真空回潮生產(chǎn)預(yù)警功能的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

馬洪晶,王龍柱

（山東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司濟(jì)南卷煙廠,濟(jì)南 250000）

真空回潮生產(chǎn)預(yù)警功能的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

馬洪晶,王龍柱

（山東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司濟(jì)南卷煙廠,濟(jì)南 250000）

真空回潮是卷煙制絲線的首道工序，生產(chǎn)區(qū)域大、所屬設(shè)備多給操作工巡檢帶來困難，常因?yàn)閱栴}發(fā)現(xiàn)不及時導(dǎo)致故障發(fā)生或擴(kuò)大，引起生產(chǎn)延誤或者能源的浪費(fèi)。在一些關(guān)鍵操作流程上，仍然依靠操作工的經(jīng)驗(yàn)法進(jìn)行控制，不能保證加工的一致性。通過程序編寫，對上述問題進(jìn)行預(yù)警設(shè)計，減少因人為因素導(dǎo)致的設(shè)備故障或工藝問題，并提高能源利用效率。

煙草;真空回潮;預(yù)警設(shè)計

1　引言

真空回潮機(jī)利用真空泵抽取真空機(jī)箱體內(nèi)的空氣，使箱體內(nèi)達(dá)到工藝要求的真空度，然后由加濕系統(tǒng)將蒸汽和水混合后以低壓濕蒸汽的形式輸送進(jìn)箱體內(nèi)，使煙葉吸收水分，達(dá)到松散、增溫增濕的目的。

在真空回潮生產(chǎn)過程中，設(shè)備故障、操作方法差異、季節(jié)因素等影響了真空回潮的運(yùn)行穩(wěn)定性，引起工藝指標(biāo)的波動和能源消耗的增加。針對真空回潮常見的故障和問題，本文將設(shè)計預(yù)警功能，在故障發(fā)生前作出預(yù)警，提醒維修工和操作工及時做出處理，防止故障的發(fā)生或擴(kuò)大。

2　問題描述及解決方案

2.1 真空度上升速度慢

真空機(jī)抽空過程中，根據(jù)設(shè)定程序，當(dāng)真空度到達(dá)23KPa時，四級蒸汽噴射泵關(guān)閉，二級汽和二號水打開，繼續(xù)抽空，二級汽開啟后應(yīng)在20秒內(nèi)使真空箱體真空度由23KPa升高至12KPa左右。根據(jù)故障歷史統(tǒng)計，關(guān)四級汽、開二級汽后發(fā)生故障的頻次較高，且不易被發(fā)現(xiàn)。

在PLC中增加程序段，當(dāng)二級汽開啟時啟動定時器，定時時間20秒到后，將真空壓力表采集到的真空度與12KPa進(jìn)行比較，若達(dá)不到，則觸發(fā)報警程序，并進(jìn)行聲光報警提示，提醒操作工做出停機(jī)處理，并由維修工檢查四級止回閥及一、二號水的密封是否有問題，避免持續(xù)抽真空浪費(fèi)蒸汽以及延誤生產(chǎn)。

2.2 冷卻水水量控制

一號冷凝器的主要作用是冷凝從一級泵（圖1中1E）噴射出來的混合汽，混合汽由下而上，冷卻水從上而下與混合汽逆流接觸，通過接觸，達(dá)到混合汽體中除不可冷凝氣體外，可冷凝的汽體98%、最大限度地在此得到充分冷凝，減少后一級真空噴射泵的抽空負(fù)擔(dān)。

圖1　真空系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

一號冷凝器底部1/3處為較熱部位,溫度≤42℃，冷凝器上部2/3部分為較涼部位,溫度≤32℃。在一定真空條件下，上部溫度如超出45℃,冷凝后的水就會不同程度地發(fā)生汽化，混合汽在未被徹底冷凝情況下，又產(chǎn)生新的汽化，加重了下級泵的工作負(fù)擔(dān)。所以，需要將冷卻水溫度控制在32℃以內(nèi)，并保證有足夠的冷卻水量。

二號冷凝器主要冷凝二級泵噴射出來的混合汽體，原理與一號冷凝器相同。

在生產(chǎn)過程中，需要控制好冷卻水水量，冷卻水水量不足會影響抽空效率，造成蒸汽消耗增加，甚至在設(shè)定的抽空時間內(nèi)真空度達(dá)不到工藝指標(biāo)要求；冷卻水水量過大時，儲水箱水位超上限會引發(fā)停車。冷卻水水量、冷卻水溫度與抽空時間三者存在相互影響、制約的關(guān)系，需要通過尋找冷卻水水量的最優(yōu)值，達(dá)到抽空時間最短的效果。

冷卻水管路只有手動閥門來控制開度，并無流量計，冷卻水流量可通過儲水箱水位變化速度間接反映。在程序中增加記錄抽空時間的功能，并統(tǒng)計每批次抽空時間的最大值記錄在數(shù)據(jù)塊中。將儲水箱水位上限值除以抽空時間最大值，作為儲水箱水位增加速度推薦值，即間接確定了冷卻水閥門開度。當(dāng)水箱水位增加速度推薦值超過實(shí)際值15%時，則在監(jiān)控畫面上做出提示，提醒操作工調(diào)節(jié)冷卻水閥門開度。當(dāng)實(shí)際值大于推薦值5%時，做出預(yù)警，避免水箱水位超限。

2.3 真空機(jī)進(jìn)箱預(yù)警

真空回潮生產(chǎn)完成后，周轉(zhuǎn)箱內(nèi)煙葉包芯溫度可達(dá)65℃以上，根據(jù)工藝要求，回潮后煙葉在周轉(zhuǎn)箱內(nèi)滯留時間不得超過30分鐘。在實(shí)際生產(chǎn)中，當(dāng)出料段積存煙箱較多時，操作工進(jìn)行暫停進(jìn)箱的操作，此種操作方法屬于經(jīng)驗(yàn)法，操作工不容易把握暫停和繼續(xù)生產(chǎn)的時機(jī)。

針對此問題，設(shè)計判定程序，計算出料段煙包數(shù)量M=出料輥道上停放的周轉(zhuǎn)箱數(shù)量+真空機(jī)內(nèi)存放箱數(shù)。當(dāng)M大于臨界值N=（T為真空機(jī)工作時間，F(xiàn)lux為設(shè)定流量值）時，在監(jiān)控畫面上做出提示“暫停進(jìn)料”；反之，則提示“允許進(jìn)料”。應(yīng)用此方法可保證，當(dāng)真空機(jī)出料時，箱內(nèi)煙葉滯留時間不超過30分鐘即翻進(jìn)松垛機(jī)。

3　總結(jié)

本文通過控制程序的設(shè)計，實(shí)現(xiàn)了真空回潮機(jī)的預(yù)警功能，有效防止了故障的發(fā)生或擴(kuò)大，提高了能源利用效率。在關(guān)鍵流程上，由程序根據(jù)歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計和當(dāng)前狀態(tài)做出判斷，指導(dǎo)操作工的操作行為，避免了人為因素導(dǎo)致的工藝問題。

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.21.031

馬洪晶（1988-）,男,本科,主要從事車間電氣維修工作。