煙草制絲加香壓力控制系統(tǒng)改進

前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了煙草制絲加香壓力控制系統(tǒng)改進范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請閱讀。

摘要：針對人為調整減壓閥來實現(xiàn)壓縮空氣壓正常的現(xiàn)狀，對混絲加香的壓縮空氣進行自動化改進。系統(tǒng)改進后，簡化了操作流程，極大地降低了因為人工調節(jié)壓力導致的人為操作出錯。

關鍵詞：加香；噴嘴；壓力；自動化

引言

隨著煙草制絲生產線自動化控制水平的不斷提升，各種制絲生產設備的工藝參數(shù)都實現(xiàn)了自動化控制，促使制絲生產制造和控制質量的水平不斷提升，隨著自動化水平越來越高，對卷制絲生產質量的要求就更加嚴格，但是在生產過程中發(fā)現(xiàn)還有一些工序存在人為手動控制的情況出現(xiàn)。

1存在的現(xiàn)狀分析

通過不斷的升級改造后，發(fā)現(xiàn)我廠現(xiàn)使用的加香機噴嘴為兩組雙介質（壓空、料液）噴嘴，引射壓空管路僅有手動調節(jié)閥進行調節(jié)。受氣源影響，手動調節(jié)閥輸出有一定的調節(jié)振蕩期，導致壓力存在波動，因此需要人工及時發(fā)現(xiàn)，并憑經驗手動精確調節(jié)氣壓閥，控制在工藝標準內。而且參照我廠制絲工藝標準———加香壓空引射壓力為0.08MPa，人工精準調整2個噴嘴的減壓閥壓力控制在工藝標準內，存在一定的難度，并且影響壓縮空氣的穩(wěn)定性，而且煙草制絲加香工藝任務是采用壓縮空氣霧化香精后將其準確、均勻地施加到煙絲上，由于壓縮空氣和香精的相對速度很大，氣液之間產生很大的摩擦力將料液霧化[1]。當壓空存在波動時，將直接影響最終香精霧化，造成香精噴撒不均，因此需要壓空引射壓力穩(wěn)定輸出來保證加香均勻。

2壓縮空氣自動控制方案的確定

為實現(xiàn)設備壓縮空氣的自動化控制，通過前期的考察，以及技術人員的技術分析，要達到上述要求，需要改造目前的管路機械部分以及電氣控制部分才能實現(xiàn)。實施的難點在于采集壓縮空氣的信號，這就需要把原有的機械式的壓力表更換為氣體流量計，而且還需要對原有的壓縮空氣管路進行系統(tǒng)化改造，安裝新儀器儀表，編寫PLC程序、開發(fā)監(jiān)控程序，使壓力值能夠實時清晰地顯示在主控制屏上，使現(xiàn)場人員觀察生產過程壓力值時一目了然，而且還可以在操作界面進行壓力值的設定，要實現(xiàn)這種功能就必須要求具備3塊功能模塊：控制器部分、執(zhí)行部分和檢測部分。其中控制器部分又分為主控制器、操作界面和通訊方式三部分，執(zhí)行部分又分為通道控制器和無極調控穩(wěn)壓方式，通道控制器主要是具備單噴嘴和雙噴嘴的選擇，有利用多種加香模式的進行；檢測部分主要是要具備壓力流量的檢查功能，如圖1所示。

3方案的實施

3.1主要設備的選擇。

1）人機交換機的選擇，通過對比后選擇西門子SIEMENSSMART700IE電阻式交換機，主要是其畫面針對性強，功能相對集中，便于操作，并且更改程序簡單，后期維護簡便，并且與S7-200最兼容，無需購置其它擴展模塊。2）電氣比例閥的選擇，通過對市場多個型號的比較，最后確認選擇SMC比例閥VY系列。其控制原理為以電控方式思想對流量節(jié)流控制，也可實現(xiàn)對壓力控制，根據(jù)控制信號的大小來調整閥芯的截面面積，使得閥芯的移動與輸入電壓呈比例控制，從而達到連續(xù)無極調節(jié)壓力大小要求。SMC比例閥設計和維修簡單，控制精度好，能實現(xiàn)穩(wěn)壓穩(wěn)流無極調控需求。3）氣體窩街流量計的選擇，針對監(jiān)測部分的設備我們選擇ECLUGB系列渦街流量計。其主要用于工業(yè)管道介質流體的流量測量，如氣體、液體、蒸氣等多種介質，可用于一般流量檢測且壓力損失小；在測量工況體積流量時幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響，但存在小流量死區(qū)，針對現(xiàn)場流量需求可忽略，并且測量精度一般可達±1%R—±2%R，測量精度適用，長期可靠性高，無需經常維護，壽命長。4）S7-200系列的進一步選型，根據(jù)我們所需要的IO點數(shù)量（1DI、4AI、2AO）需求，且根據(jù)原有薄膜調節(jié)閥、流量計模擬量均為4~20mA輸入或出，查詢S7-200CN操作手冊，選擇了最優(yōu)的組合：S7-224XPCN、EM235組合。

3.2設備的安裝，編程以及調試

設備的采購結束后，按照前期設想，機械和電氣人員對加香壓氣管路進行了安裝更換，然后對設備進行了程序的編制以及調整。

3.2.1對采購的PLC編程以及調試在PLC中根據(jù)安裝設備所采集到的壓力信號編寫對應的控制程序，程序回路根據(jù)所采集到的壓力信號控制壓力調節(jié)閥實現(xiàn)壓力自動調節(jié)，并對升級改造的設計進行模擬調試，發(fā)現(xiàn)無報警，錯誤信號。

3.2.2SMART700IE功能設計根據(jù)功能需求設計HMI界面如圖2所示，建立的人工交換界面直觀，可視化程度高，可以直接在什么進行操作，設置噴嘴壓力以及可以查看實時壓力曲線和歷史曲線，有利于人員對壓力系統(tǒng)的分析。

3.2.3對采購SMCVY-1300電氣比例閥功能調試以及PID設置PID調節(jié)模塊自整定功能來確定參數(shù)，PID自整定會根據(jù)響應類型而計算出最優(yōu)化的比例、積分、微分值，并可應用到控制中，再根據(jù)自整定算出的值，檢測是否為最優(yōu)組合圖3所示。

4實現(xiàn)效果

通過設備安裝調試正常后，對改造后加香系統(tǒng)進行了跟進檢查。1）對新系統(tǒng)壓空引射形成的料液霧化、形狀進行檢查。通過現(xiàn)場觀察確認，新系統(tǒng)壓空引射形成的霧化區(qū)域、形狀符合設備、工藝要求。2）新系統(tǒng)對加香精度的影響檢查。調取活動完成前后的系統(tǒng)加香過程數(shù)據(jù)，統(tǒng)計加香精度數(shù)據(jù)如表1。由統(tǒng)計表可以看出，活動前后，加香精度達標率均為100%，加香精度標偏有所下降，新系統(tǒng)的研發(fā)對原有控制系統(tǒng)中重要工藝指標—加香精度有所提高。3）對壓縮空氣壓力的檢查。隨后隨機抽取改造后不同品規(guī)的單批次生產過程引射壓力值數(shù)據(jù)，與改造前的過程不同品規(guī)的單批次生產過程引射壓力值數(shù)據(jù)進行對比如下頁表2所示，由統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以說明制程能力良好，狀態(tài)穩(wěn)定，比改造前有非常明顯的改善。

5結語

通過這次對混絲加香機噴嘴霧化壓縮空氣的自動控制方式的改造，拓展了煙絲加香系統(tǒng)的功能，增加了加香系統(tǒng)料液噴嘴單、雙工作模式切換功能，切換完成到位提示后功能以及切換不到位延時報警功能，提醒操作人員。系統(tǒng)功能更新后，改變了壓縮空氣人工手動調節(jié)的模式，實現(xiàn)了在混絲加香過程中牌號工藝標準壓力值跟隨生產線上煙絲牌號自動跟蹤，生產中壓縮空氣壓力值自動調節(jié)的功能，簡化了操作流程，極大地降低了因為人工調節(jié)壓力導致的人為操作出錯，杜絕人為因素導致工藝流程錯誤，使混絲加香比例與加香過程噴嘴的霧化效果更加匹配，達到了生產品牌中更加理想的霧化效果。改進后的系統(tǒng)使生產的煙絲加香精度更加的準確，加香過程更加均勻，提高了品牌煙絲的工藝質量。

參考文獻

[1]煙葉制絲工專業(yè)知識編寫組.煙葉制絲工專業(yè)知識[M].鄭州：河南科學技術出版社，2012.

作者：張輝 呂勇 向勇剛 單位：重慶中煙工業(yè)有限責任公司重慶卷煙廠