基于西门子S7—300构建的烟梗自动除尘输送系统

侯加文

摘 要：本文构建的烟梗输送系统，以西门子S7-300PLC根据洗梗工序所需物料量的多少，实现对烟梗的自动输送，系统具备自动、手动和联机功能。构建的系统投入生产使用后，堵料次数、停机时间、切梗丝后水份标准偏差、现场粉尘分别由以前的2次/月、65.25min/月、0.35%、3.6mg/m3降为现在的1次/月、15min/月、0.22%、2.7mg/m3，从而提高制梗丝质量，改善现场作业环境。

关键词：西门子S7-300；烟梗自动输送系统；水份标准偏差制；梗丝质量

中图分类号：TP273 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20170133066

1 存在的问题和技术方案

由于烟梗在输送过程中没有喂料机、匀料辊，流量很不稳定，从而造成烟梗输入过多而发生堵料现象。在现场经过统计测试发现，物料输送过程中堵料次数3次/月、停机时间65min/月、切梗丝后水份标准偏差0.35%/月，影响梗丝在制品质量和水份稳定性。洗梗所用的烟梗由操作工抬到皮带机上，然后经风力送到洗梗的喂料机。按每天计划投料10000kg烟梗，每包50kg计算，每班操作工需要抬200多包，现场操作工劳动强度大。另外干烟梗中含粉尘较多（3.6mg/m3），尽管操作工戴上口罩，每天也会吸入很多粉尘，给操作工带来很大的健康威胁。

设计自动上梗、拆包卸梗机。实现烟梗的自动吊装、上梗、拆包，以减少现场操作人员劳动强度；电气控制系统的设计。为减少上下工序之间由于人工联系不及时，造成堵料或断料现象，可以借助光电耦合开关的应用，通过在西门子S7-300控制器中设计相关控制程序使上梗机可以自动检测洗梗机运作情况，根据洗梗机运作中需要的物料量来自动启动机器或者停止运送；设计自激水幕式环境除尘系统。使含尘气体经除尘系统处理后，所产生的气体经过风机直接排放到自激式水幕循环水箱内，保持现场作业环境清洁，达到职业卫生标准要求。

2 方案实施

2.1 自动上梗、拆包卸梗机的制作

轨道的制作，根据现场吊装输送的要求，制作的“工”字型钢轨道的长度贯穿整个烟梗存放区，以便对远距离的烟梗进行输送，达到自动上梗的目的；电动葫芦的选型，烟梗传送中打包的烟梗是1包50kg，通常是3包一同吊起其总重就是150kg。那么，参考这个数值及出于安全洗漱考虑，自动烟梗传送系统中需要使用载重在0.5T的电动葫芦（极限可吊装5.5T）。

2.2 电气控制系统的设计安装

传统烟梗输送系统中上梗机距离洗梗地点的距离是在100m左右，烟梗输送过程中只能靠操作工人在两点之间巡视时才能发现喂料机是否已满，如果喂料机已满操作员就要尽快到达上梗机区域通知上梗程序工作员停止上梗，这个信息传递的过程中烟梗输送系统是一直持续运作的，这就很容易造成上梗机上梗过多堵塞风送管道。因此，新的烟梗传送系统可以将这2个程序相结合，使其达到同步运作。这个过程可以借助光电耦合开关的应用，通过在西门子S7-300控制器中设计相关控制程序使上梗机可以自动检测洗梗机运作情况，根据洗梗机运作中需要的物料量来自动启动机器或者停止运送。这一控制程序应具有自动、手动、联机等功能。具体方式为在洗梗机上下两端安装2个光电耦合开关，当喂料机里的物料达到一定量光电耦合开关被遮住，这时喂料机就向上梗机发送物料已满信号，烟梗输送系统自动停止运作；反之，如果洗梗程序工作到喂料机内的物料降低到光电耦合开关以下时，光电耦合开关自动向上梗机传送物料不足信号，这时烟梗输送系统自动启动开始输送烟梗。

2.3 自激水幕式环境除尘系统的制作

针对生产环境灰尘大设计了一台自激水幕式除尘装置，该系统利用旋转气流所产生的离心力将尘粒从含尘气流中分离出来的除尘装置。其工作原理是旋转气流沿器壁自圆筒体，呈螺旋状由上至下向圆锥体底部运动，形成下降的外旋含尘气流，旋转过程中产生的离心力将密度远远大于气体的尘粒甩向器壁，尘粒一旦与器壁接触，便失去惯性力作用，而靠入口速度的动量和自身的重力沿壁面下落进入储存箱。旋转下降的气流在到达圆锥体底部后，沿除尘器的轴心部位转而向上，形成上升的内旋气流，并由除尘器的排气管排出。从而实现了含尘气体的净化，达到了职业卫生标准要求。

3 应用效果

烟梗自动除尘输送系统通过PLC、人机界面有机结合在一起，实现了对烟梗自动输送系统有效控制。该系统投入使用后，上梗堵料次数、停机时间、切梗丝后水份标准偏差、现场粉尘分别由以前的3次/月、65.25min/月、0.35%、3.6mg/m3降為现在的1次/月、15min/月、0.22%、2.7mg/m3，保障了烟梗输送的连续、均匀、稳定、受控。

参考文献

[1]张本甫.卷烟工艺规范[M].北京：中央文献出版社，2003.