WQ3111B松散回潮机过程质量控制的分钟级响应

杨小辉

摘 要：质量控制的分钟级响应就是要在生产过程中有预见性的对质量隐患（被控量的异常波动）快速动作，及时消除隐患（异常波动）的过程，也是一个快速响应的过程，最终使制丝产品质量趋于稳态。本文就以松散回潮机为研究对象，探索烟片经松散回潮机加工的过程质量控制中，如何实现质量稳态控制的分钟级响应。

关键词：质量控制;分钟级响应;松散回潮;烟片加工

中图分类号：TS43 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2020）01-0214-02

0 引言

松散回潮机是用于烟厂制丝线上，分切后的烟块进入回潮筒内，经回潮筒松散、回潮、升温形成连续出料。叶片在滚筒中翻动输送，受顺向热风、蒸汽流和进出料端的蒸汽喷射及汽水混合雾状汽流的润湿、升温，从而使烟片软化松散，温度、湿度达到工艺要求后流到下工序，即满足制丝的工艺要求。其工艺任务主要有以下几点：

（1）使切片后烟片松散，增加烟片的含水率和温度，提高烟片的耐加工性;（2）改善烟片的感官质量;（3）杀死烟虫;（4）使烟叶展开，有利于施加料液。综上所述，松散回潮过程质量控制的关键指标参数有烟叶的含水率（%）、温度（℃）和松散率（%）。

1 構建松散回潮过程质量控制的稳定性响应函数图

1.1 构建响应函数的思路

如图1所示，我们把过程控制中产品的出口水分、加料精度、加香精度、掺配精度、出口温度和设备上的电子秤流量、换柜控制、出、入柜控制以及环境温湿度定义为控制系统中的激励因素。在控制过程中，对每一个激励因素都需要进行多方面分析和多步骤调控（我们将这些分析和调控定义为操作与控制的激励宽度）后，使得其输出结果合乎产品的标准（也就是其响应的精准度），最终保证制丝产品质量的稳定性。

1.2 结合生产实际，建立分钟级响应函数的映射表

松散回潮过程质量控制中每一个被控量（激励因素）都有对应的控制方法以及控制标准，结合工作实际，将被控量的控制过程转化为分钟级响应函数的映射，如表1所示。

2 过程质量关键点的控制原理及其方法

2.1 物料流量稳定控制的原理及方法

如图2所示是松散回潮生产过程的控制流程图，从图中可以看到松散回潮工序主要由喂料机、提升带、限量管、电子秤、水分仪、回潮机以及起连接作用的振槽和传送带等装置组成[1]。

松散回潮物料流量的控制主要由定量喂料系统进行控制，定量喂料装置主要由喂料机、限量管以及电子皮带秤构成。喂料机由两条输送带组成，一条为旁链式结构的贮仓输送带，另一条为旁链式结构的提升输送带。工作时，喂料机前面的设备将物料送入喂料机的贮仓内，贮仓输送带把物料向提升带输送，提升输送带把物料提升到一定高度送出。提升带上方有限量管，带拨钉的拨料辊可以控制输送物料的高度，使物料流量保持稳定。限量管通过堵料光电管、高料位光电管及低料位光电管的信号，控制后级电子皮带秤和前级提升带的启停。电子秤属于计量型皮带称，恒流控制在3000kg/h，波动精度≤1.5%，实时输出物料的瞬时流量及累计流量信息。这三者相互作用，使松散回潮机获得连续、均匀的物料，从而达到流量稳定控制的分钟级响应。人员在过程监控中，应对喂料机、限量管以及电子皮带秤的运行规律和状态输出等进行重点监控，出现异常应能作出判断。

2.2 物料水分稳定控制的工作原理及方法

为保证水路压力稳定，备有一水箱，水箱进口为液位开关控制，当水箱内水位到达高位时，水箱停止进水。每次开机都要打开水路截止阀，使水箱内充满水。水路过滤器对水进行过滤。泵为加湿水路提供足够的压力，节流阀的作用是保护泵。当水路喷嘴堵塞时，该节流阀开启，使水流回水箱（见图3所示）。加水喷嘴在进出料端各有一个，进料端为主加水，出料端为辅助加水。根据需要可以主加水单独控制水份，也可以开启辅水增加水份。加水为自动控制，根据通过电子秤的物料量、进料水分及出料水分，可得出物料加水量（设定值）。在水路上设有流量检测元件电磁流量计）及执行元件气动薄膜阀，电磁流量计动态地反应水的瞬时流量，并把该值传给电控，使该值与设定值相比较，进而调节气动薄膜阀的阀门开度使该值与设定值保持一致，最终达到出口水分稳定波动的要求。

2.3 物料温度稳定控制的工作原理及方法

（1）控制原理。松散回潮的出料烟叶温度指出筒30cm以内的烟叶内部温度，一般以控制回风温度来控制出料烟叶温度。加热蒸汽流量是根据回风温度（或烟叶温度）的设定值和实际值的差异，调整蒸汽阀门开度，保证回风温度（或烟叶温度）满足要求。需要注意的是，不要使用调整热风温度和筒壁加热的方式调整回风温度（出料烟叶温度）。（2）提高松散率的几点控制建议。根据设备工作原理及结构不难得出，影响松散率的因素主要有蒸汽、喷嘴角度、热风温度以及桶内耙钉的分布状况等等[2]。如何更好的控制这些因素，进一步提高松散回潮机的松散率呢？结合车间多年生产经验探索，特提出几点控制建议：1）所有蒸汽尽量在入口端加入，生产时不使用其他加热方式对烟叶加热。2）加热蒸汽喷嘴采用低流速喷管;喷嘴安装在进料端下面，喷射角度对准烟叶方向。3）加水尽量在入口加入。4）筒体倾斜度约2度，处理时间约3.5-4分钟。5）热风（回风）流速尽量与烟叶速度一致。6）筒体内的耙钉、扬料板的长度、高度、分布以及数量要合理，筒入口保留一排耙钉长度的光筒。

2.4 贮柜控制的防错纠错系统

烟片经过松散加工后进入预混柜，布料方式是纵横往返式，其作用就是平衡烟片的水分和温度，平衡和调节上下工序间的生产时间。进、出柜以及换柜控制中，为确保牌号和批次号与生产信息一一对应，针对贮柜的牌号防错设计，最有效的方法就是进行批牌传递和比对。即当某个贮柜进料时，先看该贮柜是否为空，如果不为空：（1）禁止入柜并报警提示;（2）将当前生产的批牌信息与贮柜原有批牌信息进行比对，如果比对一致，在规则允许的情况下，可以入柜;如果不一致，则禁止操作并报警。当贮柜出料前，也是将当前工单的批牌信息与贮柜存储的批牌信息进行校对，比对一致，允许出料，如不一致，则禁止出料并报警。

3 结语

过程质量稳态控制的分钟级响应一般都处于集控状态，并建立在自动控制上。本文探讨的内容主要以松散回潮工序为研究对象，建立了过程质量稳态控制函数及其映射表，可直接识别工序上的关键控制点、控制方法及其控制标准，为人员监控过程提供了全面且简单的目视化标准。在特殊或是异常情况下，以上方法可以提供临时解决问题的一点思路。

参考文献

[1] 《烟叶制丝工专业知识》编写组.烟叶制丝工专业知识[M].郑州：河南科学技术出版社，2012.

[2] 王万良.自动控制原理[M].北京：高等教育出版社，2014.