改进烘丝机控制模式

娄琦++薛梅

摘 要：烟草制丝生产过程中薄板烘丝机干头干尾量较多。实践中通过改进烘丝机控制模式，确定最佳工作温度，优化预热温度，优化料头喷蒸汽时间，判断烘后水分仪参与控制的最佳时机等措施，能达到稳定烘丝机出口水分，减少干头干尾量的效果。

关键词：烘丝机；干头干尾；控制模式

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.07.009

1 背景及要因分析

薄板烘丝机的控制模式为闭环控制，烟丝含水率的控制采取PID控制。烘丝机生产时的工作状态包括预热、启动、料头、生产和倒料。生产前设备处于预热状态，当烘前电子秤产生秤占用信号并延时一定时间（电子秤到烘丝机人口时间）后，转入料头状态；此时蒸汽调节PID、含水率调节PID、热风调节PID均参与控制；当正常生产过程中秤占用信号消失并延时（工作状态转高速倒料状态时间）后进入高速倒料状态，尾料持续时间约210 S。在车间生产中，每批次开始或者结束时，薄板烘丝机会残留一些低于1.5%的标准含水率下限的烟丝，这就是干头干尾现象。

烘丝机滚筒具有较大热惯性，造成烘丝机出口叶丝干头干尾较多，我车间当前薄板烘丝机干头干尾量平均每天为20.96kg。影响薄板烘丝机干头干尾量的原因主要是：（1）不同牌号叶丝脱水性能差异较大。烘丝筒控制程序中的配方参数，如干燥系数等没有针对不同的牌号（条件）进行相关优化；（2）料头生产过程中，烘丝筒壁温度的计算值由于进料流量的变化，会产生很大波动，极易导致烘丝筒壁升温过冲的状况；并且因为不能对出口烟丝水分进行反馈，没有办法精确的针对出口烟丝水分进行有效补偿修正；烘丝水分在控制过程中，也具有较强的滞后的特性，进而不可避免的出现干头干尾的烟丝；（3）料头料尾的温度控制模式和烘丝机正常运行时的控制模式差别不明显，没有对料头料尾进行特殊控制模式。因此需要在料头料尾时采用新的控制模式，稳定烘丝机出口水分，减少干头干尾量。

2 改进措施

（1）增加料头工作温度自动修正环节，确定最佳工作温度。在生产中，操作人员常常只能根据出口含水率凭借工作经验来调整烘丝机的工作温度，以保证烘丝机出口含水率的稳定性。这样以来，温度修正过程的人为经验因素影响较大且相对容易滞后。通过统计分析不同牌号（条件）的来料含水率，我们可以得出不同含水率所适宜的工作温度；再通过烘前水分仪来检测来料含水率，通过滚筒工作温度平台自动修正温度，使得烘丝机能够快速进入稳定工作状态。

（2）预热温度优化。设备启动后，滚筒需线经过20-30min的预热；当烘丝前电子秤流量信号输入时，自动转到启动状态。预热温度通过空气的传导作用在滚筒内形成高温环境，对烟丝进行脱水操作。预热温度的高低影响干头干尾量的大小。预热温度在130℃时，在保证烘丝出口水分处于工艺范围内的前提下，干头干尾量最少，为16.22kg。

（3）料头喷蒸汽时间优化。在烘丝控制系统中，料头喷蒸汽主要对烟丝进行增温、增湿，提高筒体内部的湿度，以达到减少干头干尾现象。在PLC程序控制中引入料头喷蒸汽开始时间、料头喷蒸汽停止点2个参数，见图1。

通过实际测量得出喷蒸汽开始时间和停止时间，根据蒸汽的含水率和加水量估算加蒸汽量，根据料头料尾时电子秤物料流量换算得理论加水量，理论加水量=（电子秤设定流量一电子秤实际流量）×加水系数。在生产中，通过不断调试之后确定加水系数是0.035。由中控制室控制将加水系数添加到生产工艺配方。加蒸汽量在料头阶段逐渐减小，可以防止料头含水率冲高；加蒸汽量在料尾阶段逐渐增大，直到进料停止，接着延时停止蒸汽喷吹。

料头喷蒸汽时间在100S时，在保证烘丝出口水分处于工艺范围内的前提下，干头干尾量最少，为13.82kg。

（4）烘后水分仪参与控制的最佳时机。影响烘丝机干头干尾控制的主要因素是出口水分仪参与控制的时机。在现有的控制模式，为了能够实时且有效的控制烘丝机出口含水率保持在规定的误差范围之内，操作人员必须对蒸气压力和含水率实行双闭环串级控制，料头最佳控制时机在11.5S时，在保证烘丝出口水分处于工艺范围内的前提下，干头干尾量最少，为10.82kg。

3 效果对比分析

通过采取增加料头工作温度自动修正环节、优化料头料尾喷蒸汽时间和预热温度，将烘后水分仪参与控制等改进，有效降低了烘丝机干头干尾量，有效减少了需要在出料端补偿加水的干烟丝量，保证了烟丝的品质。改进后薄板烘丝机干头干尾量由改进的20.96kg降低到改进后的9.48kg。

4 结论

（1）改进后薄板烘丝机干头干尾量由原来的每批次12.5kg降低到5.54kg，干尾量由原来的8.46kg降低到3.94kg，干头干尾量由原来的20.96kg降低到9.48kg，叶丝出丝率由每批次的97.4%提高到98.7%，满足了卷烟工艺生产的需求，改善了卷烟感官质量；（2）有效降低了操作工的劳动强度；（3）将滚筒烘丝机预热温度和料头料位喷蒸汽时间进行参数标准化，纳入《制丝车间烘丝机操作规程》。

参考文献：

[1]叶鸿宇，许峰，张建中，刘建辉，王树香.SH38型滚筒管板式烘丝机干头干尾控制模式[J].中国科技信息，2015（02）：190-191.

[2]成皓，喻鹏程.滚筒管板式烘丝机干头干尾的技术改进[J].产业与科技论坛，2014（05）：68-69.

[3]李秀芳，王永华，赵春元，李明伟.解决烘丝机干头干尾的方法与实现[J].烟草科技，2013（09）：27-29+32.

作者简介：娄琦（1979-），男，大专，助力工程师，主要从事制丝设备的维修工作。