喂料機提升帶連續運行電氣控制的改進

楊志強 廖曉寧 孫常榮 曾敏東 蔡艷

摘 要：皮帶秤在生產過程中，喂料機斜帶電機啟動/停止頻繁。啟動時，負荷最大，增加提升帶設備機械故障。為解決這一問題，對喂料機提升帶電氣控制進行改進。提升帶速度（V）=皮帶秤速度（V）×重量系數，喂料機提升帶就會連續運行。結果表明在程序上對定量管料位控制的改進，和提升帶速度與皮帶秤皮帶速度配合聯動的電氣控制，實現提升帶啟停次數由30次/h降低到0次/h，提高了喂料機提升帶連續運行的控制水平。

關鍵詞：皮帶秤;定量管;提升帶;速度控制

喂料機作用是貯存一定量的煙草物料，由提升帶將物料均勻地喂入定量管，再平穩地進入皮帶秤，控制生產線的流量。物料水分和密度的變化，造成皮帶秤上物料單位重量的變化，皮帶秤為穩定瞬時流量，其皮帶速度隨之提高或降低，相應物料在定量管內的下降速度隨之發生改變。而喂料機提升帶的高、低速的定速控制方法是物料在定量管上、中、下三個光電開關的位置決定的。兩者之間的流量控制在定量管設備上割裂開。物料在定量管的料位不停地出現低料位、高料位的變化，這一現象造成提升帶帶負荷頻繁啟停。成都卷煙廠“回收煙絲生產線”在現有的定量管料位控制的基礎上，改進定量管料位控制程序，同時增加一種皮帶秤速度與提升帶速度的連續控制方法，用于減少或消除提升帶頻繁啟停次數，滿足生產線物料連續穩定的運行需求。

一、問題分析

（一）原有的控制方法

1.皮帶秤啟動/停止控制

定量管低料位光電開關2.1有料遮擋，皮帶秤啟動運行。低料位光電開關2.1物料通光，皮帶秤延時300s停機。

2.喂料機提升帶控制

定量管無料時，光電開關2.1＼2.2＼2.3無料通光，提升帶以25Hz高速運行，光電開關2.1有料遮光，提升帶以22Hz中速運行;光電開關2.2有料遮光，提升帶以20Hz低速運行;光電開關2.3物料遮擋，提升帶停止運行。當光電開關2.1＼2.2＼2.3先后無料通光后，提升帶重復以上的速度運行，當喂料機無料，延時600s后提升帶停止運行。

3.定量管作用

定量管光電開關除控制皮帶秤和提升帶啟停外，完成物料重量控制轉化成物料體積控制，即提升帶的物料重量流量進入定量管，轉變成物料體積重量，進入皮帶秤，形成相對穩定的單位重量。

（二）存在的問題

1.程序控制問題：定量管高料位光電開關2.3被物料遮擋就會使喂料機提升帶停機一次，低料位光電開關2.1通光，提升帶就會高速啟動一次;

2.定量管體積重量控制問題：定量管體積單位重量受物料的水分和密度的變化而變化，進入皮帶秤后，體積單位重量相應發生變化，造成皮帶秤皮帶速度發生變化。皮帶秤皮帶速度快，定量管存料會減少，皮帶秤皮帶速度慢，定量管存料多，至高料位光電開關2.3，提升帶停止運行。

提升帶帶負荷頻繁啟停，造成提升帶設備的機械裝置鏈條磨損嚴重，方鋼、爬釘損壞，導致設備故障增加。

二、改進方法

（一）皮帶秤程序控制改進

皮帶秤由停止階段到運行階段到停止階段的控制過程：

當皮帶秤設定物料瞬時流量，進入生產準備好階段;提升帶有料啟動運行，輸送物料至定量管。隨定量管物料的料位不斷提高，低料位光電開關2.1、中料位光電開關2.2陸續遮擋后，給出有料信號，皮帶秤全速啟動，當皮帶秤瞬時流量到達皮帶秤設定流量時，皮帶秤進入生產運行階段，皮帶秤速度根據皮帶秤上的物料單位重量變化進行連續調整。當喂料機沒有物料，同時定量管高料位光電開關（2.3）、中料位光電開關（2.2）、低料位光電開關（2.1）沒有物料遮擋時，程序開始延時300s后，皮帶秤進入停止階段。

（二）新增喂料機提升帶速度控制：

1.提升帶速度連續控制原理

皮帶秤瞬時流量Q=提升帶瞬時流量Q，

提升帶速度（v）=皮帶秤速度（v）×提升帶重量控制系數（?）

皮帶秤的速度發生變化時，提升帶速度根據皮帶秤速度相應進行調整，實現提升帶連續運行。

2.提升帶在生產過程速度連續運行程序設計

提升帶連續提升物料的同時，經常出現提升帶上物料量發生變化，定量管內料位存在過低或過高的現象，造成出現皮帶秤流量不穩定，或者出現提升帶停止運行現象存在。因此在程序上設計中速段重量控制系數和低速段重量控制系數，中料位光電開關2.2作為中速和低速的控制信號：中料位光電開關2.2無物料通光時，提升帶進入中速段速度控制;中料位光電開關2.2有物料遮光時，提升帶進入低速段速度控制。中速段重量系數>低速段重量系數。

（三）設備測試

在對上述的程序控制的改進，實現提升帶連續運行，顯著降低提升帶啟停次數。

三、實施

此方案實施于四川中煙成都煙廠“回收煙絲生產線”。提升帶最高速度頻率、中速段重量系數a、低速段重量系數b參數調整如下：

皮帶秤皮帶速度（Hz）、標準偏差與提升帶實際速度平（Hz）、標準偏差數據收集如下：

通過對以上參數調整，提升帶在生產過程中啟停次數由30次/h降到 0次/h。實現皮帶秤、與提升帶速度連續運行的控制。

四、結論

皮帶秤、提升帶兩者之間的流量相等為提升帶連續運行提供可行性的依據，我們提出皮帶秤與提升帶上物料比較得出兩者之間的重量系數。在不同物料水分以及密度等因素，我們設計出提升帶兩個速度段，由中料為光電開關分別控制提升帶兩個速度段。定量管物料料位穩定在中料位光電開關2.2上下范圍，滿足皮帶秤、定量管、提升帶之間物料的平衡關系，做到提升帶在生產過程中連續運行的控制模式，消除了提升帶負荷頻繁啟停，和潛在的機械故障。

參考文獻：

[1]金云英，和玉貴.淺談電子皮帶秤恒流量的精細化控制[J].自動化技術與應用，2021，40（05）：32-35.