喂料机提升带连续运行电气控制的改进

杨志强 廖晓宁 孙常荣 曾敏东 蔡艳

摘 要：皮带秤在生产过程中，喂料机斜带电机启动/停止频繁。启动时，负荷最大，增加提升带设备机械故障。为解决这一问题，对喂料机提升带电气控制进行改进。提升带速度（V）=皮带秤速度（V）×重量系数，喂料机提升带就会连续运行。结果表明在程序上对定量管料位控制的改进，和提升带速度与皮带秤皮带速度配合联动的电气控制，实现提升带启停次数由30次/h降低到0次/h，提高了喂料机提升带连续运行的控制水平。

关键词：皮带秤;定量管;提升带;速度控制

喂料机作用是贮存一定量的烟草物料，由提升带将物料均匀地喂入定量管，再平稳地进入皮带秤，控制生产线的流量。物料水分和密度的变化，造成皮带秤上物料单位重量的变化，皮带秤为稳定瞬时流量，其皮带速度随之提高或降低，相应物料在定量管内的下降速度随之发生改变。而喂料机提升带的高、低速的定速控制方法是物料在定量管上、中、下三个光电开关的位置决定的。两者之间的流量控制在定量管设备上割裂开。物料在定量管的料位不停地出现低料位、高料位的变化，这一现象造成提升带带负荷频繁启停。成都卷烟厂“回收烟丝生产线”在现有的定量管料位控制的基础上，改进定量管料位控制程序，同时增加一种皮带秤速度与提升带速度的连续控制方法，用于减少或消除提升带频繁启停次数，满足生产线物料连续稳定的运行需求。

一、问题分析

（一）原有的控制方法

1.皮带秤启动/停止控制

定量管低料位光电开关2.1有料遮挡，皮带秤启动运行。低料位光电开关2.1物料通光，皮带秤延时300s停机。

2.喂料机提升带控制

定量管无料时，光电开关2.1＼2.2＼2.3无料通光，提升带以25Hz高速运行，光电开关2.1有料遮光，提升带以22Hz中速运行;光电开关2.2有料遮光，提升带以20Hz低速运行;光电开关2.3物料遮挡，提升带停止运行。当光电开关2.1＼2.2＼2.3先后无料通光后，提升带重复以上的速度运行，当喂料机无料，延时600s后提升带停止运行。

3.定量管作用

定量管光电开关除控制皮带秤和提升带启停外，完成物料重量控制转化成物料体积控制，即提升带的物料重量流量进入定量管，转变成物料体积重量，进入皮带秤，形成相对稳定的单位重量。

（二）存在的问题

1.程序控制问题：定量管高料位光电开关2.3被物料遮挡就会使喂料机提升带停机一次，低料位光电开关2.1通光，提升带就会高速启动一次;

2.定量管体积重量控制问题：定量管体积单位重量受物料的水分和密度的变化而变化，进入皮带秤后，体积单位重量相应发生变化，造成皮带秤皮带速度发生变化。皮带秤皮带速度快，定量管存料会减少，皮带秤皮带速度慢，定量管存料多，至高料位光电开关2.3，提升带停止运行。

提升带带负荷频繁启停，造成提升带设备的机械装置链条磨损严重，方钢、爬钉损坏，导致设备故障增加。

二、改进方法

（一）皮带秤程序控制改进

皮带秤由停止阶段到运行阶段到停止阶段的控制过程：

当皮带秤设定物料瞬时流量，进入生产准备好阶段;提升带有料启动运行，输送物料至定量管。随定量管物料的料位不断提高，低料位光电开关2.1、中料位光电开关2.2陆续遮挡后，给出有料信号，皮带秤全速启动，当皮带秤瞬时流量到达皮带秤设定流量时，皮带秤进入生产运行阶段，皮带秤速度根据皮带秤上的物料单位重量变化进行连续调整。当喂料机没有物料，同时定量管高料位光电开关（2.3）、中料位光电开关（2.2）、低料位光电开关（2.1）没有物料遮挡时，程序开始延时300s后，皮带秤进入停止阶段。

（二）新增喂料机提升带速度控制：

1.提升带速度连续控制原理

皮带秤瞬时流量Q=提升带瞬时流量Q，

提升带速度（v）=皮带秤速度（v）×提升带重量控制系数（ß）

皮带秤的速度发生变化时，提升带速度根据皮带秤速度相应进行调整，实现提升带连续运行。

2.提升带在生产过程速度连续运行程序设计

提升带连续提升物料的同时，经常出现提升带上物料量发生变化，定量管内料位存在过低或过高的现象，造成出现皮带秤流量不稳定，或者出现提升带停止运行现象存在。因此在程序上设计中速段重量控制系数和低速段重量控制系数，中料位光电开关2.2作为中速和低速的控制信号：中料位光電开关2.2无物料通光时，提升带进入中速段速度控制;中料位光电开关2.2有物料遮光时，提升带进入低速段速度控制。中速段重量系数>低速段重量系数。

（三）设备测试

在对上述的程序控制的改进，实现提升带连续运行，显著降低提升带启停次数。

三、实施

此方案实施于四川中烟成都烟厂“回收烟丝生产线”。提升带最高速度频率、中速段重量系数a、低速段重量系数b参数调整如下：

皮带秤皮带速度（Hz）、标准偏差与提升带实际速度平（Hz）、标准偏差数据收集如下：

通过对以上参数调整，提升带在生产过程中启停次数由30次/h降到 0次/h。实现皮带秤、与提升带速度连续运行的控制。

四、结论

皮带秤、提升带两者之间的流量相等为提升带连续运行提供可行性的依据，我们提出皮带秤与提升带上物料比较得出两者之间的重量系数。在不同物料水分以及密度等因素，我们设计出提升带两个速度段，由中料为光电开关分别控制提升带两个速度段。定量管物料料位稳定在中料位光电开关2.2上下范围，满足皮带秤、定量管、提升带之间物料的平衡关系，做到提升带在生产过程中连续运行的控制模式，消除了提升带负荷频繁启停，和潜在的机械故障。

参考文献：

[1]金云英，和玉贵.浅谈电子皮带秤恒流量的精细化控制[J].自动化技术与应用，2021，40（05）：32-35.