打葉復(fù)烤緩沖柜布料均勻性提升措施

李云青 劉羽婷

摘 要：打葉復(fù)烤所用煙葉緩沖柜，承擔(dān)著進(jìn)一步平衡煙葉的水分，儲(chǔ)存一定量的煙葉，為后道工序提供連續(xù)、均勻、穩(wěn)定的物料的作用。本文首先分析葉烤機(jī)緩沖柜的結(jié)構(gòu)和控制模式，然后探討布料效果及效果不佳的原因，最后提出改進(jìn)措施，以不斷提升打葉復(fù)烤緩沖柜的布料均勻性。

關(guān)鍵詞：打葉復(fù)烤;緩沖柜;布料情況;控制模式

Abstract： The tobacco buffer cabinet used for threshing and redrying is responsible for further balancing the moisture content of tobacco leaves， storing a certain amount of tobacco leaves， and providing continuous， uniform and stable materials for the subsequent process. This paper first analyzed the structure and control mode of the buffer cabinet of the leaf roaster， then discussed the distribution effect and the reasons for the poor effect， and finally put forward the improvement measures to continuously improve the uniformity of the distribution of the buffer cabinet.

Keywords： threshing and redrying;buffer cabinet;fabric situation;control mode

產(chǎn)品質(zhì)量是生產(chǎn)企業(yè)持續(xù)發(fā)展的前提，是企業(yè)賴以生存的根本。產(chǎn)品質(zhì)量的好壞取決于設(shè)備的穩(wěn)定高效運(yùn)行。但是，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，研究者發(fā)現(xiàn)車間現(xiàn)使用的葉烤機(jī)緩沖柜系統(tǒng)布料均勻性不佳，會(huì)出現(xiàn)前后換柜時(shí)半柜區(qū)域物料空缺等情況，而這會(huì)嚴(yán)重影響煙葉復(fù)烤質(zhì)量。本文通過對(duì)葉烤機(jī)緩沖柜的設(shè)備結(jié)構(gòu)、控制模式、控制原理等進(jìn)行分析，尋找制約葉烤機(jī)緩沖柜布料均勻性的因素，以求不斷改進(jìn)并完善設(shè)備控制，提升緩沖柜的布料均勻性，減少布料效果不佳對(duì)煙葉復(fù)烤質(zhì)量的影響。

1 葉烤機(jī)緩沖柜的結(jié)構(gòu)和控制模式

1.1 設(shè)備結(jié)構(gòu)

車間所使用葉烤機(jī)緩沖柜的布料設(shè)備主要包括橫跑車、橫跑車皮帶、直跑車、直跑車皮帶[1]（見圖1）。布料檢測(cè)開關(guān)主要分為金屬接近開關(guān)、漫反射式光電開關(guān)、對(duì)射式光電開關(guān)三種。從圖1可知，金屬接近開關(guān)有4個(gè)，分別為L(zhǎng)S3、LS4、LS2、LS1，其分別位于柜子的耙側(cè)與墻側(cè)，用于直跑車運(yùn)行位置的檢測(cè)。其中，LS3為向后半柜布料時(shí)直跑車向耙側(cè)運(yùn)行的極限位置檢測(cè);LS4為空柜布料時(shí)直跑車的初始位置檢測(cè);LS2為料滿極限位置檢測(cè);LS1為前半柜布料時(shí)直跑車向墻側(cè)運(yùn)行的極限位置檢測(cè)。漫反射式光電開關(guān)有4個(gè)，其中柜子的耙側(cè)與墻側(cè)各2個(gè)，即耙側(cè)300、500，墻側(cè)300、500。其中，300、500指的是光電開關(guān)的檢測(cè)距離。300光電管用來(lái)檢測(cè)高料位，500光電管用來(lái)檢測(cè)低料位。對(duì)射式光電開關(guān)有2個(gè)，分別安裝于緩沖柜耙側(cè)、中部，用于檢測(cè)緩沖柜有料狀態(tài)和料層高度[2]。

在物料進(jìn)柜布料方式上，一線葉烤機(jī)緩沖柜有尋堆布料和往復(fù)布料兩種模式。目前主要采用的是尋堆布料的方式，即通過安裝于直跑車前后300、500光電管來(lái)檢測(cè)物料的高度及位置，以實(shí)現(xiàn)緩沖柜的布料。

1.2 控制模式

1.2.1 設(shè)備啟動(dòng)時(shí)，直跑車找位布料。在柜空的情況下啟動(dòng)設(shè)備，若直跑車不在LS4初始位置時(shí)，直跑車將向前找位，直至LS4金屬接近開關(guān)動(dòng)作，直跑車才開始進(jìn)行布料，即柜空情況下，無(wú)論直跑車停止時(shí)在何種位置，啟動(dòng)設(shè)備后，均是從耙側(cè)LS4初始位置開始進(jìn)行布料。

在生產(chǎn)過程中，若設(shè)備因故障或其他原因停機(jī)后重啟設(shè)備，則通過安裝于直跑車上的300、500光電管進(jìn)行找位布料。

1.2.2 運(yùn)行過程中，直跑車找位布料。設(shè)備自動(dòng)運(yùn)行過程中，尋堆布料的方法為：當(dāng)直跑車向前半柜布料，即直跑車皮帶向前運(yùn)行，若耙側(cè)500光電管檢測(cè)到物料，而耙側(cè)300光電管檢測(cè)不到物料時(shí)，直跑車將停下進(jìn)行布料，直至耙側(cè)300、500光電管均檢測(cè)到物料，直跑車在布料的同時(shí)將向后步進(jìn)，直至耙側(cè)300、500光電管均檢測(cè)不到物料，直跑車又停下布料，如此反復(fù)。直跑車向后半柜布料時(shí)，也是同樣的控制方式[3]。

1.2.3 前半柜向后半柜換柜。直跑車以全柜方式布料時(shí)，當(dāng)直跑車向墻側(cè)運(yùn)行至極限位置檢測(cè)LS1接近開關(guān)處，同時(shí)耙側(cè)300、500光電管均檢測(cè)到物料，以此判斷達(dá)到半柜滿的狀態(tài)，直跑車向前運(yùn)行至柜頭耙側(cè)LS3檢測(cè)開關(guān)處。同時(shí)，直跑車皮帶電機(jī)反轉(zhuǎn)，向后半柜繼續(xù)進(jìn)行布料。

1.2.4 柜滿停止。當(dāng)直跑車向后半柜布料時(shí)，料滿極限位置檢測(cè)LS2，墻側(cè)300、500光電管三個(gè)檢測(cè)開關(guān)均動(dòng)作時(shí)，說(shuō)明柜滿，打葉線將全線停機(jī)。

2 布料效果分析

緩沖柜布料效果主要受橫跑車的位置、直跑車的控制模式、檢測(cè)開關(guān)的性能、來(lái)料狀態(tài)等因素的影響。研究者對(duì)車間葉烤機(jī)緩沖柜布料情況進(jìn)行了梳理調(diào)查，具體情況為：前半柜向后半柜換向布料時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)物料空段的現(xiàn)象，即向后半柜開始布料的位置無(wú)法與前半柜的物料有效銜接，出現(xiàn)布料盲區(qū)，當(dāng)該盲區(qū)運(yùn)作至緩沖柜出料端時(shí)，造成“緩沖柜底帶在運(yùn)行，而無(wú)物料輸出”的狀況，布料盲區(qū)的客觀存在，制約了緩沖柜向烤機(jī)均勻、穩(wěn)定、連續(xù)地提供物料，影響復(fù)烤的效果，還可能導(dǎo)致烤機(jī)電子秤斷料。

3 布料效果不佳的原因

3.1 直跑車從墻側(cè)運(yùn)行至耙側(cè)需要一定時(shí)間

由于前半柜向后半柜換向布料時(shí)，直跑車從墻側(cè)運(yùn)行至耙側(cè)需要一定的時(shí)間，而這段時(shí)間緩沖柜的底帶一直在運(yùn)行，向烤機(jī)進(jìn)行送料。因此，當(dāng)直跑車達(dá)到耙側(cè)限位開關(guān)再向后半柜布料時(shí)，顯然無(wú)法銜接上前半柜的料，進(jìn)一步加劇物料空段現(xiàn)象。

3.2 直跑車長(zhǎng)度與緩沖柜有效長(zhǎng)度不匹配

從理論上講，直跑車的長(zhǎng)度與緩沖柜有效長(zhǎng)度應(yīng)匹配，才可通過安裝于耙側(cè)、墻側(cè)的限位開關(guān)來(lái)調(diào)整直跑車前后布料的極限位置。但是，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，一線葉烤機(jī)緩沖柜有效長(zhǎng)度與直跑車長(zhǎng)度并不匹配，導(dǎo)致即使在底帶靜止的情況下，前半柜布料的最后位置與后半柜開始的布料位置之間也存在0.31 m無(wú)法布料的區(qū)域，具體如圖2和圖3所示（圖中數(shù)據(jù)均來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)測(cè)算。）。其中，大方框?yàn)榫彌_柜軌道的有效區(qū)域，其長(zhǎng)度為緩沖柜墻側(cè)至耙側(cè)的機(jī)械限位彈簧間的距離，中部小方框代表橫跑車，虛線框?yàn)橹迸苘嚻?，箭頭所指為布料方向。

從圖2和圖3可知，在不考慮底帶運(yùn)行，即底帶靜止的情況下，以目前緩沖柜兩側(cè)機(jī)械限位彈簧為緩沖柜有效長(zhǎng)度，直跑車向前半柜布料時(shí)的結(jié)束位置與向后半柜布料開始位置之間存在的布料盲區(qū)為：7.66-7.35=0.31 m。也就是說(shuō)，即使底帶不運(yùn)行，直跑車運(yùn)行至目前緩沖柜的最大極限位置，緩沖柜換向布料時(shí)，半柜位置處也存在0.31 m無(wú)法布料的區(qū)域。若考慮到正常生產(chǎn)中底帶的運(yùn)行，該無(wú)法布料的區(qū)域?qū)⒗^續(xù)加大（直跑車以既定頻率恒速切換至前后半柜位置需要0.58 min，此過程中緩沖柜底帶持續(xù)向耙側(cè)拉料，當(dāng)?shù)讕б?3 Hz頻率運(yùn)行時(shí)，底帶速度為1.07 m/min，用直跑車以既定頻率恒速切換至前后半柜位置的0.58 min乘以底帶的運(yùn)行速度1.07 m/min，不計(jì)物料倒下遮蓋的區(qū)域，緩沖柜內(nèi)因拉料使底帶物料空缺的距離約為0.62 m）。因此，此因素即為緩沖柜物料空段最主要的原因。

3.3 直跑車布料時(shí)存在拋料現(xiàn)象

緩沖柜通過直跑車皮帶將從橫跑車送入的煙葉布至柜內(nèi)。在這個(gè)過程中，直跑車皮帶對(duì)于物料來(lái)說(shuō)，存在一個(gè)類似平拋運(yùn)動(dòng)的向前拋料的過程。也就是說(shuō)，直跑車向前半柜布料時(shí)，由于這個(gè)類似平拋的拋料過程，前半柜布的最后的料應(yīng)在半柜靠近柜頭耙釘一側(cè);而向后半柜布料時(shí)，后半柜料開始的位置則在半柜靠近柜尾一側(cè)，這無(wú)疑加劇了半柜位置物料空段的現(xiàn)象。該狀況是由設(shè)備及其控制模式所決定的，故此原因是目前布料模式無(wú)法避免的。

3.4 直跑車布料方向與底帶出料方向相反

布后半柜時(shí)，直跑車移動(dòng)布料方向與緩沖柜底帶出料方向相反，其相對(duì)運(yùn)動(dòng)有可能導(dǎo)致某段物料過少或空缺。由于直跑車移動(dòng)布料方向與底帶出料方向相反是由設(shè)備及其控制模式所決定的，故此原因是目前布料模式無(wú)法避免的。

3.5 300、500料位檢測(cè)開關(guān)被揚(yáng)塵、煙葉遮蓋，造成料車誤動(dòng)作

正常情況下，不論直跑車在布前半柜還是后半柜，當(dāng)前半柜或后半柜300、500料位檢測(cè)開關(guān)同時(shí)被遮擋，布料車均會(huì)向墻側(cè)移動(dòng)。若300、500料位檢測(cè)開關(guān)被積灰、煙葉暫時(shí)遮蓋，會(huì)導(dǎo)致直跑車誤動(dòng)作，最終使緩沖柜某段物料過少或空缺。

4 改進(jìn)方案及建議措施

4.1 直跑車運(yùn)行采用不同頻率設(shè)置

目前，直跑車電機(jī)采用變頻器恒速控制。為縮短直跑車回位的時(shí)間，緩解物料空段的現(xiàn)象，可考慮將直跑車的布料與回位兩個(gè)過程采用不同頻率進(jìn)行控制，即直跑車布料過程中采用低速運(yùn)行，回位時(shí)則采用快速運(yùn)行，可有效縮短直跑車回位的時(shí)間，在一定程度上改善直跑車向后半柜布料時(shí)有可能無(wú)法接上前半柜的料，從而導(dǎo)致物料空段的現(xiàn)象。

4.2 調(diào)整300、500檢測(cè)光電管檢測(cè)角度位置

300、500光電管作為緩沖柜尋堆布料的關(guān)鍵，調(diào)整其檢測(cè)角度與位置可以調(diào)整檢測(cè)到的料位高度，進(jìn)而影響布料的高度和布料效果。按布料實(shí)際情況，調(diào)整300、500光電管的檢測(cè)角度及位置，適當(dāng)提高布料高度，增強(qiáng)物料在底帶運(yùn)行過程中的倒伏現(xiàn)象，可在一定程度上彌補(bǔ)、緩解物料空段的現(xiàn)象及程度。

4.3 適當(dāng)縮短緩沖柜限位彈簧長(zhǎng)度，并調(diào)整柜兩側(cè)限位開關(guān)的位置

通過分析物料空段原因可知，即使底帶不運(yùn)行，直跑車運(yùn)行至目前緩沖柜的最大極限位置，緩沖柜換向布料時(shí)，半柜位置處也存在0.31 m無(wú)法布料的區(qū)域。為了縮短無(wú)法布料的區(qū)域，可適當(dāng)縮短目前緩沖柜兩側(cè)機(jī)械限位彈簧的長(zhǎng)度，加大直跑車可運(yùn)行的有效范圍。同時(shí)，調(diào)整位于柜耙側(cè)、墻側(cè)的限位開關(guān)位置，能在一定程度上縮短無(wú)法布料的不重疊區(qū)域，以減少物料空段的現(xiàn)象及程度。

4.4 增加直跑車快速回到耙側(cè)初始位置功能

考慮到煙葉物料的特點(diǎn)及過程布料間或出現(xiàn)的不理想狀況，從便于人為干預(yù)緩沖柜實(shí)際布料狀況、服務(wù)供料均勻溫度的角度出發(fā)，在打葉現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)上位監(jiān)控頁(yè)面新增烤機(jī)入口緩沖柜直跑車“回到耙側(cè)初始位置”按鈕，在打葉自動(dòng)狀態(tài)下，生產(chǎn)人員若發(fā)現(xiàn)緩沖柜內(nèi)物層過低或某段缺少物料，在上位點(diǎn)擊按鈕，實(shí)現(xiàn)布料厚度復(fù)檢功能。此時(shí)，不論直跑車在向前半柜還是后半柜布料，都會(huì)強(qiáng)行向耙側(cè)行駛，直跑車皮帶向耙側(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)，直到耙側(cè)布料初始位置觸發(fā)時(shí)直跑車停止，從頭開始常規(guī)的布料模式，以此加強(qiáng)物料厚度和平整度。

5 結(jié)語(yǔ)

通過以上改進(jìn)措施，可有效提升打葉復(fù)烤緩沖柜布料的均勻性，為后續(xù)生產(chǎn)提供連續(xù)均勻穩(wěn)定的物料。當(dāng)然，只有符合產(chǎn)品生產(chǎn)需要的設(shè)備控制模式才是優(yōu)良的控制模式，而設(shè)備控制模式的改進(jìn)又是一個(gè)持續(xù)的過程，以上提供的分析思路可為流水線生產(chǎn)車間的相關(guān)工序控制提供借鑒。

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