閻志強 王芳 山東中煙工業(yè)有限責任公司青州卷煙廠 山東青州 262500

一、背景及意義

在研究貯柜時，以預混柜為例。預混柜是煙葉生產(chǎn)過程中重要的物料貯存設備，也是必不可少的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。

每次實驗用煙的物料總量是有限的，實驗小樣往往重量較少，明顯少于正常生產(chǎn)時批次物料的總量，滿柜平鋪的布料方式使實驗小樣每次都是均勻平鋪于預混柜內(nèi)，而預混柜設計容量是10000kg。

這樣就導致每次生產(chǎn)實驗用煙時預混柜內(nèi)所布的物料厚度不夠，有時即使底帶以最高頻率運行出料流量也達不到工藝標準，而且嚴重拉長實驗小樣的出料時間。嚴重降低了生產(chǎn)效率。

如果能夠根據(jù)實驗小樣物料的多少來調(diào)整物料在預混柜內(nèi)分布的區(qū)域，使得預混柜內(nèi)的物料厚度能夠盡可能的滿足出料時的物料流量，在符合工藝標準的同時極大地縮減了生產(chǎn)時間，提高了效率。

二、可行性

預混柜底帶出柜頻率設定范圍是0~50HZ。在實際生產(chǎn)中，預混柜的容量為10000kg，布料車的長度約為預混柜長度的一半，當布料方式設定在50%-100%之間時，需要布料帶雙向運行。當一側(cè)布料完畢之后布料帶只能從預混柜的另一端開始布料，這樣中間就會留下一段空料段，出料時物料就會斷供。

因此無法實現(xiàn)預混柜50%-100%之間的布料比例設定。但如果來料重量=（50%-100%）*設定重量時，采用平鋪布料經(jīng)測算也可以滿足出料流量要求。如上表所示，牌號7為7200kg，采用平鋪布料，生產(chǎn)時出料頻率為35HZ。當來料重量5000kg時，7200*35/5000≈50HZ，可見當來料重量≥5000kg時都可以采用平鋪布料，而且底帶頻率完全可以滿足加料工序流量的要求。

實驗小樣重量普遍＜5000kg，即使底帶頻率調(diào)至最快50HZ也無法滿足出料流量的要求。因此主要研究內(nèi)容為來料重量＜5000kg時的布料情況，使之滿足出料時加料工序的流量要求。

當來料5000kg以下時，要實現(xiàn)根據(jù)物料的多少來調(diào)整物料在預混柜內(nèi)分布的區(qū)域可以通過使布料車到達指定的限位時自動反向來實現(xiàn)。這樣布料時物料就會在指定的分布區(qū)域內(nèi)平鋪布料，既增加了物料厚度又減少了分布區(qū)域，即滿足了出料流量要求又縮短了出料時間。

三、技術(shù)方案及難點

1、提出技術(shù)方案

為了實現(xiàn)預混柜可變式布料方式，在保證實驗用煙的工藝質(zhì)量的前提下，盡可能縮短該工序的作業(yè)時間，經(jīng)分析后形成兩種方案：（1）加裝多組接近開關(guān)；

（2）修改控制程序?qū)崿F(xiàn)。

2、方案選擇

2.1 方案一：加裝多組接近開關(guān)

接近開關(guān)又稱無觸點行程開關(guān)，是以無需直接接觸檢測對象進行檢測為目的的傳感器的總稱。接近開關(guān)根據(jù)其檢測原理可分為多種類型，通常由檢測元件、檢波單元、整形單元、放大單元和輸出單元等組成

它是一種磁敏元件，當磁性物件移近霍爾開關(guān)時，開關(guān)檢測面上的霍爾元件因產(chǎn)生霍爾效應而使開關(guān)內(nèi)部電路狀態(tài)發(fā)生變化，由此識別附近有磁性物體存在，進而控制開關(guān)的通或斷。

該方案技術(shù)難度低，只需要在設備上加裝多組接近開關(guān)并在控制程序中添加硬件點位即可。安裝接近開關(guān)能夠?qū)崿F(xiàn)分段式布料，但是其局限性較高，只能根據(jù)所裝開關(guān)的位置占預混柜全長的比例來設定預混柜布料帶的布料區(qū)域，不能根據(jù)不同物料重量任意設定，且加裝硬件成本相對較高。

2.2 方案二：修改控制程序?qū)崿F(xiàn)

在現(xiàn)有程序中加定時器，根據(jù)實驗小樣的重量占預混柜設定容量的比例設定進柜比例，該方案無需在設備中添加硬件設備，可以根據(jù)物料重量在0-50%之間任意設定進料比例，但其實現(xiàn)較復雜。

通過對兩種方案的經(jīng)濟技術(shù)綜合比較和在模擬實驗中對工作效率的提升程度綜合考慮，最終確定設計預混柜可變式布料方式的方案。

四、研究過程

1.運行模式研究

在進柜前可以直接設定進料比例，若比例大于50%，直接設定為滿柜平鋪，若小于50%則系統(tǒng)根據(jù)百分比計算布料車反向運行所需時間。設定完成后，布料車開始正向運行同時布料帶正向運行，運行一段時間后系統(tǒng)檢測布料車是否達到布料車反向條件，若未達到布料車繼續(xù)正向運行，布料帶正向運行。若達到，布料車反向運行同時布料始終正向運行。布料車反向運行一段時間后，系統(tǒng)檢測是否達到布料車反向運行時間。若未達到，則布料車繼續(xù)反向運行，布料帶正向運行。若已經(jīng)達到，則再改為布料車正向運行，布料帶正向運行。系統(tǒng)不斷循環(huán)往復，直到生產(chǎn)結(jié)束。

2.反向時間研究

在實際生產(chǎn)中，布料車從預混柜的一端到另一端所需的時間為T=43±1s，預混柜設定容量為M，假設某實驗小樣的重量為M1，那么設定的進柜比例為S=M1/M*100%，布料車所設定的反向時間t=T*S。

五、效果驗證

1、空車運行：在修改控制程序后首先開空車試反復運行,進行多組驗證得出在設定不同布料比例的情況下成功往返次數(shù)均100%合格。

2、帶料運行：

表5.1 煙葉重量、進料百分比和出料時間對應表

實驗牌號 煙葉重量（kg） 設定進料百分比 出料時間（min）

由上表可知：方案實施后布料車可以根據(jù)任意進料百分比實現(xiàn)比例布料，而布料方式改變之前即使底帶以最快50HZ的速度出料也需要90分鐘左右。

可知修改控制程序后可以完成達到貯柜布料區(qū)域連續(xù)可調(diào)，在滿足后續(xù)工序物料流量的同時極大地節(jié)省了生產(chǎn)時間。