加料系统验证功能的开发

范伟

摘要：为了避免叶丝加料机在开始生产时，因加料装置的喷嘴阀控制故障，导致喷嘴阀不能正常开启引起加料系统加不上料及料液浪费的质量缺陷。在原来控制程序的基础上开发了加料系统验证功能，实现加料机过料前对喷嘴阀状态的验证，如果喷嘴阀打开、关闭正常，则正常管路预填充;如果异常，则不允许加料预填充并发出报警。应用效果表明，该改进可以有效验证加料装置喷嘴阀在生产前的状态是否正常，避免加料机过料时因喷嘴阀故障发生质量缺陷。

关键词：加料系统验证功能;质量缺陷;加料机;加料装置;喷嘴阀

前 言：加料（香）机是烟草制丝线的关键设备，制丝车间的梗加工线、叶片加工线、白肋烟加工线、叶丝加工线机膨胀丝加工线都配备有加料（香）机。加料（香）机的功能是给物料加料（香），改善物料吸味，满足增香、保润、防霉等各种要求，其主要的工艺任务之一将糖（香）料准确、均匀的施加到物料上。黄金叶生产制造中心叶丝线采用现场加料方式，加料设备是秦皇岛烟草责任有限公司生产的SJ1235A型叶丝加料机，配备有现场加料装置，加料机和现场加料装置组成加料系统，如图1所示。现场加料装置由料罐、管路、加料泵、流量计、各种阀门等组成;实现料液现场存储、料液预填充、生产加料、料液回收、管路清洗、管路喷吹功能。根据生产需要，控制系统把加料过程分阶段控制，主要设置有“加料管路预填充”、“加料管路准备好”、“加料管路生产”等状态。

管路预填充的目的是保证烟丝通过加料机前使加料管路充满料液，当烟丝进入加料机后，能及时的将料液喷洒到烟叶丝上面。管路预填充过程如下：生产开始前，加料罐内事先存放需要加的料液，然后按下操作面板上面的“预填充按钮”，控制系统自动控制相关阀门开合，料液从料罐流出，经出料阀、过滤器、加料泵、截止阀、流量计、喷嘴阀、回料阀后回流到料罐中。这种状态在烟丝通过加料机前一直保持。

管路预填充开始后，经过一段时间，满足控制系统时间设定后，管路状态从管路预填充切换至管路准备好，即控制系统认为管路中已经充满料液，满足烟丝通过条件。

当烟丝通过加料机时，加料管路上面的喷嘴阀打开，料液流入加料机的二元介质喷嘴，经蒸汽雾化喷洒到烟丝上。加料流量采用PID控制，控制系统采集加料前電子皮带秤的瞬时流量和累计量，流量计采集料液的瞬时流量和累计量。控制系统根据加料比例，计算出设定加料流量，同流量计的实时流量相比较，改变加料泵变频器频率，实现对加料流量的精确控制，保证加料精度满足工艺标准。

存在问题：加料工序是制丝加工的关键工序，加料过程中流量波动、加料精度超标都是比较大的质量缺陷。为了保障加料工序的可靠工作，加料装置的阀门都使用费斯托的气动球阀，每个球阀上面有位置检测开关，当出现阀门打不开或关不住的情况，系统会发出报警。设备正常工作情况下，加料系统不会出现异常。但是，当喷嘴阀出现故障时，控制系统报警但不停机，加料系统会出现加不上料、料液排地漏的情况，造成较大的质量缺陷。喷嘴阀是气动三通球阀，喷嘴阀关闭情况，其公共端连接回料管路;喷嘴阀打开情况，其公共端连接加料机的二元介质喷嘴。在加料管路预填充和准备好状态，也即没有过烟丝时，喷嘴阀是关闭状态，料液顺着回料管路流回料罐;当烟丝通过加料机时，喷嘴阀打开，料液经过二元介质喷嘴喷洒到烟丝上。喷嘴阀控制气路上包括阀岛、阀片、气管，如果出现阀岛总线故障、阀片损坏或气管破损等设备故障，喷嘴阀会打不开，料液就顺着回料管路进入地漏浪费了，并且加料机内的烟丝加不上料，造成加料质量缺陷。

改进内容：在原来控制程序的基础上开发加料系统验证功能，原理是在过料机过料前自动判断喷嘴阀状态。如果有异常，则不允许加料系统预填充，并且产生相应的报警信息。

喷嘴阀验证功能的过程为：加料管路关闭状态时按下预填充按钮，“喷嘴阀验证”置1，先给喷嘴阀开信号，收到喷嘴阀开到位信号后，复位“喷嘴阀验证”，这时喷嘴阀关闭，收到喷嘴阀关到位信号后，管路进入预填充状态。如果喷嘴阀有故障开不到位或关不到位，则产生“加料机喷嘴阀故障”报警。并且无法进入管路预填充状态。喷嘴阀验证流程图如图2：

取得效果

加料系统验证功能项目实施后，我们对改造后的功能进行了测试，当按下预填充按钮后，喷嘴阀完成“打开、关闭”动作，如果喷嘴阀状态正常、则正常进行管路预填充;如果喷嘴阀状态异常，则不允许进行管路预填充并发出报警，提醒维修人员及时维修。这样可以有效的避免加料机过料时因喷嘴阀故障导致的加料质量缺陷。制丝车间其它生产线的加料（香）机的设备和控制都和制丝线叶丝加料机类似，此功能可以向其它生产线的加料（香）机推广。

（作者单位：河南中烟黄金叶生产制造中心）