自動糾偏技術在鋼帶式連續蒸煮機中的應用

房衛良，趙亮亮，高 亮

（江蘇洋河酒廠股份有限公司，江蘇宿遷 223800）

0 引言

隨著社會進步和科技的飛速發展，“智慧+”概念在各行各業層出不窮。傳統的白酒釀造行業正在進行著新一輪的產業變革，大量的傳統設備通過技術革新重新煥發出新的活力，同時跨行業的新設備的引入賦予白酒釀造新的希望，在多重資源的聚合下智慧釀造探索在各大酒廠開展起來，已在不同香型白酒釀造工藝生產中取得一定的突破，如某酒業清香型白酒智慧釀造生產線、某酒業濃香型白酒自動釀造生產基地、某酒業芝麻香型機械化改造生產線等。這些項目的成功應用主要得益于部分影響流程化生產的關鍵設備得到創新優化，使得全流程自動化生產成為可能，研究的鋼帶式連續蒸煮機就是從其他行業嫁接到白酒釀造生產中，通過優化設備參數，不斷提高設備工藝符合率，從而顛覆傳統的酒甑離散式蒸煮模式，為白酒釀造實現全流程自動化、智慧化生產打下堅實的基礎。但是鋼帶式連續蒸煮機由于輸送距離長、生產環境復雜等原因經常造成鋼帶跑偏，甚至出現鋼帶撕毀的現象，給正常生產帶來較大的影響。為此，開展有針對性的自動糾偏技術改造，降低故障率、提高設備運行穩定性變得至關重要。

1 鋼帶式連續蒸煮機生產工藝及環境

鋼帶式連續蒸煮機主要應用在原料預蒸處理工藝中，用于對高粱的二次蒸煮及浸泡后大米和粉碎干玉米的蒸煮，原料預蒸處理具體工藝流程如圖1 所示：

圖1 原料預蒸處理工藝流程

初蒸后的高粱、浸泡過的大米、粉碎干玉米，三者按比例均勻混合后由板鏈機輸送到鋼帶式連續蒸煮機，混合物料進入機體后根據預設程序自動打開各分段箱室內的氣動隔膜調節閥控制蒸汽進汽量，物料隨鋼帶向前實現連續蒸煮生產方式，40 min左右物料離開連續蒸煮機進入連續冷飯機進行冷卻、加曲后由輸送皮帶送入圓盤堆積糖化，供后續釀酒使用。鋼帶式連續蒸煮機整體為帶壓運行，運行壓力0.2 MPa 左右，通體304 不銹鋼材料制作，輸料用的鋼帶周長36 m、寬1.5 m、厚度1 mm，表面沖長條腰孔。由于物料淀粉含量高造成部分糧食蒸煮后極易粘在鋼帶上影響上汽效率，故在鋼帶返回側加裝高壓水噴淋頭進行清洗，所以說連續蒸煮機生產過程中既有蒸汽、水，又有高溫，運行環境較為惡劣。

2 鋼帶式連續蒸煮機

2.1 生產功能

根據白酒釀造工藝需求，將高粱、大米、玉米按比例混合后進行攤平、蒸煮，通過預設程序自動控制各箱室汽壓，實現連續蒸煮，保證釀酒原料熟而不黏、內無生心，同時做到全程無拋灑、無漏料、無明顯水汽，提升釀造過程食品安全管控水平。

2.2 結構組成

鋼帶式連續蒸煮機從入口到出口主要包含：進料落料口、攤平絞龍、主驅動器、主驅動鋼輥、從動鋼輥、1 mm 薄鋼帶、箱室進汽閥、打散齒、排汽引風機、接水盤等，鋼帶式連續蒸煮機具體結構如圖2 所示。

圖2 鋼帶式連續蒸煮機結構示意

2.3 存在的問題及原因分析

鋼帶式連續蒸煮機在實際生產過程中存在的最大問題是鋼帶跑偏，由于是全流程自動化生產，雖有設備巡檢人員，但連續24 h 生產稍不留意就會出現鋼帶跑偏現象，加之鋼帶長度較長，調節難度大，如果發現不及時還會造成鋼帶撕毀，現場維修和更換都費時費力，嚴重影響全流程生產的正常進行。經過詳細統計、綜合分析發現，鋼帶跑偏的主要原因有兩點：①鋼帶截面上物料鋪布不均勻，有的幅面多、有的幅面少，造成鋼帶負載不一致，進而引發鋼帶跑偏；②部分物料從鋼帶長條腰孔漏到背面或兩頭鋼制滾筒上，造成兩側受力不一致。在生產現場陸續開展過在鋼帶兩側設置機械限位、加強人員檢查等方法措施，效果都不理想，最好的解決辦法就是為連續蒸煮機加裝鋼帶跑偏檢測開關和自動糾偏裝置，根據鋼帶運行情況實時調節兩滾筒間距離，使鋼帶始終運行在安全限位范圍內，實現實時化、無人化、自動化糾偏，保證全流程自動化生產平穩有序開展。

3 自動糾偏技術應用

3.1 實施方案

根據鋼帶運行工作原理，在鋼帶主驅動方向頭部兩側分別設置兩個跑偏檢測開關，一個是中度跑偏檢測、一個是極限跑偏檢測，同時在主驅動鋼輥沿徑向方向增設一個糾偏驅動電機并配備速比合適的減速機，自動糾偏檢測開關及糾偏電機布置如圖3 所示，結合設備實際運行情況編寫自動糾偏程序。

圖3 自動糾偏檢測開關及糾偏電機布置

3.2 程控系統

結合中控系統，以西門子S7-400 系列PLC 為核心程控硬件，編寫自動化運行程序，程序采用結構化編程方法分為主控程序、正轉分控程序和反轉分控程序。當左側中度跑偏檢測開關檢測到信號時，依據主控程序系統（圖4），調用反轉分控程序（圖5）指揮糾偏電機反轉一定圈數，實現主驅動鋼輥右側往后調整一定距離；反之當右側中度跑偏檢測開關檢測到信號時，依據主控程序系統，調用正轉分控程序（圖6）指揮糾偏電機正轉一定圈數，實現主驅動鋼輥右側往前調整一定距離，如此反復、不斷調節，從而達到鋼帶運行時自動實時糾偏的功能與效果。

圖4 主控程序

圖5 反轉分控程序

圖6 正轉分控程序

特殊情況下當中度跑偏檢測失效或跑偏后調節未能達到預期效果時，設置的極限跑偏檢測作為最后一道防線，當檢測到信號后立即停機并發出聲光警報，由維修人員人工介入調整，從而避免鋼帶的撕毀與損壞，有效地保證了設備的可靠性和完好率，為全流程智慧釀造的順利開展、穩定運行提供強有力的保障。

4 效果評估

自動糾偏技術在長距離鋼帶式連續蒸煮機中的創新應用，破解了長期的設備故障率較高的困擾，經過近2 年的生產運行檢驗，實效顯著，設備平均無故障運行時間（MTBF）由傳統的24.3 d 大幅提高至現在的226 d，運行穩定性提升達9 倍之多，徹底解決流程設備系統中的關鍵短板，大幅提升整個生產運行系統的可靠性。

5 結語

傳統白酒釀造行業智慧化生產模式的探索和實現過程中，應不斷深挖設備潛能，同時在不影響品質的前提下適當優化調整工藝實現路徑，相互配合，共同實現全流程生產方式的轉變。自動糾偏技術在長距離鋼帶式連續蒸煮機中的改造、應用成功，極大地推動傳統釀造向智慧釀造的轉變進程，創新性的解決方案與精準化的程控系統開發有力地保證應用的高可靠性，也為其他傳統釀造設備的升級改造提供一種新思路、新方法，有理由相信傳統釀造設備一定能夠在當前行業變革的大浪中煥發出新的生機與活力，助力智慧釀造向著更高、更遠的目標邁進。