引言

烟草制丝制造过程工艺复杂，工序较多，装备种类非常众多，具有极强的连续性和相关性，段与段之间有连锁关系，在生产时需提前把各段都启动起来。较大生产段运行电机70余台，物料通过时间20分钟，更有较大电机如叶丝风选55KW运行待料，待机造成能源浪费，通过增加物料检测点和优化设备参数，引入分段启停节能模式减少待机时间，按照通过顺序实现设备的智能启停。

1．存在问题

烟厂制丝线各工艺段路线长短不一，生产组织关系复杂，确定以工艺线路最长，工艺装备种类最多的，最具代表性的叶丝段为研究对象，逐步开展，主要针对叶丝段进行工艺设备控制情况和物料输送时间进行调查研究，部分主机设备在生产前需要提前预热、物料缓冲和预填充，以保证生产运行的连续性和产品质量的稳定性，针对叶丝段相关工艺设备生产准备用时进行现场测量，进行数据统计如下表：

表1：叶丝段相关工艺设备生产准备用时

采用现场测量的方法，对叶丝段相关工艺设备输送物料用时情况进行了详细的统计：

表2:叶丝段相关工艺设备输送物料用时情况

通过以上数据发现各个设备启停时间有很大优化空间，可以采用分段方式和优化设备控制参数来实现设备根据物料的输送位置智能启停，减少无为的待机时间。

2．改进方案与分段措施

依据制丝线叶丝段物料与设备运行关系的时间统计，找出了工序等待时间，物料缓冲时间，物料输送时间的准确数据；对有计量和水分检测等传感器采集功能的主机岗位，采用了双冗余，增加物料检测节点，实时检测物料输送情况，实现自动启停控制，在无物料通行时设备处于伺服状态，光电检测到有料在PLC控制下顺序运行。

2.1对叶丝段进行工序段划分：

根据现状调查的情况，通过研究设备运行和物料输送时间，叶丝段存在切叶丝物料缓冲单元；烘丝物料缓冲单元；切叶丝机；烘丝机；叶丝风选主机单元。依据主机工序和物料缓冲工序把叶丝工艺段划分为五个工序段：切叶丝物料缓冲工序段、切叶丝工序段、烘丝物料缓冲工序段、烘丝工序段、叶丝风选工序段五个工序段（见图一）。

图一：叶丝段分段启停节能控制模式工序段划分图

2.2实施分工序段启停控制：

叶丝工艺段划分五个单元段之后，需要分析研究现有的物料检测装置，通过增加新的物料检测装置完善五个单元段物料检测实时监控物料输送情况。根据叶丝段重新划分的单元段和确定的物料探测装置，依据物料输送时间和物料探测装置对叶丝段进行分单元段启停控制规划，目的是物料运行到哪里哪里的设备启动，物料未到设备处于待机状态，减少设备空转时间（见图二）。

图二：物料检测装置安装及控制

2.2.1建立切叶丝物料缓冲工序段设备启停控制模式

切叶丝物料缓冲工序段的工艺路径为储叶柜到切叶丝前喂料机。当控制程序收到储叶柜出柜信号储叶柜开始出料，出口物料探测装置检测到物料通过，启动增湿增温机及辅联设备和喂料机；当出柜口物料检测光电管、叶片增湿机入口物料检测、叶片增湿机出口水分仪和喂料机光电管空料后延时停止切叶丝缓冲工序段设备。

2.2.2建立切叶丝工序段设备自动启停控制模式

叶丝工序段的工艺路径为切叶丝机前喂料机到切叶丝机。当切叶丝机前喂料机前有料开关检测到物料时，即喂料机储存物料满足开机条件，延时启动喂料提升机、辅联设备和切叶丝机喂料装置；当切叶丝机喂料装置高料位检测到物料时，即切叶丝机预填充完成，启动切叶丝正常切丝生产；当喂料装置低料位及前喂料机料位开关都检测到无料时，切叶丝工序延时停机。

2.2.3建立烘丝物料缓冲工序段设备自动启停控制模式

烘丝物料缓冲工序段的工艺路径为切叶丝机出口振槽到烘丝前喂料机。当切叶丝机喂料装置高料位物料检测装置检测到物料时，即切叶丝机启动运行，烘丝物料缓冲工序段启动运行；当切叶丝机后方喂料机检测到没有物料时，烘丝物料缓冲工序段延时停机。

2.2.4建立烘丝工序段设备自动启停控制模式

烘丝工序段的工艺路径为烘丝前喂料提升机到烘丝机。当烘丝前喂料机高料位物料检测装置检测到物料时，即烘丝前喂料储存物料满足烘丝工序段开机条件，喂料提升机、电子称叶丝膨胀机启动运行；当电子称物料瞬时流量达到一定的值时，烘丝机由预热状态切换到生产状态运行；当烘丝前喂料机电子称物料流量下降到一定值，且烘丝机出口水分仪及无料检测装置检测到无料时，烘丝工序段延时停止运行。

2.2.5建立叶丝风选工序段设备自动启停控制模式

 叶丝风选工序段的工艺路径为烘丝机出口振槽到叶丝风选机。烘丝入口物料检测装置检测到物料通过或烘丝入口水分仪检测含水率数值达到10%以上时，启动叶丝风选工序的辅联设备和风选电机。当烘丝出口物料检测装置检测不到物料通过和烘丝出口水分仪检测含水率数值低于10%以下时，叶丝风选工序延时停机。

2.3优化设备控制参数

为优化各工序段的设备控制参数，研究叶丝段设备匹配情况，研究设备相关传输速度，及电机频率、PLC控制程序，对设备控制参数进行优化，以准确性、经济性、先进性、可靠性为原则，进行设备的适应性研究；依据制丝线叶丝段设备运行状况，实验确定叶丝段设备运行的最佳控制数学模型。

2.3.1储叶柜出口控制参数优化

储叶柜出料原有控制模式比较粗放，长期依靠中控人员经验人工改变出料底带频率，造成储叶柜出料无序控制。储叶柜出料皮带上方安装一个物料盈料光电开关用于控制出料频率，初期出柜出料少检测不到料，底带电机高频率出料，当检测有料时，降低频率运行，在柜子尾料状态时，光电开关检测不到情况下，柜子底带以50HZ频率运行2-3分钟保证完整快速出料，该参数的优化即实现流量稳定并节约了出料时间。

表3:储叶柜运行时间对比图

2.3.2切丝机参数优化

烘丝前皮带秤供料设备为仓储式喂料机，其具有存料能力小、占据空间大等缺点，如果切丝能力与烘丝前秤能力不匹配，就会导致烘丝断料或者停机次数增加，增加了无效工作时间，降低了工作效率。通过现场跟踪和实验确定了切丝机在喂料不同状态下的切丝速度，由中控下达设备控制参数实现切丝机根据喂料机存料多少柔性控制。

2.3.3烘丝机和叶丝风选参数优化

烘丝机和叶丝风选节能模式下根据生产需要采用两种不同方式，烘丝机在设备预热的过程中目的是使薄板达到工艺要求温度，在生产准备时需进行20分钟的设备预热，长期以来排潮风机都使用与生产过程同样的参数，现采用预热时以15Hz低速运行，生产期间以45Hz高速运行；叶丝风选风机即使长期无物料时，风机也全速运行，现在风管上安装风量检测仪，风选机端、除尘器端风门全开，实行定风量控制，通过变频控制实现节能调节。

   3 . 结论

制丝线分段启停节能控制模式开辟了制丝生产线启停的新模式，改变了生产线倒序启动为顺序启动，建立了 “以工艺段为基础，以主要探测点为节点，以各工序段为模块，以主机为核心”的制丝线节能控制新方法，为今后烟草生产线运行模式提供了新模式、新思路，也为今后的技改提供了新的方向和支撑。

参考文献：

张勇.制丝线的生产设备节能运行模式优化设计.烟草科技.2016（3）

赵春园.制丝线辅联设备节能控制模式实现.设备管理与维修.2018年 第1期

吴京华. PLC控制烟草切丝工艺的改进.      自动化应用.2012年（03）