自動(dòng)糾偏技術(shù)在鋼帶式連續(xù)蒸煮機(jī)中的應(yīng)用

房衛(wèi)良，趙亮亮，高 亮

（江蘇洋河酒廠股份有限公司，江蘇宿遷 223800）

0 引言

隨著社會(huì)進(jìn)步和科技的飛速發(fā)展，“智慧+”概念在各行各業(yè)層出不窮。傳統(tǒng)的白酒釀造行業(yè)正在進(jìn)行著新一輪的產(chǎn)業(yè)變革，大量的傳統(tǒng)設(shè)備通過技術(shù)革新重新煥發(fā)出新的活力，同時(shí)跨行業(yè)的新設(shè)備的引入賦予白酒釀造新的希望，在多重資源的聚合下智慧釀造探索在各大酒廠開展起來，已在不同香型白酒釀造工藝生產(chǎn)中取得一定的突破，如某酒業(yè)清香型白酒智慧釀造生產(chǎn)線、某酒業(yè)濃香型白酒自動(dòng)釀造生產(chǎn)基地、某酒業(yè)芝麻香型機(jī)械化改造生產(chǎn)線等。這些項(xiàng)目的成功應(yīng)用主要得益于部分影響流程化生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備得到創(chuàng)新優(yōu)化，使得全流程自動(dòng)化生產(chǎn)成為可能，研究的鋼帶式連續(xù)蒸煮機(jī)就是從其他行業(yè)嫁接到白酒釀造生產(chǎn)中，通過優(yōu)化設(shè)備參數(shù)，不斷提高設(shè)備工藝符合率，從而顛覆傳統(tǒng)的酒甑離散式蒸煮模式，為白酒釀造實(shí)現(xiàn)全流程自動(dòng)化、智慧化生產(chǎn)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。但是鋼帶式連續(xù)蒸煮機(jī)由于輸送距離長(zhǎng)、生產(chǎn)環(huán)境復(fù)雜等原因經(jīng)常造成鋼帶跑偏，甚至出現(xiàn)鋼帶撕毀的現(xiàn)象，給正常生產(chǎn)帶來較大的影響。為此，開展有針對(duì)性的自動(dòng)糾偏技術(shù)改造，降低故障率、提高設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性變得至關(guān)重要。

1 鋼帶式連續(xù)蒸煮機(jī)生產(chǎn)工藝及環(huán)境

鋼帶式連續(xù)蒸煮機(jī)主要應(yīng)用在原料預(yù)蒸處理工藝中，用于對(duì)高粱的二次蒸煮及浸泡后大米和粉碎干玉米的蒸煮，原料預(yù)蒸處理具體工藝流程如圖1 所示：

圖1 原料預(yù)蒸處理工藝流程

初蒸后的高粱、浸泡過的大米、粉碎干玉米，三者按比例均勻混合后由板鏈機(jī)輸送到鋼帶式連續(xù)蒸煮機(jī)，混合物料進(jìn)入機(jī)體后根據(jù)預(yù)設(shè)程序自動(dòng)打開各分段箱室內(nèi)的氣動(dòng)隔膜調(diào)節(jié)閥控制蒸汽進(jìn)汽量，物料隨鋼帶向前實(shí)現(xiàn)連續(xù)蒸煮生產(chǎn)方式，40 min左右物料離開連續(xù)蒸煮機(jī)進(jìn)入連續(xù)冷飯機(jī)進(jìn)行冷卻、加曲后由輸送皮帶送入圓盤堆積糖化，供后續(xù)釀酒使用。鋼帶式連續(xù)蒸煮機(jī)整體為帶壓運(yùn)行，運(yùn)行壓力0.2 MPa 左右，通體304 不銹鋼材料制作，輸料用的鋼帶周長(zhǎng)36 m、寬1.5 m、厚度1 mm，表面沖長(zhǎng)條腰孔。由于物料淀粉含量高造成部分糧食蒸煮后極易粘在鋼帶上影響上汽效率，故在鋼帶返回側(cè)加裝高壓水噴淋頭進(jìn)行清洗，所以說連續(xù)蒸煮機(jī)生產(chǎn)過程中既有蒸汽、水，又有高溫，運(yùn)行環(huán)境較為惡劣。

2 鋼帶式連續(xù)蒸煮機(jī)

2.1 生產(chǎn)功能

根據(jù)白酒釀造工藝需求，將高粱、大米、玉米按比例混合后進(jìn)行攤平、蒸煮，通過預(yù)設(shè)程序自動(dòng)控制各箱室汽壓，實(shí)現(xiàn)連續(xù)蒸煮，保證釀酒原料熟而不黏、內(nèi)無生心，同時(shí)做到全程無拋灑、無漏料、無明顯水汽，提升釀造過程食品安全管控水平。

2.2 結(jié)構(gòu)組成

鋼帶式連續(xù)蒸煮機(jī)從入口到出口主要包含：進(jìn)料落料口、攤平絞龍、主驅(qū)動(dòng)器、主驅(qū)動(dòng)鋼輥、從動(dòng)鋼輥、1 mm 薄鋼帶、箱室進(jìn)汽閥、打散齒、排汽引風(fēng)機(jī)、接水盤等，鋼帶式連續(xù)蒸煮機(jī)具體結(jié)構(gòu)如圖2 所示。

圖2 鋼帶式連續(xù)蒸煮機(jī)結(jié)構(gòu)示意

2.3 存在的問題及原因分析

鋼帶式連續(xù)蒸煮機(jī)在實(shí)際生產(chǎn)過程中存在的最大問題是鋼帶跑偏，由于是全流程自動(dòng)化生產(chǎn)，雖有設(shè)備巡檢人員，但連續(xù)24 h 生產(chǎn)稍不留意就會(huì)出現(xiàn)鋼帶跑偏現(xiàn)象，加之鋼帶長(zhǎng)度較長(zhǎng)，調(diào)節(jié)難度大，如果發(fā)現(xiàn)不及時(shí)還會(huì)造成鋼帶撕毀，現(xiàn)場(chǎng)維修和更換都費(fèi)時(shí)費(fèi)力，嚴(yán)重影響全流程生產(chǎn)的正常進(jìn)行。經(jīng)過詳細(xì)統(tǒng)計(jì)、綜合分析發(fā)現(xiàn)，鋼帶跑偏的主要原因有兩點(diǎn)：①鋼帶截面上物料鋪布不均勻，有的幅面多、有的幅面少，造成鋼帶負(fù)載不一致，進(jìn)而引發(fā)鋼帶跑偏；②部分物料從鋼帶長(zhǎng)條腰孔漏到背面或兩頭鋼制滾筒上，造成兩側(cè)受力不一致。在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)陸續(xù)開展過在鋼帶兩側(cè)設(shè)置機(jī)械限位、加強(qiáng)人員檢查等方法措施，效果都不理想，最好的解決辦法就是為連續(xù)蒸煮機(jī)加裝鋼帶跑偏檢測(cè)開關(guān)和自動(dòng)糾偏裝置，根據(jù)鋼帶運(yùn)行情況實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)兩滾筒間距離，使鋼帶始終運(yùn)行在安全限位范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)化、無人化、自動(dòng)化糾偏，保證全流程自動(dòng)化生產(chǎn)平穩(wěn)有序開展。

3 自動(dòng)糾偏技術(shù)應(yīng)用

3.1 實(shí)施方案

根據(jù)鋼帶運(yùn)行工作原理，在鋼帶主驅(qū)動(dòng)方向頭部?jī)蓚?cè)分別設(shè)置兩個(gè)跑偏檢測(cè)開關(guān)，一個(gè)是中度跑偏檢測(cè)、一個(gè)是極限跑偏檢測(cè)，同時(shí)在主驅(qū)動(dòng)鋼輥沿徑向方向增設(shè)一個(gè)糾偏驅(qū)動(dòng)電機(jī)并配備速比合適的減速機(jī)，自動(dòng)糾偏檢測(cè)開關(guān)及糾偏電機(jī)布置如圖3 所示，結(jié)合設(shè)備實(shí)際運(yùn)行情況編寫自動(dòng)糾偏程序。

圖3 自動(dòng)糾偏檢測(cè)開關(guān)及糾偏電機(jī)布置

3.2 程控系統(tǒng)

結(jié)合中控系統(tǒng)，以西門子S7-400 系列PLC 為核心程控硬件，編寫自動(dòng)化運(yùn)行程序，程序采用結(jié)構(gòu)化編程方法分為主控程序、正轉(zhuǎn)分控程序和反轉(zhuǎn)分控程序。當(dāng)左側(cè)中度跑偏檢測(cè)開關(guān)檢測(cè)到信號(hào)時(shí)，依據(jù)主控程序系統(tǒng)（圖4），調(diào)用反轉(zhuǎn)分控程序（圖5）指揮糾偏電機(jī)反轉(zhuǎn)一定圈數(shù)，實(shí)現(xiàn)主驅(qū)動(dòng)鋼輥右側(cè)往后調(diào)整一定距離；反之當(dāng)右側(cè)中度跑偏檢測(cè)開關(guān)檢測(cè)到信號(hào)時(shí)，依據(jù)主控程序系統(tǒng)，調(diào)用正轉(zhuǎn)分控程序（圖6）指揮糾偏電機(jī)正轉(zhuǎn)一定圈數(shù)，實(shí)現(xiàn)主驅(qū)動(dòng)鋼輥右側(cè)往前調(diào)整一定距離，如此反復(fù)、不斷調(diào)節(jié)，從而達(dá)到鋼帶運(yùn)行時(shí)自動(dòng)實(shí)時(shí)糾偏的功能與效果。

圖4 主控程序

圖5 反轉(zhuǎn)分控程序

圖6 正轉(zhuǎn)分控程序

特殊情況下當(dāng)中度跑偏檢測(cè)失效或跑偏后調(diào)節(jié)未能達(dá)到預(yù)期效果時(shí)，設(shè)置的極限跑偏檢測(cè)作為最后一道防線，當(dāng)檢測(cè)到信號(hào)后立即停機(jī)并發(fā)出聲光警報(bào)，由維修人員人工介入調(diào)整，從而避免鋼帶的撕毀與損壞，有效地保證了設(shè)備的可靠性和完好率，為全流程智慧釀造的順利開展、穩(wěn)定運(yùn)行提供強(qiáng)有力的保障。

4 效果評(píng)估

自動(dòng)糾偏技術(shù)在長(zhǎng)距離鋼帶式連續(xù)蒸煮機(jī)中的創(chuàng)新應(yīng)用，破解了長(zhǎng)期的設(shè)備故障率較高的困擾，經(jīng)過近2 年的生產(chǎn)運(yùn)行檢驗(yàn)，實(shí)效顯著，設(shè)備平均無故障運(yùn)行時(shí)間（MTBF）由傳統(tǒng)的24.3 d 大幅提高至現(xiàn)在的226 d，運(yùn)行穩(wěn)定性提升達(dá)9 倍之多，徹底解決流程設(shè)備系統(tǒng)中的關(guān)鍵短板，大幅提升整個(gè)生產(chǎn)運(yùn)行系統(tǒng)的可靠性。

5 結(jié)語

傳統(tǒng)白酒釀造行業(yè)智慧化生產(chǎn)模式的探索和實(shí)現(xiàn)過程中，應(yīng)不斷深挖設(shè)備潛能，同時(shí)在不影響品質(zhì)的前提下適當(dāng)優(yōu)化調(diào)整工藝實(shí)現(xiàn)路徑，相互配合，共同實(shí)現(xiàn)全流程生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變。自動(dòng)糾偏技術(shù)在長(zhǎng)距離鋼帶式連續(xù)蒸煮機(jī)中的改造、應(yīng)用成功，極大地推動(dòng)傳統(tǒng)釀造向智慧釀造的轉(zhuǎn)變進(jìn)程，創(chuàng)新性的解決方案與精準(zhǔn)化的程控系統(tǒng)開發(fā)有力地保證應(yīng)用的高可靠性，也為其他傳統(tǒng)釀造設(shè)備的升級(jí)改造提供一種新思路、新方法，有理由相信傳統(tǒng)釀造設(shè)備一定能夠在當(dāng)前行業(yè)變革的大浪中煥發(fā)出新的生機(jī)與活力，助力智慧釀造向著更高、更遠(yuǎn)的目標(biāo)邁進(jìn)。