制絲關鍵工藝質量參數預防報警研究

孫曉亮 杜峰

摘要：煙廠制絲線加香、加料、加水系統出現異常時僅靠操作人員人為發現及處置，均無法通過制絲線控制系統自動檢測，存在造成批次性質量事故隱患。目前制絲線二次加料工序在加料過程的料頭階段，存在系統自動改變設定加料比例，實際加料比例較應加料比例放大或縮小9%，用以快速達到加料精度的要求，但從加料均勻性及在線物料一致性角度，此種做法不符合工藝要求。本課題目的就是要縮短料頭跟蹤的時間，并且消除過程跟蹤的“鋸齒波”，使加料過程均勻、穩定，滿足加料精度、加料比例變異系數等工藝質量要求。

關鍵詞：工藝流程;工藝特點;加工精度

一、相關問題

目前，我廠制絲線加香、加料、加水系統無自檢功能，如果上述任一環節出現突發故障極可能造成批次性質量事故。新增加香、加料、加水系統異常報警及停機功能，防止出現批次性質量事故。比如，生產過程中，因電磁流量計突發故障，未能及時發現，導致二次加料工序產生800多公斤煙葉水分超標，最終造成整批次降級使用。如何通過技術手段預防加香、加料、加水等關鍵工序出現類似事件是本課題研究的重點。

據了解，行業內尚無采用技術手段對加香、加料、加水系統在生產過程中進行實時監測、分析及預防處理措施的成熟做法。另外我車間技術人員曾與昆船、秦煙機等設備廠家技術研發人員多次溝通，設備廠家在上述各設備的控制中，也未涉及本課題研究的內容，所以本課題的研究具有較大的推廣價值。

二、相關判定問題

1.加香、加料、加水系統出現異常的判定原則。

報警的原則是要確保上述系統出現異常后，造成的不合格物料重量，控制在公司《產品質量事故管理考核辦法》中規定的質量事故等級為“一般質量事故”以內。

2.控制系統發現加香、加料、加水系統出現異常后，如何進行報警。

上述系統異常后，通過何種方式進行報警，才能盡最大可能減少不合格物料的量。

三、重點內容

1、為加香、加料系統增設預填充過程的流量自檢功能，如果系統出現故障，立即報警，并且不允許該工序設備運行，避免不合格品出現。通過加香、加料系統每批次生產前的料液預填充過程的料液流量與預設流量進行實時對比，如果料液實際流量與預設流量的差值大于等于10，則系統自動判定該加香或加料系統存在異常，在操作畫面中彈出紅色報警信息“加料機預填充流量異?！?，同時在生產現場輸出聲光報警。提示操作人員該系統處于異常狀態，不能正常生產。以二次加料工序為例，畫面報警信息見截圖中黃色方框中內容即為報警。

2、為加香、加料系統增設過程故障實時預警功能，在生產過程中實時對設定流量與實際流量進行跟蹤、分析、對比驗證，如果出現問題，能夠在最短時間內進行故障報警，最大限度減少不合格物料的數量，將批次質量事故等級控制在一般質量事故以內。

以二次加料工序為例予以詳細說明：

二次加料工序新增“加料機加料流量異?！眻缶δ?。報警規則是當設定加料流量與實際流量流量差值的絕對值大于3，且持續10秒鐘后，在中控畫面中輸出報警信息“加料機加料流量異?！薄?，同時在生產現場輸出聲光報警。如果上述情況持續達到30秒，則將加料機入口振槽電機自動停止運行，后續物料不再進入加料機。該報警程序已經通過模擬生產進行測試，系統功能正常。畫面報警信息見截圖中黃色方框中內容即為報警。

根據公司《產品質量事故管理考核辦法》中5.3.1.7 條款“多加、少加香糖料的煙絲、煙葉、梗絲，數量在100kg以內為一般質量事故，100kg≤x≤300kg為較大質量事故，300kg以上為重大質量事故?！?，本課題設計的報警直至停止進料合計產生不合格物料的時間為30秒+25（秤堆棧時間，電子皮帶秤有料以后延時加料時間）秒=55秒，產生的不合格物料重量為5200kg/h×55/3600≈79.4kg，在100kg以內，表明如果上述加料系統發生故障，本課題設計的報警規則能夠將不合格物料重量控制在100kg以內，確保發生的質量事故等級控制在一般質量事故以下。

另外，課題組就批次加料精度≤0.8%的要求，在畫面中新增“二次加料精度異常預警”功能，即在加料工序生產過程中，將實時的加料精度與0.6%（正常生產時加料精度較0.6%小，且0.6%小于工藝標準中規定的0.8%，故此處將設置0.6%作為預警的臨界值）進行比較，如果出現加料精度超過0.6%的情形，將在操作畫面中彈出報警信息“二次加料精度異常預警”，同時在生產現場輸出聲光報警。畫面報警信息見截圖中黃色方框中內容即為預警。梗絲加料、梗絲加香、混絲加香報警功能實現與二次加料工序報警原理相同。

3、為松散回潮和二次加料增設加水流量實時故障預警功能，在生產過程中實時對設定流量與實際流量進行跟蹤、分析、對比驗證，如果出現問題，能夠在最短時間內進行故障報警并停機。

以二次加料工序為例予以詳細說明：

二次加料工序新增“加料機加水流量異常”報警功能。報警規則當設定流量與實際流量差值的絕對值大于10，且持續10秒鐘后，在中控畫面中輸出報警信息“加料機加水流量異?！保瑫r在生產現場輸出聲光報警。如果持續達到30秒，則將二次加料機入口振槽停止，后續物料不再進入加料機。該報警程序已經通過模擬生產進行測試，系統功能正常。畫面報警信息見截圖中黃色方框中內容即為報警。

根據公司《產品質量事故管理考核辦法》中5.3.1.5 條款“在正常生產時段或穩態運行過程中，各工序含水率、溫度指標出現異常后，連續超標準運行超過5分鐘為一般質量事故，10分鐘為較大質量事故，30分鐘為重大質量事故”，本課題設計的報警直至停止進料合計產生不合格物料的時間為30秒+25（秤堆棧時間，電子皮帶秤有料以后延時加料時間）秒=55秒，遠小于5分鐘，表明如果上述加水系統發生故障，本課題設計的報警規則能夠將不合格物料重量控制在5分鐘以內，確保發生的質量事故等級控制在一般質量事故以下。

松散回潮加水流量異常報警功能實現的原理同上。

四、主要措施

課題組根據現狀調查情況，制定并實施了如下主要措施：

1. 優化入口電子皮帶秤限量管程序及物料高度位置，降低入口電子皮帶秤流量波動，由之前的5200±20kg/h，降低至5200±5kg/h，確保設定加料流量波動范圍更小;

①.調整加料機入口電子皮帶秤限量管的高、低位光電開關位置，將低料位光點開關向進料口方向移動400mm，高料位光電開關向進料口方向移動200mm;

②.改變喂料機提升皮帶的控制模式，從固定一個頻率，改為固定高、低雙頻率控制。當限量管中的物料低于低料位光電開關時，提升機變頻器采用高速頻率喂料;當物料高于高料位光電開關時，提升機變頻器采用低速頻率喂料。這樣就可以保證限量管中始終保持一定的物料高度，限量管出料端物料的密度基本保持不變，從而確保加料機入口電子皮帶秤的流量更加穩定。

（作者單位：陜西中煙工業有限責任公司延安卷煙廠）