袁書(shū)豪，李永杰

（河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司漯河卷煙廠，河南漯河 462000）

0 引言

殘煙處理設(shè)備主要通過(guò)切刀與煙支做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，劃開(kāi)殘煙支的卷煙紙和濾嘴棒的水松紙，使其分離，最終實(shí)現(xiàn)煙絲與非煙絲物質(zhì)相互脫離?；厥仗幚砗蟮臍垷熃z，按照工藝配方要求在摻兌工序通過(guò)定量喂料設(shè)備根據(jù)設(shè)備比例摻入成品煙絲工序，達(dá)到提高煙絲綜合利用率，降低原料消耗的目的。殘煙支是在煙支卷接過(guò)程中剔除的不合格煙支，分為煙支斷殘、漏氣、爆口、濾嘴毛接口、卷煙支搭扣飛邊等種類(lèi)，針對(duì)不同缺陷的煙支，殘煙設(shè)備處理的效率和質(zhì)量直接影響到回收煙絲的剝凈率和品質(zhì)（圖1）。

圖1 殘煙支處理設(shè)備監(jiān)控畫(huà)面

1 存在問(wèn)題及現(xiàn)狀分析

1.1 設(shè)備工作流程

殘煙處理設(shè)備處理殘煙的過(guò)程為：將殘煙支經(jīng)過(guò)第一道工序定量上料；由提升輸送帶輸送到第二道工序篩分理支，該工序主要作用是將雜亂無(wú)章的煙支整理成沿振動(dòng)篩分理支設(shè)備平行的規(guī)則運(yùn)動(dòng)；第三道工序開(kāi)條托輥和開(kāi)條切刀，切刀沿?zé)熤Х较驅(qū)⒕頍熂埡退杉埱虚_(kāi)；經(jīng)過(guò)切刀之后的煙支輸送到第四道工序螺旋式垂直提升機(jī)，將煙絲與紙花分離；垂直提升設(shè)備將煙支輸送到第五道工序終端篩分和松散篩分，該工序主要是將未分離干凈的煙支再次分離，殘煙支經(jīng)過(guò)以上工序處理后最終形成紙花和回收用的殘絲。

1.2 設(shè)備現(xiàn)狀及問(wèn)題分析

在定量上料工序，提升設(shè)備雖有變頻控制功能，能夠?qū)崿F(xiàn)輸送速度可調(diào)。但在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，由于缺少料位檢測(cè)和勻料裝置，人工倒入上料時(shí)，不同的操作人員上料效率不同，同一個(gè)操作工不同時(shí)間段上料量也不同，導(dǎo)致生產(chǎn)過(guò)程中流量不均勻。即使提升輸送機(jī)運(yùn)行速度恒定，由于料位高度的變化，也不能保證流量恒定，甚至?xí)蛄髁窟^(guò)大出現(xiàn)堵塞等現(xiàn)象，煙支扭曲變形、擠壓疊加，影響篩分理支效果和生產(chǎn)的連續(xù)性、穩(wěn)定性（圖2）。

圖2 殘煙線現(xiàn)場(chǎng)

在經(jīng)過(guò)最后一道工序螺旋輸送打輥處理后，紙花從下料口進(jìn)入容器，操作人員根據(jù)紙花堆積情況，將其轉(zhuǎn)移到紡織袋里等待集中處理。在這一過(guò)程中，由于煙花比較松散，容易堆積到打輥下料口處，堵塞打輥下料口，如果發(fā)現(xiàn)不及時(shí)，當(dāng)堵塞嚴(yán)重時(shí)就容易形成打輥卡死現(xiàn)象、打輥速度降低。操作工發(fā)現(xiàn)煙花堵塞打輥時(shí)，需要人工疏通處理，在此過(guò)程中也存在一定的安全隱患，堵塞問(wèn)題解決后，打輥?zhàn)枇p小又瞬間高轉(zhuǎn)速運(yùn)行，容易引起人身傷害事故的發(fā)生。如果堵塞發(fā)現(xiàn)和處理不及時(shí)，就會(huì)造成設(shè)備過(guò)載跳閘，導(dǎo)致殘煙線停機(jī)，影響設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性和連續(xù)線，造成煙支的剝離效果差。因此，亟需通過(guò)設(shè)備改進(jìn)，消除生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)安全隱患，完善風(fēng)險(xiǎn)管控措施，減少設(shè)備堵塞停機(jī)，提高設(shè)備的運(yùn)行效率。

2 改進(jìn)措施

2.1 防堵塞檢測(cè)裝置

螺旋輸送打輥出料口安裝紙花堵塞檢測(cè)裝置，在出口左右兩個(gè)防護(hù)面板上分別開(kāi)孔，根據(jù)光電開(kāi)關(guān)的大小將圓孔直徑定為30 mm，兩圓孔中心連線與紙花下落方向垂直，便于檢測(cè)落料情況。同時(shí)，為防止兩圓孔被煙花堵塞，影響檢測(cè)的準(zhǔn)確性，在圓孔內(nèi)表面加裝透明的有機(jī)玻璃擋板，有機(jī)玻璃板與左右兩端的防護(hù)面板相固定，防止煙塵浸入。最后在圓孔外表面加設(shè)一對(duì)對(duì)射式光電開(kāi)關(guān)，一端為信號(hào)發(fā)射，另一端為信號(hào)接收，通過(guò)光信號(hào)檢測(cè)并反饋紙花堆積情況。檢測(cè)裝置電源由可編程控制器提供，光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)信號(hào)反饋線連接到殘煙線PLC 數(shù)字量輸入模塊中，至此完成紙花檢測(cè)裝置的硬件連接工作（圖3）。

圖3 自動(dòng)檢測(cè)裝置

2.2 定量喂料檢測(cè)控制

在喂料機(jī)煙支進(jìn)料端加裝鏡反射光電開(kāi)關(guān)，位于提升帶底部上料處，用于限定輸送到提升帶的物料高度，防止因流量過(guò)大造成的進(jìn)料端堵料現(xiàn)象和篩分理支效果，同時(shí)改進(jìn)喂料設(shè)備的控制程序，根據(jù)來(lái)料的檢測(cè)情況來(lái)控制不同設(shè)備的啟停。喂料設(shè)備輸送物料開(kāi)始時(shí)，殘煙支較少，光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)正常，當(dāng)煙支堆積到一定高度，物料遮擋光電開(kāi)關(guān)，光信號(hào)被遮擋，判定為物料充足，控制系統(tǒng)向進(jìn)料端發(fā)出停止輸送命令，防止煙支過(guò)量擠壓堆疊。同進(jìn)，由于提升機(jī)的不斷輸送，物料逐漸脫離遮擋區(qū)域，此時(shí)，控制程序判斷物料供給不足，允許進(jìn)料，直到光電開(kāi)關(guān)再次被遮擋而停止進(jìn)料。如此循環(huán)進(jìn)行，防止物料過(guò)量供給。

為避免人為因素加大煙支供給量，影響煙支剝凈效果，對(duì)控制提升機(jī)變頻器上限進(jìn)行調(diào)整。根據(jù)在不同參數(shù)的運(yùn)行實(shí)驗(yàn)，30 Hz 頻率能夠充分滿足流量需要，最終根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果將變頻器頻率上限由50 Hz 調(diào)整為30 Hz，當(dāng)人機(jī)界面上修改頻率超過(guò)限定值時(shí)，程序判定輸入無(wú)效，仍按限定速度運(yùn)行，防止設(shè)備過(guò)載，保障流量均衡穩(wěn)定（圖4）。

圖4 PLC 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物

2.3 程序邏輯控制

將紙花檢測(cè)信號(hào)集成到殘煙線電控程序，當(dāng)光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)到物料信號(hào)時(shí)，反饋信號(hào)輸入到PLC 數(shù)字量輸入模塊，狀態(tài)指示燈亮，表示有高電平信號(hào)輸入，程序自動(dòng)采集。相反，無(wú)物料時(shí)狀態(tài)指示燈不亮，檢測(cè)信號(hào)無(wú)異常發(fā)生，程序采集為低電平信號(hào)。檢測(cè)信號(hào)串聯(lián)在自動(dòng)生產(chǎn)控制系統(tǒng)內(nèi)，并根據(jù)不同條件設(shè)定延時(shí)功能，避免信號(hào)誤采集或設(shè)備誤動(dòng)作。檢測(cè)信號(hào)無(wú)異常時(shí)程序正常啟動(dòng)，設(shè)備運(yùn)行條件不變。當(dāng)檢測(cè)到異常堵料發(fā)生時(shí)，觸發(fā)異常信號(hào)反饋，控制系統(tǒng)發(fā)出異常指令，此狀態(tài)持續(xù)時(shí)間超過(guò)30 s 后，殘煙線設(shè)備逆序停機(jī)，嚴(yán)重時(shí)全線停止運(yùn)行。同時(shí)聯(lián)動(dòng)的電控聲光蜂鳴器物料輸出報(bào)警，提醒操作人員處理，直至設(shè)備異常處理完畢、報(bào)警解除，需要在現(xiàn)場(chǎng)觸摸屏上進(jìn)行人工復(fù)位操作，重新組合啟動(dòng)后設(shè)備才能再次進(jìn)入生產(chǎn)狀態(tài)，避免處理過(guò)程中設(shè)備自啟動(dòng)造成安全隱患（圖5）。

圖5 自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)工作流程

3 應(yīng)用效果

（1）通過(guò)定量喂料檢測(cè)裝置和恒速改進(jìn)，有效避免殘煙支因過(guò)量供給而造成的堵塞現(xiàn)象，減少物料在提升帶底部的擠壓、翻轉(zhuǎn)、變形、造碎等問(wèn)題，進(jìn)一步減少物料不均勻現(xiàn)象和造碎，保障流量穩(wěn)定。

（2）通過(guò)加裝紙花自動(dòng)檢測(cè)裝置，能夠準(zhǔn)確地檢測(cè)到螺旋輸送打輥下料口是否堵塞，并且在堵塞發(fā)生時(shí)能及時(shí)停止螺旋打輥電機(jī)，同時(shí)在連鎖裝置的控制下，前道工序能依次逆序停機(jī)，保障操作工的人生安全，提高設(shè)備的本質(zhì)安全性。經(jīng)過(guò)一個(gè)月的試運(yùn)行和持續(xù)優(yōu)化，該裝置與設(shè)備報(bào)警裝置通過(guò)聯(lián)動(dòng)，在紙花堆積過(guò)多時(shí)，能夠通過(guò)聲光報(bào)警提醒操作人員及時(shí)處置，避免堵塞情況發(fā)生，檢測(cè)裝置靈敏度高，控制程序合理，未發(fā)生因紙花處理不及時(shí)造成的停機(jī)現(xiàn)象，保障了設(shè)備平穩(wěn)連續(xù)運(yùn)行，提升作業(yè)效率。

（3）通過(guò)上述改進(jìn)，有效解決了殘煙支處理線設(shè)備堵塞問(wèn)題。項(xiàng)目實(shí)施改進(jìn)以來(lái)，通過(guò)不斷改進(jìn)和持續(xù)優(yōu)化，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，物料造碎明顯降低，經(jīng)過(guò)實(shí)際檢測(cè)，每班次物料堵塞由平均改進(jìn)前的0.82 次降低到0 次；煙絲剝凈率由96.7%提升到99.1%，減少原料損耗，提高物料利用率和產(chǎn)品控制水平，并降低職工勞動(dòng)強(qiáng)度，優(yōu)化現(xiàn)場(chǎng)安全作業(yè)環(huán)境。