改進方案

為降低單箱耗葉，降低煙絲消耗，經(jīng)過工藝和設備技術(shù)人員多次論證后，決定引進新型煙絲振篩，改變制絲線傳統(tǒng)的煙絲篩分方式，在滿足煙支含末率的前提下，盡可能降低煙絲誤篩率。經(jīng)過認真分析，結(jié)合昭通卷煙廠制絲線實際情況和先進廠家的經(jīng)驗，從占地空間、運行過程安全隱患、篩分效果、技術(shù)難易程度、維護保養(yǎng)便利性、工序造碎方面進行綜合分析，選用了三段兩級式篩分機。“三段兩級式篩分機”由上、下兩層篩分槽體、機架、傳動系統(tǒng)等組成，上層篩分槽體有6.0mm、5.0mm、4.0mm三種孔徑，沿煙絲流向依次排布三段篩網(wǎng)，實現(xiàn)煙絲梯級分流，使上層篩分槽體入口段的煙絲可以較快地落到下層篩分槽體，確保煙絲在下層篩分槽體上有足夠的篩分行程，使煙絲得到充分篩分。下層篩分槽體的篩網(wǎng)孔直徑為1.0mm，由于煙絲流量較小、料層較薄，能充分篩出碎末,在滿足卷煙含末率要求的前提下，降低了煙絲的誤篩率。同時，為減少加工過程產(chǎn)生的造碎，將篩分機安裝位置由烘絲后調(diào)整到煙絲加香進料前。

3 煙絲篩分振篩電氣控制系統(tǒng)的實現(xiàn)

煙絲篩分振篩方案確定后，對振篩進行了采購，設備到場后，對原皮帶運輸機進行了改短處理，留出距離對振篩進行了安裝，設備安裝到位后，根據(jù)現(xiàn)場位置情況選擇φ400mm風管連接到篩分除塵風管上，經(jīng)過對加香段控制程序的分析和了解，要實現(xiàn)對振篩的電氣控制(如圖一)，需要對控制系統(tǒng)硬件和程序從以下方面進行改進。

圖1 新增振篩電機控制圖

3.1 硬件設計及安裝

由于該振篩電機功率為5.5KW，原設計現(xiàn)場分布式ET箱有空間，因此選擇饋電器控制電機，饋電器選擇8-12A，電纜選擇4*4mm2電纜，隔離開關(guān)選擇車間常規(guī)使用的隔離開關(guān)，現(xiàn)場手動控制一鍵啟、停按鈕通過原KP8空余按鈕來控制。

3.2 確定輸入輸出控制點地址及編輯變量符號表(見表2)

表2 編輯變量符號表

3.3 給上位WINCC顯示及報警用變量設計

參考皮帶輸送機變量設計，在原數(shù)據(jù)塊后面增加8個字節(jié)，分別用于上位計算機顯示及報警用(見表3)。

表3 電機顯示信息變量

3.4 與篩分除塵控制系統(tǒng)交互的接口變量(見表4)

表4 篩分機與除塵系統(tǒng)接口變量

3.5 PLC控制程序修改

增加一個程序塊FC357，在程序塊中調(diào)用一鍵啟、停電機控制功能，并將相應的變量填入對應的輸入輸出接口，在網(wǎng)段中分別并入手動、自動控制條件以及串入電機控制基本條件(如隔離開關(guān)、饋電器、動力電源信號等)，并輸出控制輸出點，控制饋電器的啟停。同時，將自動啟動信號輸出給前、后設備以及除塵設備作為啟停前后設備和除塵設備的命令，并修改前后設備控制程序(見下圖2、圖3、圖4)。

圖2 振篩一鍵啟停程序

圖3 振篩電機運行控制程序

圖4 振篩電機輸出控制程序

3.6 上位監(jiān)控畫面修改

在上位計算機上新建WINCC 變量，并對新增振篩畫面進行編輯，振篩運行狀態(tài)顯示變量進行連接，報警信息進行處理，完成后對畫面進行更新。

3.7 振篩與除塵設備通信及程序處理

在通訊程序中將振篩啟、停及故障復位控制信號傳給除塵PLC，除塵PLC將除塵風機運行信號及故障信號傳回給PLC，完成通信接口處理。通過接口信號修改相應的控制程序，完成所有控制程序的修改。

振篩和除塵通訊

ZS32：M71.0——DB1001.20.0 運行

M71.1——DB1001.20.1 脈沖

振篩控制程序修改ZS32：FC406

除塵程序修改ZSCC：FC286

2017年8月，引進安裝了三段兩級式煙絲振篩，通過調(diào)試，9月初在昭通卷煙廠制絲線投入使用，并由工藝質(zhì)量科牽頭組織了相關(guān)的工藝調(diào)試及相關(guān)測試。

4 新增振篩改善效果驗證

4.1 煙末中>1.0mm煙絲含量達到預期目標(見表5)

表5 篩分煙末中>1.0mm煙絲測試

從測試結(jié)果可以看出，由平板式振篩更換為三段兩級式振篩，調(diào)整安裝位置后，篩分煙末中>1.0mm的煙絲比例，由52.13%下降為12.99%，煙絲誤篩率大幅度降低。

4.2 煙絲結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定

對改進前后的煙絲結(jié)構(gòu)進行測試，從測試結(jié)果可以看出，使用三段兩級式振篩后，煙絲的整絲率無明顯變化，煙絲碎絲率略有下降，煙絲結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定(見表6)。

表6 煙絲結(jié)構(gòu)對比測試

4.3 降耗效果明顯

通過對生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的煙末進行測試，測試情況如下(見表7)：

表7 篩分煙末重量測試

4.4 煙支含末率保持穩(wěn)定(見表8)

表8 篩分煙末測試

序號紅塔山(軟、硬經(jīng)典)玉溪(硬)平板篩三段兩級式平板篩三段兩級式111.701.622.431.53121.851.792.182.25131.501.821.772.14141.521.592.182.20151.891.541.961.84…………………………901.521.592.101.82平均值1.721.712.011.96

從測試結(jié)果可以看出，采用三段兩級式篩分后，篩分煙末由93.62kg每批下降為15.83kg每批，篩分煙末中>1.0mm的煙絲重量由48.80kg每批下降為2.06kg每批，每批節(jié)約可利用煙絲46.70kg，降耗效果明顯。

分別統(tǒng)計30批紅塔山(軟、硬經(jīng)典)、玉溪(硬)使用平板篩和三段兩級式振篩生產(chǎn)的煙支含末率，從統(tǒng)計結(jié)果可以看出，使用三段兩級式振篩后，兩個牌號的煙支含末率略有下降，基本保持穩(wěn)定。

此次設備改造，投資小，改造快，不但通過設備的安裝以及控制程序的修改，鍛煉了隊伍，還通過類似的小改小革，降低了車間消耗，取得了較好效果。