喂料機(jī)提升帶連續(xù)運(yùn)行電氣控制的改進(jìn)

楊志強(qiáng) 廖曉寧 孫常榮 曾敏東 蔡艷

摘 要：皮帶秤在生產(chǎn)過(guò)程中，喂料機(jī)斜帶電機(jī)啟動(dòng)/停止頻繁。啟動(dòng)時(shí)，負(fù)荷最大，增加提升帶設(shè)備機(jī)械故障。為解決這一問(wèn)題，對(duì)喂料機(jī)提升帶電氣控制進(jìn)行改進(jìn)。提升帶速度（V）=皮帶秤速度（V）×重量系數(shù)，喂料機(jī)提升帶就會(huì)連續(xù)運(yùn)行。結(jié)果表明在程序上對(duì)定量管料位控制的改進(jìn)，和提升帶速度與皮帶秤皮帶速度配合聯(lián)動(dòng)的電氣控制，實(shí)現(xiàn)提升帶啟停次數(shù)由30次/h降低到0次/h，提高了喂料機(jī)提升帶連續(xù)運(yùn)行的控制水平。

關(guān)鍵詞：皮帶秤;定量管;提升帶;速度控制

喂料機(jī)作用是貯存一定量的煙草物料，由提升帶將物料均勻地喂入定量管，再平穩(wěn)地進(jìn)入皮帶秤，控制生產(chǎn)線的流量。物料水分和密度的變化，造成皮帶秤上物料單位重量的變化，皮帶秤為穩(wěn)定瞬時(shí)流量，其皮帶速度隨之提高或降低，相應(yīng)物料在定量管內(nèi)的下降速度隨之發(fā)生改變。而喂料機(jī)提升帶的高、低速的定速控制方法是物料在定量管上、中、下三個(gè)光電開(kāi)關(guān)的位置決定的。兩者之間的流量控制在定量管設(shè)備上割裂開(kāi)。物料在定量管的料位不停地出現(xiàn)低料位、高料位的變化，這一現(xiàn)象造成提升帶帶負(fù)荷頻繁啟停。成都卷煙廠“回收煙絲生產(chǎn)線”在現(xiàn)有的定量管料位控制的基礎(chǔ)上，改進(jìn)定量管料位控制程序，同時(shí)增加一種皮帶秤速度與提升帶速度的連續(xù)控制方法，用于減少或消除提升帶頻繁啟停次數(shù)，滿足生產(chǎn)線物料連續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行需求。

一、問(wèn)題分析

（一）原有的控制方法

1.皮帶秤啟動(dòng)/停止控制

定量管低料位光電開(kāi)關(guān)2.1有料遮擋，皮帶秤啟動(dòng)運(yùn)行。低料位光電開(kāi)關(guān)2.1物料通光，皮帶秤延時(shí)300s停機(jī)。

2.喂料機(jī)提升帶控制

定量管無(wú)料時(shí)，光電開(kāi)關(guān)2.1＼2.2＼2.3無(wú)料通光，提升帶以25Hz高速運(yùn)行，光電開(kāi)關(guān)2.1有料遮光，提升帶以22Hz中速運(yùn)行;光電開(kāi)關(guān)2.2有料遮光，提升帶以20Hz低速運(yùn)行;光電開(kāi)關(guān)2.3物料遮擋，提升帶停止運(yùn)行。當(dāng)光電開(kāi)關(guān)2.1＼2.2＼2.3先后無(wú)料通光后，提升帶重復(fù)以上的速度運(yùn)行，當(dāng)喂料機(jī)無(wú)料，延時(shí)600s后提升帶停止運(yùn)行。

3.定量管作用

定量管光電開(kāi)關(guān)除控制皮帶秤和提升帶啟停外，完成物料重量控制轉(zhuǎn)化成物料體積控制，即提升帶的物料重量流量進(jìn)入定量管，轉(zhuǎn)變成物料體積重量，進(jìn)入皮帶秤，形成相對(duì)穩(wěn)定的單位重量。

（二）存在的問(wèn)題

1.程序控制問(wèn)題：定量管高料位光電開(kāi)關(guān)2.3被物料遮擋就會(huì)使喂料機(jī)提升帶停機(jī)一次，低料位光電開(kāi)關(guān)2.1通光，提升帶就會(huì)高速啟動(dòng)一次;

2.定量管體積重量控制問(wèn)題：定量管體積單位重量受物料的水分和密度的變化而變化，進(jìn)入皮帶秤后，體積單位重量相應(yīng)發(fā)生變化，造成皮帶秤皮帶速度發(fā)生變化。皮帶秤皮帶速度快，定量管存料會(huì)減少，皮帶秤皮帶速度慢，定量管存料多，至高料位光電開(kāi)關(guān)2.3，提升帶停止運(yùn)行。

提升帶帶負(fù)荷頻繁啟停，造成提升帶設(shè)備的機(jī)械裝置鏈條磨損嚴(yán)重，方鋼、爬釘損壞，導(dǎo)致設(shè)備故障增加。

二、改進(jìn)方法

（一）皮帶秤程序控制改進(jìn)

皮帶秤由停止階段到運(yùn)行階段到停止階段的控制過(guò)程：

當(dāng)皮帶秤設(shè)定物料瞬時(shí)流量，進(jìn)入生產(chǎn)準(zhǔn)備好階段;提升帶有料啟動(dòng)運(yùn)行，輸送物料至定量管。隨定量管物料的料位不斷提高，低料位光電開(kāi)關(guān)2.1、中料位光電開(kāi)關(guān)2.2陸續(xù)遮擋后，給出有料信號(hào)，皮帶秤全速啟動(dòng)，當(dāng)皮帶秤瞬時(shí)流量到達(dá)皮帶秤設(shè)定流量時(shí)，皮帶秤進(jìn)入生產(chǎn)運(yùn)行階段，皮帶秤速度根據(jù)皮帶秤上的物料單位重量變化進(jìn)行連續(xù)調(diào)整。當(dāng)喂料機(jī)沒(méi)有物料，同時(shí)定量管高料位光電開(kāi)關(guān)（2.3）、中料位光電開(kāi)關(guān)（2.2）、低料位光電開(kāi)關(guān)（2.1）沒(méi)有物料遮擋時(shí)，程序開(kāi)始延時(shí)300s后，皮帶秤進(jìn)入停止階段。

（二）新增喂料機(jī)提升帶速度控制：

1.提升帶速度連續(xù)控制原理

皮帶秤瞬時(shí)流量Q=提升帶瞬時(shí)流量Q，

提升帶速度（v）=皮帶秤速度（v）×提升帶重量控制系數(shù)（?）

皮帶秤的速度發(fā)生變化時(shí)，提升帶速度根據(jù)皮帶秤速度相應(yīng)進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)提升帶連續(xù)運(yùn)行。

2.提升帶在生產(chǎn)過(guò)程速度連續(xù)運(yùn)行程序設(shè)計(jì)

提升帶連續(xù)提升物料的同時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)提升帶上物料量發(fā)生變化，定量管內(nèi)料位存在過(guò)低或過(guò)高的現(xiàn)象，造成出現(xiàn)皮帶秤流量不穩(wěn)定，或者出現(xiàn)提升帶停止運(yùn)行現(xiàn)象存在。因此在程序上設(shè)計(jì)中速段重量控制系數(shù)和低速段重量控制系數(shù)，中料位光電開(kāi)關(guān)2.2作為中速和低速的控制信號(hào)：中料位光電開(kāi)關(guān)2.2無(wú)物料通光時(shí)，提升帶進(jìn)入中速段速度控制;中料位光電開(kāi)關(guān)2.2有物料遮光時(shí)，提升帶進(jìn)入低速段速度控制。中速段重量系數(shù)>低速段重量系數(shù)。

（三）設(shè)備測(cè)試

在對(duì)上述的程序控制的改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)提升帶連續(xù)運(yùn)行，顯著降低提升帶啟停次數(shù)。

三、實(shí)施

此方案實(shí)施于四川中煙成都煙廠“回收煙絲生產(chǎn)線”。提升帶最高速度頻率、中速段重量系數(shù)a、低速段重量系數(shù)b參數(shù)調(diào)整如下：

皮帶秤皮帶速度（Hz）、標(biāo)準(zhǔn)偏差與提升帶實(shí)際速度平（Hz）、標(biāo)準(zhǔn)偏差數(shù)據(jù)收集如下：

通過(guò)對(duì)以上參數(shù)調(diào)整，提升帶在生產(chǎn)過(guò)程中啟停次數(shù)由30次/h降到 0次/h。實(shí)現(xiàn)皮帶秤、與提升帶速度連續(xù)運(yùn)行的控制。

四、結(jié)論

皮帶秤、提升帶兩者之間的流量相等為提升帶連續(xù)運(yùn)行提供可行性的依據(jù)，我們提出皮帶秤與提升帶上物料比較得出兩者之間的重量系數(shù)。在不同物料水分以及密度等因素，我們?cè)O(shè)計(jì)出提升帶兩個(gè)速度段，由中料為光電開(kāi)關(guān)分別控制提升帶兩個(gè)速度段。定量管物料料位穩(wěn)定在中料位光電開(kāi)關(guān)2.2上下范圍，滿足皮帶秤、定量管、提升帶之間物料的平衡關(guān)系，做到提升帶在生產(chǎn)過(guò)程中連續(xù)運(yùn)行的控制模式，消除了提升帶負(fù)荷頻繁啟停，和潛在的機(jī)械故障。

參考文獻(xiàn)：

[1]金云英，和玉貴.淺談電子皮帶秤恒流量的精細(xì)化控制[J].自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用，2021，40（05）：32-35.