改進烘絲機控制模式

婁琦++薛梅

摘 要：煙草制絲生產過程中薄板烘絲機干頭干尾量較多。實踐中通過改進烘絲機控制模式，確定最佳工作溫度，優化預熱溫度，優化料頭噴蒸汽時間，判斷烘后水分儀參與控制的最佳時機等措施，能達到穩定烘絲機出口水分，減少干頭干尾量的效果。

關鍵詞：烘絲機；干頭干尾；控制模式

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.07.009

1 背景及要因分析

薄板烘絲機的控制模式為閉環控制，煙絲含水率的控制采取PID控制。烘絲機生產時的工作狀態包括預熱、啟動、料頭、生產和倒料。生產前設備處于預熱狀態，當烘前電子秤產生秤占用信號并延時一定時間（電子秤到烘絲機人口時間）后，轉入料頭狀態；此時蒸汽調節PID、含水率調節PID、熱風調節PID均參與控制；當正常生產過程中秤占用信號消失并延時（工作狀態轉高速倒料狀態時間）后進入高速倒料狀態，尾料持續時間約210 S。在車間生產中，每批次開始或者結束時，薄板烘絲機會殘留一些低于1.5%的標準含水率下限的煙絲，這就是干頭干尾現象。

烘絲機滾筒具有較大熱慣性，造成烘絲機出口葉絲干頭干尾較多，我車間當前薄板烘絲機干頭干尾量平均每天為20.96kg。影響薄板烘絲機干頭干尾量的原因主要是：（1）不同牌號葉絲脫水性能差異較大。烘絲筒控制程序中的配方參數，如干燥系數等沒有針對不同的牌號（條件）進行相關優化；（2）料頭生產過程中，烘絲筒壁溫度的計算值由于進料流量的變化，會產生很大波動，極易導致烘絲筒壁升溫過沖的狀況；并且因為不能對出口煙絲水分進行反饋，沒有辦法精確的針對出口煙絲水分進行有效補償修正；烘絲水分在控制過程中，也具有較強的滯后的特性，進而不可避免的出現干頭干尾的煙絲；（3）料頭料尾的溫度控制模式和烘絲機正常運行時的控制模式差別不明顯，沒有對料頭料尾進行特殊控制模式。因此需要在料頭料尾時采用新的控制模式，穩定烘絲機出口水分，減少干頭干尾量。

2 改進措施

（1）增加料頭工作溫度自動修正環節，確定最佳工作溫度。在生產中，操作人員常常只能根據出口含水率憑借工作經驗來調整烘絲機的工作溫度，以保證烘絲機出口含水率的穩定性。這樣以來，溫度修正過程的人為經驗因素影響較大且相對容易滯后。通過統計分析不同牌號（條件）的來料含水率，我們可以得出不同含水率所適宜的工作溫度；再通過烘前水分儀來檢測來料含水率，通過滾筒工作溫度平臺自動修正溫度，使得烘絲機能夠快速進入穩定工作狀態。

（2）預熱溫度優化。設備啟動后，滾筒需線經過20-30min的預熱；當烘絲前電子秤流量信號輸入時，自動轉到啟動狀態。預熱溫度通過空氣的傳導作用在滾筒內形成高溫環境，對煙絲進行脫水操作。預熱溫度的高低影響干頭干尾量的大小。預熱溫度在130℃時，在保證烘絲出口水分處于工藝范圍內的前提下，干頭干尾量最少，為16.22kg。

（3）料頭噴蒸汽時間優化。在烘絲控制系統中，料頭噴蒸汽主要對煙絲進行增溫、增濕，提高筒體內部的濕度，以達到減少干頭干尾現象。在PLC程序控制中引入料頭噴蒸汽開始時間、料頭噴蒸汽停止點2個參數，見圖1。

通過實際測量得出噴蒸汽開始時間和停止時間，根據蒸汽的含水率和加水量估算加蒸汽量，根據料頭料尾時電子秤物料流量換算得理論加水量，理論加水量=（電子秤設定流量一電子秤實際流量）×加水系數。在生產中，通過不斷調試之后確定加水系數是0.035。由中控制室控制將加水系數添加到生產工藝配方。加蒸汽量在料頭階段逐漸減小，可以防止料頭含水率沖高；加蒸汽量在料尾階段逐漸增大，直到進料停止，接著延時停止蒸汽噴吹。

料頭噴蒸汽時間在100S時，在保證烘絲出口水分處于工藝范圍內的前提下，干頭干尾量最少，為13.82kg。

（4）烘后水分儀參與控制的最佳時機。影響烘絲機干頭干尾控制的主要因素是出口水分儀參與控制的時機。在現有的控制模式，為了能夠實時且有效的控制烘絲機出口含水率保持在規定的誤差范圍之內，操作人員必須對蒸氣壓力和含水率實行雙閉環串級控制，料頭最佳控制時機在11.5S時，在保證烘絲出口水分處于工藝范圍內的前提下，干頭干尾量最少，為10.82kg。

3 效果對比分析

通過采取增加料頭工作溫度自動修正環節、優化料頭料尾噴蒸汽時間和預熱溫度，將烘后水分儀參與控制等改進，有效降低了烘絲機干頭干尾量，有效減少了需要在出料端補償加水的干煙絲量，保證了煙絲的品質。改進后薄板烘絲機干頭干尾量由改進的20.96kg降低到改進后的9.48kg。

4 結論

（1）改進后薄板烘絲機干頭干尾量由原來的每批次12.5kg降低到5.54kg，干尾量由原來的8.46kg降低到3.94kg，干頭干尾量由原來的20.96kg降低到9.48kg，葉絲出絲率由每批次的97.4%提高到98.7%，滿足了卷煙工藝生產的需求，改善了卷煙感官質量；（2）有效降低了操作工的勞動強度；（3）將滾筒烘絲機預熱溫度和料頭料位噴蒸汽時間進行參數標準化，納入《制絲車間烘絲機操作規程》。

參考文獻：

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作者簡介：婁琦（1979-），男，大專，助力工程師，主要從事制絲設備的維修工作。