煙草制絲線加香加料系統(tǒng)防差錯技術(shù)的應(yīng)用

張曉峰

（河南中煙黃金葉生產(chǎn)制造中心，河南鄭州 450016）

0 引言

在卷煙制絲過程中，類似于六西格瑪、SPC（Statistical Process Control，統(tǒng)計過程控制）等過程統(tǒng)計分析工具方法，防差錯技術(shù)也是一種方法，一種消除質(zhì)量異常、解決質(zhì)量問題的重要手段。加香加料防差錯技術(shù)就是用于防止加香加料系統(tǒng)出現(xiàn)的差錯轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品質(zhì)量問題，是預(yù)防加香加料發(fā)生工藝質(zhì)量事故，實現(xiàn)加香加料系統(tǒng)“零缺陷”目標最有效的途徑。

1 問題分析

卷煙制絲線對在制品施加香料，主要用于改善卷煙的感官品質(zhì)和物理性能。目前制絲線加香加料系統(tǒng)大部分采用現(xiàn)場施加的模式，常用一套加香加料管路的雙暫存罐的供料方式。加香加料系統(tǒng)在出現(xiàn)人為失誤、設(shè)備故障等問題時，有可能出現(xiàn)混香串香或精度超差的工藝質(zhì)量缺陷，直接影響到卷煙產(chǎn)品質(zhì)量的均勻性和穩(wěn)定性。加香加料系統(tǒng)工藝質(zhì)量缺陷發(fā)生的主要條件和原因見表1。

表1 加香加料系統(tǒng)發(fā)生質(zhì)量缺陷的條件和原因

2 改進方案

對于加香加料系統(tǒng)來說，分析或檢測加香加料工藝質(zhì)量隱患發(fā)生的條件、源頭、途徑及先后順序等，從人員操作、工藝流程和設(shè)備控制等方面進行現(xiàn)場改善或技術(shù)革新等方式，在工藝質(zhì)量隱患發(fā)生前或正在發(fā)生時，采用禁止啟動、自動停機、報警提示或自動調(diào)整等功能實現(xiàn)防差錯。下面根據(jù)表1 中4 個主要發(fā)生條件和原因采用對應(yīng)的防差錯技術(shù)方案。

2.1 香料加錯

香料存儲和輸送是采取RFID（Radio Frequency IDentification，射頻識別）技術(shù)追蹤識別加香加料牌號信息。在香料廚房根據(jù)生產(chǎn)計劃順序灌裝開始后，香料房控制系統(tǒng)將香料牌號等信息寫入香料移動暫存罐上的RFID 芯片中。從移動暫存罐抽料到現(xiàn)場暫存罐完成后，開始啟動加香加料管路預(yù)填充，預(yù)填充結(jié)束后進入待料狀態(tài)，等待物料達到預(yù)定流量并延時到預(yù)定時間后開始加料。香料輸送或施加流程如圖1 所示。

采用香料牌號代碼比對和香料牌號標識牌實現(xiàn)防止加錯香料。在輸送過程中增加香料牌號標識牌進行人工比對牌號，在香料施加前分別在抽料、預(yù)填充和待料時增加自動比對牌號。具體牌號比對主要分為4 個部分。

（1）抽料前牌號比對。從移動暫存罐抽料到現(xiàn)場暫存罐開始前，控制系統(tǒng)讀取移動暫存罐RFID 芯片牌號信息，與控制系統(tǒng)中存儲的現(xiàn)場暫存罐牌號信息進行比對。如果現(xiàn)場暫存罐牌號信息為空或牌號信息比對成功，允許抽料到現(xiàn)場暫存罐中，并將移動暫存罐RFID 牌號信息存儲到控制系統(tǒng)的現(xiàn)場暫存罐牌號信息中，同時在監(jiān)控畫面現(xiàn)場暫存罐上顯示牌號信息；如果牌號信息比對不成功，禁止人工管路抽料并報警提示進行人工處理。

（2）預(yù)填充前牌號比對。加香加料管路預(yù)填充前，控制系統(tǒng)中存儲讀取現(xiàn)場暫存罐牌號信息，與控制系統(tǒng)中存儲的加香加料管路牌號信息進行比對。如果加香加料管路牌號信息為空或牌號信息比對成功，允許加香加料管路預(yù)填充并將牌號信息寫入到加料管路中，同時在監(jiān)控畫面加香加料管路上顯示牌號信息；如果牌號信息比對不成功，禁止加香加料管路預(yù)填充并報警提示進行人工處理。

（3）待料時牌號比對。開始生產(chǎn)前，控制系統(tǒng)中存儲的加香加料管路牌號與當前計劃生產(chǎn)牌號進行比對。如果牌號信息比對成功，允許開始生產(chǎn)加料，否則禁止生產(chǎn)開始并報警提示進行人工處理。

圖1 香料輸送和施加工藝流程

（4）移動暫存罐與現(xiàn)場暫存罐香料牌號標識牌比對。在香料移動暫存罐上增加牌號標識牌。根據(jù)香料移動暫存罐與現(xiàn)場暫存罐的香料牌號標識牌進行人工牌號比對，從人員操作上預(yù)防抽錯香料的差錯發(fā)生。

2.2 香料殘留

在供料裝置中增加管路自檢，減少加香加料管路和香料儲罐的香料殘留。

（1）供料管路自檢。當天第一批次人工抽料前，啟動加香加料管路的香料回收流程，回收結(jié)束后根據(jù)暫存罐重量變化，自動判斷供料管路中是否殘留清洗水或香料。如暫存罐重量變化超差，報警提示檢查管路。

（2）加香加料管路回收與清洗。下一批次生產(chǎn)牌號與當前生產(chǎn)牌號不一致時，在當前生產(chǎn)牌號結(jié)束后，加香加料系統(tǒng)必須進行管路回收和清洗，否則禁止下一批次開始生產(chǎn)。

（3）香料儲罐接收香料前檢查。嚴格執(zhí)行操作規(guī)程，操作人員在香料儲存罐、移動暫存罐和現(xiàn)場暫存罐接收香料前，人工檢查并處理各種罐中異物或液體殘留。

2.3 參數(shù)錯誤

開始加料前主要檢查加香加料設(shè)定比例是否正確設(shè)置。分為兩種情況：沒有設(shè)置加香加料比例或者設(shè)置加香加料比例錯誤。

（1）加香加料比例報警范圍。設(shè)置工藝線生產(chǎn)牌號的加香加料比例報警范圍上下限，在每一次工藝參數(shù)下發(fā)后，判斷該批次加香加料比例是否在允許的范圍內(nèi)，如果超出上下限禁止生產(chǎn)同時生成報警。

（2）加香加料比例比對。按照牌號建立不同牌號的加香加料比例的數(shù)據(jù)庫，通過監(jiān)控軟件讀取該數(shù)據(jù)庫中不同牌號的加香加料比例，與MES 下發(fā)到PLC 中的加香加料比例進行牌號比對。如果牌號比對成功，允許開始生產(chǎn)加料；如果牌號比對失敗，禁止生產(chǎn)開始并報警提示進行人工處理。

2.4 比例超差

比例超差是指香料實際加香加料比例沒有按照工藝規(guī)定的加香加料設(shè)定比例施加香料。形成原因有多個方面，一般常見的原因有流量計或物料秤沒有及時清零、管路閥門開關(guān)不到位、香料過濾器或噴嘴堵塞、香料有結(jié)晶或雜質(zhì)、現(xiàn)場暫存罐缺料、流量計或物料秤計量精度下降等。

為患者提供方便有效的治療是醫(yī)院存在的目的。因此，在醫(yī)療器械和所需物料的采購上要嚴謹慎重，立志于精益求精。使用先進、精密的醫(yī)療器械設(shè)備是有效為病患服務(wù)的必備手段，在價格上與普通儀器相比有著較大差距。但醫(yī)院在購進時是根據(jù)醫(yī)院的綜合實力和長遠性收益來綜合考慮的。成本控制的工作人員與管理人員應(yīng)共同配合制定出有效合理的采購方案，以提高醫(yī)院的資源水平。同時，在后期加以合理利用，使其發(fā)揮出高效能，創(chuàng)造高收益。

這些原因使加香加料系統(tǒng)供料過多或過少，造成單位時間內(nèi)根據(jù)物料累積量計算出的應(yīng)加香料累積量與實加香料累積量超差。下面主要從開機前人工或自動設(shè)備狀態(tài)檢查、增加抽料過濾裝置、加料過程中的設(shè)備狀態(tài)自檢以及系統(tǒng)改進等防差錯技術(shù)，避免加香加料比例超差。

（1）開機前人工檢查階段。現(xiàn)場操作工檢查引射介質(zhì)壓力是否滿足，現(xiàn)場暫存罐內(nèi)部是否有異物或液體殘留，香料過濾器中是否有雜質(zhì)堵塞等。

（2）開機前自動檢查階段：①測量裝置自檢，自動啟動下一批次加香加料前計量設(shè)備自檢，檢查暫存罐中是否有重量，流量計批次累積量是否為零，電子皮帶秤批次累積量是否為零，如果沒有清零完成自動清零并報警提示檢查；②氣動閥門自檢，自動啟動加香加料系統(tǒng)氣動閥自檢，判斷是否開關(guān)到位驗證氣動閥動作是否正常，如有異常報警提示檢查；③流量堆棧自檢，下一批次開始加香加料前判斷電子皮帶秤到滾筒內(nèi)延時的物料流量的堆棧中，所有延時流量是否全部為零，如果不是全部為零則自動全部清零。

（3）人工抽料階段。通過在抽料管路口增加簡易可拆卸的香料過濾裝置，減少香料中的雜質(zhì)或結(jié)晶。

（4）管路預(yù)填充或生產(chǎn)階段。管路預(yù)填充按照正常生產(chǎn)時物料設(shè)定流量計算出的香料流量作為設(shè)定值進行，該階段主要通過設(shè)備狀態(tài)自檢發(fā)現(xiàn)異常：①料泵頻率比對，香料泵電機實際頻率與平常生產(chǎn)時的實際頻率范圍比對，是否在允許的范圍內(nèi)（監(jiān)控加料泵頻率及加料流量關(guān)系來判斷），如有異常報警提示進行處理；②香料流量比對，香料實際流量與平常生產(chǎn)時的香料實際流量范圍比對，是否在允許的范圍內(nèi)；在加香加料正常香料流量范圍上，疊加一定范圍，在超出該范圍后彈出提示信息，提醒操作人員注意；③管路壓力比對，加香加料管路壓力自動檢測裝置出管路壓力，與正常生產(chǎn)是的壓力范圍比對，是否在允許的范圍內(nèi)；④重量變化比對，管路預(yù)填充延時一段時間有回料時，通過填充前后暫存罐重量變化量與正常值比較，判斷預(yù)填充是否完成、系統(tǒng)是否存在異常；⑤累計精度報警，香料實加累積量與應(yīng)加累積量超差時報警，在超出香料累積量允許誤差范圍時報警；⑥缺料三級報警，暫存罐余料重量低于相應(yīng)判斷標準時直接停止提升機喂料。其中，一級報警按照批次香料重量15%作為標準進行判斷，暫存罐余料重量低于該判斷標準發(fā)出30 s 的聲光報警并生產(chǎn)報警信息；二級報警按照批次加香料重量10%作為標準進行判斷，暫存罐余料重量低于該判斷標準持續(xù)發(fā)出聲光報警并生產(chǎn)報警信息；三級報警：按照停止加香加料前提升機運行后，從計量管、電子皮帶秤、進料振槽和滾筒內(nèi)等設(shè)備輸送的物料完全施加香料所需香料重量，加上管路預(yù)填充所需香料重量，加上0.5 kg 香料作為冗余量，三者相加的香料總重量作為標準進行判斷，低于判斷標準直接停止提升機喂料（具體重量設(shè)置可根據(jù)現(xiàn)場實際情況再定）。

3 應(yīng)用效果

根據(jù)加香加料系統(tǒng)設(shè)備實際情況，有選擇地采用以上加香加料系統(tǒng)防差錯技術(shù)，從加香加料工藝質(zhì)量事故發(fā)生前或正在發(fā)生時判斷是否有異常，采用多種防差錯技術(shù)避免加香加料系統(tǒng)工藝質(zhì)量事故的發(fā)生。

3.1 施加香料錯誤

3.2 施加香料混合

香料殘留通過開機前供料管路自檢、管路未回收清洗禁止生產(chǎn)、接收香料前人工檢查香料儲罐3 種方式，可以對管路各種閥門關(guān)閉不嚴、管路或儲罐中香料或清洗水殘留等方面進行預(yù)警，有效防止了混香或香料殘留等錯誤。

3.3 工藝參數(shù)錯誤

參數(shù)錯誤通過參數(shù)比對或設(shè)置報警范圍兩種方式，自動檢查下發(fā)的加香加料比例是否正確，有效避免了加香加料比例沒有設(shè)置或設(shè)置錯誤以及工藝質(zhì)量缺陷的發(fā)生。

3.4 施加比例超差

（1）比例超差通過開機前人工設(shè)備自檢和設(shè)備自動自檢，對加香加料系統(tǒng)設(shè)備進行檢查，提前判斷和排查設(shè)備異常情況；流量堆棧自檢防止在加香加料滾筒不是正常的關(guān)機或停機時，下次開始加料時直接加料精度沖高，影響加香加料的均勻性和穩(wěn)定性。

（2）人工抽料階段增加過濾裝置，防止香料結(jié)晶有沉淀或有雜質(zhì)，主要應(yīng)用于香料中含有糖料的葉片（葉絲）加料或梗絲加料等工藝，減少了香料中雜質(zhì)防止堵塞過濾器或噴嘴。

（3）生產(chǎn)過程中各種參數(shù)的比對或報警，用于判斷加香加料系統(tǒng)異常；管路壓力比對用于檢測引射介質(zhì)壓力或者管路壓力是否有波動，主要防止霧化效果差或加料管路有堵塞，還可以防止引射蒸汽或者壓縮空氣壓力降低或者意外關(guān)閉，香料霧化不好形成水漬煙。

4 結(jié)論

在加香加料系統(tǒng)采用多種防差錯技術(shù)，可以滿足加香加料系統(tǒng)按照設(shè)定比例均勻穩(wěn)定的施加香料，有效預(yù)防加香加料系統(tǒng)發(fā)生工藝質(zhì)量事故，真正實現(xiàn)加香加料系統(tǒng)“零缺陷”的目標。