張曉峰

（河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司黃金葉生產(chǎn)制造中心，河南鄭州 450016）

1 背景及意義

河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司黃金葉生產(chǎn)制造中心制絲部梗絲柜共有4 組對頂柜，一共8 個柜子組成（圖1）：梗絲柜1-4柜出料端的皮帶輸送機(jī)，與生產(chǎn)線2 和生產(chǎn)線3 的梗絲摻配喂料機(jī)聯(lián)機(jī)，所以只能給生產(chǎn)線2 和生產(chǎn)線3 的梗絲摻配供料；梗絲柜5-8 柜出料端的皮帶輸送機(jī)與生產(chǎn)線1 的梗絲摻配喂料機(jī)聯(lián)機(jī)，所以只能給生產(chǎn)線1 梗絲摻配供料。

圖1 梗絲柜平面示意

在實際生產(chǎn)中，分組供料的設(shè)備布局會帶來以下3 個問題：

（1）梗絲柜實際利用率較低。生產(chǎn)線1 生產(chǎn)的牌號梗絲摻配量較多，而生產(chǎn)線2 和生產(chǎn)線3 生產(chǎn)的牌號梗絲摻配量較少。梗絲柜雖然有8 個柜子，但由于分組供料的原因，當(dāng)5-8 柜梗絲存料量不足時，1-4 柜即使梗絲存料量較多也無法代替5-8柜供料。反之亦然。

（2）梗線排產(chǎn)難生產(chǎn)效率低。由于分組供料的原因，梗線排產(chǎn)計劃需要根據(jù)3 條生產(chǎn)線的梗絲摻配量，隨時調(diào)整確定是1-4 柜進(jìn)料還是5-8 柜進(jìn)料。一旦排產(chǎn)不當(dāng)，則有可能出現(xiàn)因為梗絲供料不足生產(chǎn)線停機(jī)等待的情況，也可能出現(xiàn)儲梗絲柜明明有空柜但還需要等待進(jìn)柜的問題。

（3）假期前后增加職工工作量。制絲部放假長時間停機(jī)的話，為保證余存梗絲質(zhì)量，放假前需要將梗絲柜中的多余梗絲接出存放，假期結(jié)束生產(chǎn)前還需要將梗絲續(xù)入梗絲柜。由于分組供料的原因，放假前梗線排產(chǎn)時，1-4 柜和5-8 柜都需要至少一柜有梗絲。所以會有更多的多余梗絲需要職工接出存放和續(xù)入梗絲柜。

針對以上3 個問題，實現(xiàn)梗絲柜1-8 柜出柜互通改造是很有必要的。所以提出了梗絲柜出料互通的改善課題，最終實現(xiàn)梗絲柜1-8 柜出料互通，8 個柜子都能為3 條生產(chǎn)線梗絲摻配供料。

2 現(xiàn)狀分析

梗絲柜1-4 柜出柜后的梗絲，通過4 個單向皮帶輸送機(jī)M45、M48、M49、M50 輸送后，到達(dá)雙向皮帶輸送機(jī)M51（圖1）。按照生產(chǎn)線2 和生產(chǎn)線3 的梗絲摻配流量比例控制M51 的正反向運行，完成兩個生產(chǎn)線的梗絲摻配供料。梗絲5-8 柜出柜后的梗絲，通過兩個單向皮帶輸送機(jī)M46 和M47 的輸送，完成生產(chǎn)線1 梗絲摻配供料。因為缺少聯(lián)機(jī)互通設(shè)備，梗絲柜1-4柜無法給生產(chǎn)線一梗絲摻配供料，梗絲柜5-8 柜無法給生產(chǎn)線2 和生產(chǎn)線3 的梗絲摻配供料。

3 方案制定

梗絲柜1-4 柜與5-8 柜出柜之間要實現(xiàn)出料互通，首先需要提出互通設(shè)備聯(lián)機(jī)方案。攻關(guān)組成員集思廣議，經(jīng)過現(xiàn)場多次勘查和討論，提出兩個互通設(shè)備聯(lián)機(jī)方案。

3.1 方案1

（1）梗絲柜1-4 柜出料皮帶機(jī)M45 與5-8 柜出料皮帶機(jī)M46，均由單向運行改為雙向運行。

（2）從1-4 柜出料皮帶機(jī)M45 反向出料端，到5-8 柜正向出料口的皮帶機(jī)M47 之間增加3 條皮帶機(jī)。

（3）梗絲柜1-4 柜出柜的梗絲，經(jīng)由反向運行的出料皮帶機(jī)M45 和新增加的3 條皮帶機(jī)，輸送到皮帶機(jī)M47，完成對生產(chǎn)線1 梗絲摻配的供料。

（4）梗絲柜5-8 柜出柜的梗絲，經(jīng)由反向運行的出料皮帶機(jī)M46，輸送到皮帶機(jī)M48，完成為生產(chǎn)線3 和生產(chǎn)線2 梗絲摻配的供料（圖2）。

圖2 方案1 梗絲柜改造平面示意

3.2 方案2

（1）梗絲柜5-8 柜出料皮帶機(jī)M46 由單向運行改為雙向運行。

（2）移動皮帶機(jī)M48 離開原有位置到合適距離，在梗絲柜1-4 柜出料皮帶M45 和5-8 柜出料皮帶M46 之間，增加1 條雙向運行的皮帶機(jī)，正向出料端與皮帶輸送機(jī)M48 對接。

（3）從新增雙向皮帶機(jī)的反向出料端，到5-8 柜正向出料口的皮帶機(jī)M47 之間增加3 條皮帶機(jī)。

（4）梗絲柜1-4 柜出柜的梗絲，經(jīng)由反向運行的新增雙向皮帶機(jī)和新增加的3 條皮帶機(jī)，輸送到皮帶機(jī)M47，完成對生產(chǎn)線1 梗絲摻配的供料。

（5）梗絲柜5-8 柜出柜的梗絲，經(jīng)由反向運行的出料皮帶機(jī)M46，輸送到皮帶機(jī)M48，完成對生產(chǎn)線3 和生產(chǎn)線2 梗絲摻配的供料（圖3）。

圖3 方案2 梗絲柜改造平面示意

3.3 確定最優(yōu)方案

攻關(guān)組經(jīng)過討論，在總體成本、施工周期和維保便利性等方面對比后，最終確定方案2 為最優(yōu)方案。通過綜合分析和模擬實驗，攻關(guān)組認(rèn)為該方案可行，可以實施。

4 方案實施

由于本次改善時間緊任務(wù)重，所以在梗絲柜出柜互通確定出最終方案后，需要提前進(jìn)行以下工作：

（1）設(shè)計制作并安裝聯(lián)機(jī)互通輸送設(shè)備。

（2）根據(jù)方案中輸送設(shè)備布局進(jìn)行電氣線路的設(shè)計并布線。

（3）編寫設(shè)備的控制程序和開發(fā)人機(jī)界面。

以上工作完成后最后進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試設(shè)備和帶料優(yōu)化控制程序。

4.1 輸送設(shè)備的設(shè)計定制與安裝

攻關(guān)組成員在梗絲柜現(xiàn)場經(jīng)過認(rèn)真測量，確定了增加的4條皮帶機(jī)安裝位置及設(shè)計尺寸，以及M48 皮帶機(jī)需要移動的距離。增加的4 條皮帶機(jī)利用舊設(shè)備根據(jù)設(shè)計尺寸改造后，按照需要的距離移動并調(diào)整M48 皮帶機(jī)，再將4 條皮帶機(jī)安裝到位，對皮帶張緊度進(jìn)行了調(diào)整和皮帶機(jī)電機(jī)進(jìn)行安裝和固定。

4.2 電氣控制元件的安裝與布線

（1）設(shè)計并安裝一個I/O 子站箱：①安裝分布式I/O 子站的接口模塊、電源模塊、I/O 模塊及控制4 條新增皮帶機(jī)的饋電器等電氣模塊，連接電源線及相關(guān)的信號線；②安裝4 個皮帶機(jī)電機(jī)的隔離開關(guān)，并將隔離開關(guān)上的隔離開關(guān)信號、手動啟停信號和指示燈信號接到I/O 模塊，連接隔離開關(guān)到電機(jī)饋電器的電源線。

（2）在設(shè)備現(xiàn)場安裝I/O 子站箱。將新增I/O 子站箱安裝到梗絲柜現(xiàn)場：①安裝電機(jī)電源線的線槽，將電機(jī)電源線連接到子站箱的隔離開關(guān)；②連接子站箱電源線和PN 網(wǎng)線，將子站箱并入梗絲加香段控制系統(tǒng)。

（3）子站箱上電前的線路檢測。上電前，應(yīng)使用多用表檢測電機(jī)線及信號線是否存在短路或斷路的情況，還要用絕緣檢測儀器檢測電機(jī)的絕緣是否滿足電氣安全要求。

4.3 編寫控制程序及人機(jī)界面完善

最優(yōu)方案確定以后，梗絲加香段控制程序和畫面開發(fā)與設(shè)備制作與安裝同步進(jìn)行。

4.3.1 系統(tǒng)硬件添加與調(diào)試

（1）硬件配置與下載。按照新增子站箱的信號模板配置，在PLC 的硬件配置中添加新增的I/O 子站，同時將控制出料皮帶機(jī)M46 電機(jī)的單向饋電器更換為雙向饋電器。編譯后下載到梗絲加香段控制系統(tǒng)中。

（2）硬件檢測與調(diào)試。子站箱上電后，監(jiān)控I/O 子站是否在線和存在故障，監(jiān)控I/O 信號確認(rèn)隔離開關(guān)信號、啟停信號等是否與I/O 信號是否對應(yīng)，測量模塊供電電源電壓是否滿足等。

4.3.2 出柜控制原則

（1）在正常生產(chǎn)過程中按照原來輸送路線，梗絲柜1-4 按柜優(yōu)先給生產(chǎn)線2 和生產(chǎn)線3 摻配段供料，梗絲柜5-8 柜優(yōu)先給生產(chǎn)線1 摻配段供料。

（2）梗絲柜1-8 柜出柜同時給生產(chǎn)線1、生產(chǎn)線2 摻配段供料時，考慮到生產(chǎn)線1 摻配比例大，同時啟動供料時優(yōu)先給生產(chǎn)線1 供料。

（3）當(dāng)3 條生產(chǎn)線均需要梗絲摻配時，需要出柜的梗絲流量較大，采用改善前的出柜方式，而不使用1-4 柜或5-8 柜同時給3 條生產(chǎn)線供料的出柜方式，避免出現(xiàn)堵料。

4.3.3 編寫控制程序

新增的4 條皮帶輸送機(jī)，其中1 條雙向皮帶輸送機(jī)M69，3條單向皮帶輸送機(jī)M68、M70 和M71，并且M71 與穿墻皮帶輸送機(jī)M47 對接（圖4）。

圖4 方案2 梗絲柜改造平面示意

（1）梗絲柜1-4 柜出柜單獨給生產(chǎn)線一摻配段供料時，M69 皮帶輸送機(jī)反向運行，物料再經(jīng)過皮帶輸送機(jī)M68/M70/M71 到穿墻皮帶機(jī)M47 實現(xiàn)供料。通過單擊畫面增加的切換信號“切換到八千新路徑”按鈕，完成梗絲柜1-4 柜給生產(chǎn)線1 摻配供料。

（2）梗絲柜5-8 柜出柜單獨給生產(chǎn)線2 和生產(chǎn)線3 摻配段供料時，出料皮帶機(jī)M46 反向運行，M69 皮帶輸送機(jī)反向運行，在經(jīng)過皮帶輸送機(jī)M48/M49/M50/M51 實現(xiàn)供料。通過單擊畫面增加的切換信號“切換到五千新路徑”按鈕，完成梗絲柜5-8 柜給生產(chǎn)線2 或生產(chǎn)線3 摻配供料。

（3）梗絲柜1-4 柜出柜同時給生產(chǎn)線1、生產(chǎn)線2 摻配段供料時，在提高梗絲柜底帶運行頻率增加梗絲出料量的基礎(chǔ)上，M69 雙向皮帶輸送機(jī)正反向運行實現(xiàn)給生產(chǎn)線1 和生產(chǎn)線2 供料。M69 雙向皮帶輸送機(jī)正反向運行時間的設(shè)定，根據(jù)摻配主秤設(shè)定流量和梗絲摻配比例，計算兩條生產(chǎn)線梗絲設(shè)定流量的比例，按照比例分配M69 雙向皮帶輸送機(jī)正反向的運行時間。這里需要單擊“切換到八千新路徑”按鈕，完成梗絲柜1-4 柜出柜同時給生產(chǎn)線1、生產(chǎn)線2 摻配段供料。

（4）梗絲柜5-8 柜出柜同時給生產(chǎn)線1、生產(chǎn)線2 摻配段供料時，生產(chǎn)線1 供料通過出料皮帶M46 正向運行，經(jīng)過穿墻皮帶輸送機(jī)M47 輸送。生產(chǎn)線2 供料通過出料皮帶M46 反向運行，雙向皮帶輸送機(jī)M69 正向運行供料。根據(jù)摻配主秤設(shè)定流量和梗絲摻配比例，計算兩條生產(chǎn)線梗絲設(shè)定流量的比例，按照比例分配出料皮帶M46 正反向的運行時間。這里需要單擊“切換到五千新路徑”按鈕，完成梗絲柜5-8 柜出柜同時給生產(chǎn)線1、生產(chǎn)線2 摻配段供料。

（5）梗絲柜1-4 柜給生產(chǎn)線一摻配供料，同時5-8 柜給生產(chǎn)線2 或生產(chǎn)線3 摻配供料時，需要單擊“切換到八千新路徑”按鈕，梗絲出柜后經(jīng)由M69 反向運行，通過新增帶輸送機(jī)M68/M70/M71 輸送到穿墻皮帶輸送機(jī)M47，完成梗絲柜1-4 柜出柜給生產(chǎn)線一摻配段供料；同時單擊“切換到五千新路徑”按鈕，梗絲出柜后經(jīng)由M46 反向運行，M69 正向運行到達(dá)皮帶輸送機(jī)M48，完成梗絲柜5-8 柜出柜給生產(chǎn)線2 摻配段供料。

（6）根據(jù)實際出柜量，梗絲柜1-8 柜儲柜信息進(jìn)行實時更新。

4.3.4 完善人機(jī)界面

（1）增加皮帶輸送機(jī)M69、M68、M70、M71 的電機(jī)狀態(tài)信號：準(zhǔn)備好藍(lán)色，運行時綠色，關(guān)閉隔離時黃色閃爍，跳閘時紅色顯示。增加雙向皮帶輸送機(jī)電機(jī)M46 和M69Z 正反運行方向指示。

（2）在生產(chǎn)控制界面增加“8K 新增路徑”用于控制新增的4條皮帶輸送機(jī)M69、M68、M70、M71；新增“3K5K 新增路徑”用于控制出料皮帶M46 反向運行，

4.4 設(shè)備調(diào)試與帶料優(yōu)化

（1）手動控制模式下，單機(jī)運行新增的M69、M68、M70、M71四條皮帶輸送機(jī)，以及出料皮帶機(jī)M46 和皮帶輸送機(jī)M48，可以正常通過隔離開關(guān)上手動啟停按鈕實現(xiàn)皮帶輸送機(jī)停止和運行。同時查看人機(jī)界面上電機(jī)狀態(tài)信號與正反方向指示是否正確。

（2）自動控制模式下，模擬帶料運行。單擊“切換到八千新路徑”按鈕，梗絲柜1-4 柜單獨給生產(chǎn)線一供料；單擊“切換到五千新路徑”按鈕，梗絲柜5-8 柜單獨給生產(chǎn)線2 或生產(chǎn)線3供料，以及梗絲柜1-8 柜同時給生產(chǎn)線1 和生產(chǎn)線2 供料都可以實現(xiàn)。

（3）自動控制模式下帶料運行時，通過提高梗絲柜底帶頻率調(diào)整梗絲柜出柜梗絲量，可以滿足一條線供料或兩條線同時供料時需要的梗絲量。

（4）自動控制模式下帶料運行時，在確保梗絲喂料機(jī)預(yù)填充料滿的情況下，啟動梗絲柜1-8 柜同時給生產(chǎn)線1 和生產(chǎn)線2 供料。在生產(chǎn)過程中兩條線需要供料時優(yōu)先供應(yīng)生產(chǎn)線1 都可以實現(xiàn)。

5 結(jié)論

改進(jìn)后在生產(chǎn)過程中經(jīng)過帶料運行，梗絲柜1-8 柜可以給3 條生產(chǎn)線供料，實現(xiàn)了改善目的。本次改善不僅方便梗絲線更加合理的安排生產(chǎn)計劃，避免生產(chǎn)期間等待梗絲柜出完料才能進(jìn)料的情況，提高生產(chǎn)效率，還減少職工勞動時間以及每天需要保養(yǎng)梗絲柜的數(shù)量、放假前需要接出保存的多余梗絲量，降低了員工的勞動強(qiáng)度。