淺談超級回潮機出口水分控制

摘要：新制絲線投產以來，由于超級回潮機料頭出口水分調整慢，從而影響了整個批次的出口水分合格率。為此，文章通過設備研究及和其它同類設備加水控制方式對比，提出實現了超級回潮機出口水分精細化控制的改進措施。

關鍵詞：超級回潮機 出口水分 S7-400程序

1 概述

1.1 設備主要用途與適用范圍：我廠使用的WQ3316型滾筒式超級回潮機用于制絲線中，對真空回潮之后的葉片進行增濕、增溫處理，滿足葉片后續加工的工藝要求；使葉片進一步得到松散、回透；使葉組得到混合；去除葉組部分雜氣。

1.2 工作原理：由振動輸送機送入滾筒內的葉片，滾筒由傳動裝置帶動旋轉，由滾筒的軸向傾角及滾筒內撥料桿及抄板的疏導作用，使得葉片自動地向出料口方向流動。當葉片運行到滾筒內且離進料口1.5m左右時，蒸汽管路、增濕水管路處于工作狀態，增濕水與蒸汽被輸送到雙介質噴嘴的水噴管及蒸汽噴管中。在蒸汽壓力的作用下，增濕水與蒸汽混合后呈霧狀噴射出并灑落到葉片上對葉片進行增濕及增溫處理。工作狀態分為：預熱、生產、尾料等。

1.3 加水系統：

1.3.1 控制流程：超級回潮機出口水分控制采用帶前饋的雙閉環控制系統，由入口水分儀、入口電子秤、出口水分儀、電磁流量計、氣動薄膜閥、兩個PID調節器組成。

控制流程圖如圖一：

1.3.2 加水系統工作過程：開始生產時，當超級回潮機前電子秤檢測到有煙葉時，PLC控制系統通過入口水分儀和入口電子秤采集實際流量及實際水分信號與設定水分值進行計算，利用前饋控制器算法計算出應加水量：激活由氣動薄膜調節閥、流量計、PID調節器組成的單回路閉環系統控制加水量，當葉片到達出口水分儀，激活出口水分控制回路，計算設定水分與實際水分的差值，由水分PID調節器輸出校正應加水量，參與出口水分調節。總體上，整個水分控制系統以水量控制回路為主，出口水分控制回路為輔。

1.3.3 工藝指標及參數的實現：加水量多少是生產中煙葉的入口水分值及出口設定含水率以及電子秤的煙葉流量經過PLC程序計算出來的。中控室可以通過調節加水系數來輔助調節加水量，使出口水分能夠快速達到設定的含水率。為了出口水分精細化控制，出料口的水分儀將檢測的信號反饋納入控制，保證出料水分精度。

2 問題分析

超級回潮機出口水分不合格數據主要集中在料頭部分，從而影響整個批次的出口水分合格率。由于PLC程序加水量計算公式，即：φ=W*（P設-P入）/(1-P設)中，W為電子秤瞬時流量，P設為出口水分設定值，P入為入口水分值。當煙葉輸送到出口水分儀時，水分儀檢測到的實際水分值與設定水分值有一定的偏差，根據這個偏差得到出口水分修正值△。最終的加水量為：φ△=K*φ+△。其中K為加水量系數，在中控室由監控計算機設定，φ為計算加水量，△為水分修正值，修正范圍為+100L到-100L。

經過分析，料頭出口水分偏高的主要原因是計算加水量時，料頭實際入口水分偏小，造成P設-P入的差值偏大，計算出的加水量也就偏大。物料由入口到出口有一定時間，水分修正值△在這段時間里不參與控制。料頭在這150秒的時間里，按超級回潮機設定流量5000KG/H計算，就有200KG煙葉水分超上限，影響整個批次的出口水分合格率。

3 改進實施

通過對超級回潮機加水控制方式的研究及與其它同類設備加水控制方式的對比，認為完全可以實現料頭出口水分精細化控制。將PLC程序料頭加水量計算做了處理，增加定量加水控制，并且通過正交試驗法確定定量加水時長為80秒與定量加水值110L/H時，出口水分達到工藝要求時間最短，為60秒。定量加水時長和定量值已經寫入PLC程序中，由生產狀態決定何時啟用。改后料頭出口水分超上限時間明顯縮短，60秒時間出口水分就能達到工藝要求，出口水分合格率顯著提高，實現了出口水分精細化控制。

西門子S7-400原程序如下：

Network 1：計算加水量

L DB309.DBD50 //出口水份控制加水量△

L DB309.DBD64 //入口計算應加水流量φ

+R

L 2.000000e+000

/R

T DB327.DBD 392 //計算加水量

以下程序省略。

在原程序的基礎上，新增加幾條語句

A M 2176.6 //生產標志

L S5T#1M20S//料頭定量加水時間80秒

SD T 507//料頭定量加水定時器

AN T 507 //料頭定量加水定時器取非值

JC M001//值為1時跳轉到M001，進行定量加水

L DB309.DBD50 //出口水份控制加水量

L DB309.DBD64 //入口計算應加水流量

+R

L 2.000000e+000

/R

T DB327.DBD 392 //計算加水量

JU M002//跳轉到M002，進行控制加水

M001: L 1.100000e+002 //定量值110L

L 2.000000e+000

/R

T DB327.DBD 392 //計算加水量

4 改進效果

通過對A品牌連續兩個批次出口物料含水率數據趨勢對比，看出料頭加水做定量加水控制后，定量加水時長為80秒與定量加水值110L/H時，出口水分達到工藝要求時間最短，為60秒。改后料頭出口水分超限時間明顯縮短，只要60秒出口水分就能達到工藝要求，料頭出口水分合格率由原來的50%提高到現在的80%，實現了超級回潮機出口水分精細化控制。

注釋：黑色實線之前的部分為料頭出口物料含水率。圖二為改進前，圖三為改進后數據趨勢。

參考文獻：

[1]超級回潮機設備使用說明書——昆船船舶設備集團有限公司.

[2]潤葉加料機水分控制程序——昆船船舶設計研究院.

[3]STEP7 手冊——西門子公司文件資料.