智能化煙絲存儲(chǔ)柜在煙草加工中的運(yùn)用研究

高效東 劉東奇 何博洋 宋昊宇

(秦皇島煙草機(jī)械有限責(zé)任公司，河北 秦皇島 066006)

1 智能化煙絲存儲(chǔ)柜設(shè)計(jì)要求

1.1 機(jī)械特征

根據(jù)煙草加工工藝要求，對智能化煙絲貯柜的機(jī)械特征進(jìn)行嚴(yán)格要求，在設(shè)計(jì)過程中，存儲(chǔ)柜應(yīng)滿足布料均勻的要求。目前，應(yīng)用在實(shí)踐中的智能化煙絲存儲(chǔ)設(shè)備是多臺(tái)貯柜并列。智能化控制中，貯柜上的布料車也需要具備一臺(tái)往復(fù)式布料機(jī)給其均勻布料，以滿足布料車給貯柜進(jìn)料時(shí)，落料均勻，為卷煙加工智能化提供條件[1]。此外，智能化存儲(chǔ)柜也應(yīng)具備以下機(jī)械特征：以鏈條傳動(dòng)的方式，對布料車行程進(jìn)行控制、應(yīng)用伺服系統(tǒng)調(diào)節(jié)布料車運(yùn)行速度。該系統(tǒng)的應(yīng)用能夠確保煙絲貯柜運(yùn)行穩(wěn)定安全，防止因布料車啟停時(shí)，對存儲(chǔ)柜造成破壞。同時(shí)，伺服系統(tǒng)電機(jī)結(jié)構(gòu)中也裝有編碼器，控制設(shè)備異常運(yùn)行，并且同步檢測煙絲存儲(chǔ)柜運(yùn)行狀況，滿足智能化管理需求。

1.2 功能設(shè)計(jì)

智能化煙絲存儲(chǔ)柜起到整合煙絲子模塊，完成成品煙絲的重要作用，因此，在存儲(chǔ)柜的設(shè)計(jì)中，應(yīng)圍繞這一核心功能。并且在功能設(shè)計(jì)中，應(yīng)轉(zhuǎn)變思路，勇于創(chuàng)新，優(yōu)化制造設(shè)備與核心控制方案，實(shí)現(xiàn)煙絲存儲(chǔ)柜的科學(xué)設(shè)計(jì)，突破以往煙草存儲(chǔ)柜使用效率低、功能不齊全限制。根據(jù)目前的生產(chǎn)工藝和技術(shù)要求，煙絲存儲(chǔ)柜應(yīng)滿足以下功能：一是存儲(chǔ)柜自KLK烘絲生產(chǎn)線接收煙絲，也能在HDT生產(chǎn)線接收煙絲，即實(shí)現(xiàn)雙線協(xié)同操作。二是在烘絲生產(chǎn)線連續(xù)不停車的情況下，智能存儲(chǔ)柜應(yīng)具備快速尋柜、快速轉(zhuǎn)柜功能，轉(zhuǎn)柜時(shí)間最長不得超過30 s。三是存儲(chǔ)柜應(yīng)設(shè)計(jì)多柜同時(shí)同步出料功能，以滿足煙絲多批次、規(guī)模化生產(chǎn)要求。

2 智能化煙絲存儲(chǔ)柜在煙草加工中的運(yùn)用策略

2.1 煙絲儲(chǔ)存條件管控

煙草生產(chǎn)中，煙絲存儲(chǔ)至關(guān)重要，決定卷煙質(zhì)量。因此，需要對煙絲儲(chǔ)存條件進(jìn)行嚴(yán)格管控。相關(guān)人員應(yīng)選擇合適的存放地點(diǎn)，對存儲(chǔ)柜的溫度與濕度進(jìn)行管理。理論上，為保證煙絲品質(zhì)，應(yīng)將溫度控制在25 ℃～30 ℃，相對濕度控制在55%～60%，并且保持存儲(chǔ)環(huán)境通風(fēng)干燥，避免煙葉發(fā)生潮濕問題。鑒于煙絲儲(chǔ)存要求較為嚴(yán)格，因此使用智能化煙絲存儲(chǔ)柜，對以往設(shè)備進(jìn)行升級，使得管理過程更加高效，滿足煙絲生產(chǎn)現(xiàn)代化工藝要求。

2.2 煙絲進(jìn)料環(huán)節(jié)控制

實(shí)踐生產(chǎn)與加工中，使用智能化存儲(chǔ)柜對煙絲進(jìn)料環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化，促使規(guī)模化生產(chǎn)與自動(dòng)化控制模式得以實(shí)踐應(yīng)用。為達(dá)到這一要求，設(shè)計(jì)人員使用Device Net網(wǎng)絡(luò)對管理系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。使用PLC可控制編輯器，對控制程序進(jìn)行設(shè)計(jì)，使得子控制器的各項(xiàng)單元成功接入到控制器ILC 200 UNI-PAC中，實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)中，電機(jī)結(jié)構(gòu)、傳感器、伺服系統(tǒng)和控制單元的智能化連接，并且對煙絲進(jìn)料設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，使用經(jīng)過系統(tǒng)認(rèn)證的廣電開關(guān)實(shí)現(xiàn)智能化管理目標(biāo)。

煙絲進(jìn)料控制中，控制系統(tǒng)下發(fā)執(zhí)行命令，進(jìn)料環(huán)節(jié)通過接收主站信號，將存儲(chǔ)柜的布料狀態(tài)及時(shí)反饋給主機(jī)。主機(jī)調(diào)動(dòng)PLC控制結(jié)構(gòu)，對存儲(chǔ)柜位置進(jìn)行定位，明確布料時(shí)間和布料量等參數(shù)。由此可知，將智能化控制技術(shù)應(yīng)用在煙絲存儲(chǔ)柜中，可提升布料效率、優(yōu)化操作模式，使得自動(dòng)化技術(shù)在煙絲進(jìn)料環(huán)節(jié)得到充分利用。

此外，在煙絲進(jìn)料環(huán)節(jié)也應(yīng)用到子系統(tǒng)模塊。該控制系統(tǒng)應(yīng)用，可一鍵控制橫向布料車選柜、定位和步進(jìn)，突破了以往需要多組開關(guān)控制的技術(shù)局限。基于智能化煙絲存儲(chǔ)柜的應(yīng)用，可簡化操作流程，優(yōu)化煙草加工流程。實(shí)踐應(yīng)用環(huán)節(jié)，伺服電機(jī)上的旋轉(zhuǎn)編碼器裝置是核心部件，可將橫向車步進(jìn)距離轉(zhuǎn)化為15000多個(gè)脈沖點(diǎn)，并且對存儲(chǔ)柜的起始點(diǎn)進(jìn)行初始化設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代化與智能化操作，滿足煙絲進(jìn)料環(huán)節(jié)全自動(dòng)控制要求。

2.3 煙絲流量出料管理

煙草加工中，需要對煙絲出料進(jìn)行管理，控制煙絲流量。應(yīng)用環(huán)節(jié)，對存儲(chǔ)柜的出料功能進(jìn)行了智能化設(shè)計(jì)，主要使用的技術(shù)為PLC可編程控制器。為達(dá)到合理出料量，使用PLC控制器，通過Device Net網(wǎng)絡(luò)發(fā)出執(zhí)行命令。由現(xiàn)場分布式子站控制箱最終完成對出料量的管控。智能化煙絲存儲(chǔ)柜一般都帶有網(wǎng)絡(luò)接口，可直接對控制裝置進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)自主機(jī)接收控制指令的目的。

目前，現(xiàn)場控制中使用的設(shè)備為A公司研發(fā)的LOGIX5000系列的PLC框架，能夠滿足日常管理需求，并且可對控制程序進(jìn)行更改，實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)升級。底層控制設(shè)備使用Device Net與TURCK現(xiàn)場總線連接，并且以獨(dú)立的子系統(tǒng)完成對子站的有效控制。此外，為滿足多存儲(chǔ)柜同時(shí)出料、同步出料工藝要求，技術(shù)人員分別在地帶電機(jī)主軸上安裝了旋轉(zhuǎn)編碼器，并且對每個(gè)存儲(chǔ)柜的步進(jìn)距離進(jìn)行計(jì)算，并且及時(shí)反饋給主機(jī)PLC，實(shí)現(xiàn)對煙絲出料的閉環(huán)式控制。

煙絲流量出料環(huán)節(jié)控制，應(yīng)使用智能化控制技術(shù)，并且對目前設(shè)備進(jìn)行升級，促使煙草加工生產(chǎn)線滿足柔性化流水生產(chǎn)線工藝要求，實(shí)現(xiàn)智能化控制核心功能。

同時(shí)，基于智能化存儲(chǔ)柜的使用，煙草出料流量控制更加精確，可根據(jù)管理方案要求，對具體生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行安排，使用智能化存儲(chǔ)柜也有利于企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益實(shí)現(xiàn)。日后煙草行業(yè)生產(chǎn)、加工與管理中，應(yīng)關(guān)注智能化生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用，注重完善設(shè)備功能，促使管理過程智能化、現(xiàn)代化。

3 結(jié)語

綜上所述，在了解智能化煙絲存儲(chǔ)柜機(jī)械特征和基本功能后，對設(shè)備在煙草加工中的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行了探究，重點(diǎn)在煙絲存儲(chǔ)條件管理與控制、煙絲進(jìn)料環(huán)節(jié)控制以及煙草出料流量管理中，對智能化煙絲存儲(chǔ)柜進(jìn)行描述。隨著智能化技術(shù)發(fā)展，煙草加工中應(yīng)用的智能化設(shè)備更加多樣化，應(yīng)關(guān)注相關(guān)設(shè)備應(yīng)用途徑。