張曉峰

（河南中煙黃金葉生產(chǎn)制造中心，河南鄭州 451100）

0 引言

松散回潮工序制煙絲線重要工藝節(jié)點，物料流量的均勻穩(wěn)定對煙葉加工質(zhì)量穩(wěn)定性起到至關(guān)重要的作用。我廠有規(guī)模線、品牌線和精品線三條葉絲生產(chǎn)線，其中規(guī)模線松散回潮生產(chǎn)流量在8000 kg/h左右，其松散前喂料機設(shè)計容量較小，葉片段設(shè)備的一些小故障停機時間一旦超過7 min，就有可能造成松散回潮工序發(fā)生斷流。

1 立項原因

2020年4月前，斷流攻關(guān)組通過優(yōu)化切片機控制流程，增加切片機人機界面，完善部分真空回潮報警，翻箱機增加操作屏、卡箱報警和抱閘調(diào)整，提升機堵料報警改進(jìn)等措施，規(guī)模線松散回潮工序的故障斷流次數(shù)已經(jīng)減少了一部分。但在實際生產(chǎn)過程中發(fā)生升降輥道升降不到位、翻箱機卡箱等故障，還是容易造成規(guī)模線松散回潮斷流。從制絲線SPC控制系統(tǒng)斷流報警查詢2020年一年，規(guī)模線松散回潮工序共生產(chǎn)了2323批次，發(fā)生斷流52次。排除4次外部因素造成的斷流，平均斷流2.06次/100批。因此提出了減少規(guī)模線松散回潮斷流次數(shù)的課題。

2 原因分析

斷流攻關(guān)組匯總了2019年1月到2020年3月期間的制絲部斷流管路通表，統(tǒng)計了規(guī)模線松散回潮段斷流次數(shù)與所屬設(shè)備。配方庫故障、動力電跳閘和能源問題等一些外部因素，以及一些屬于操作方面的問題，這里不再討論。針對引起松散斷流次數(shù)較多的設(shè)備，在EAM系統(tǒng)中統(tǒng)計了2019年1月到2020年3月期間規(guī)模線設(shè)備部位故障次數(shù)。下面重點對故障次數(shù)較多的開箱開包、真空回潮和翻箱機的設(shè)備部位造成斷流原因逐一分析。

2.1 開箱開包

開箱開包系統(tǒng)引起斷流的原因主要有機器人夾抱檢測煙箱異常、翻轉(zhuǎn)機檢測元器件損壞、翻箱碼垛前放倒裝置未到位等。

2.1.1 機器人夾抱檢測煙箱異常

由于煙箱解帶時扎帶將煙箱拉偏、輸送過程中煙箱走偏或煙箱不標(biāo)準(zhǔn)等原因，煙箱在穿梭車上處于放偏位置，導(dǎo)致拆箱時拆箱機器人煙箱檢測光電未正確檢測到煙箱位置，夾抱裝置下落時與煙箱相撞，損壞夾抱裝置。

2.1.2 翻轉(zhuǎn)機檢測元器件損壞

翻轉(zhuǎn)機進(jìn)料光電開關(guān)支架過長牢固性不強，再加上安裝位置不合適，當(dāng)有破損煙箱、紙板或煙塊等散落到翻轉(zhuǎn)機上，翻轉(zhuǎn)時容易造成光電開關(guān)支架變形，嚴(yán)重時損壞光電開關(guān)，導(dǎo)致信號丟失，影響生產(chǎn)的順利進(jìn)行。

2.1.3 煙箱碼垛前放倒裝置未到位

煙箱碼垛機放倒裝置是由氣缸連接曲軸，曲軸帶動支架進(jìn)行放倒和直立，檢測到位接近開關(guān)安裝在放倒裝置下方。在生產(chǎn)過程中開箱機器人拆箱時，箱內(nèi)內(nèi)襯紙片、破損煙箱片、內(nèi)村紙板等容易滑落到煙箱放倒裝置下方。如果煙箱放倒裝置到位信號檢測直立到位，實際并沒有翻轉(zhuǎn)直立到位，拆箱機器人放煙箱時夾抱裝置與煙箱放倒裝置發(fā)生碰撞，導(dǎo)致機器人夾抱裝置變形。

2.2 真空回潮

除了真空閥由于閥門密封備件質(zhì)量問題以外，真空回潮系統(tǒng)引起斷流的原因主要有：

2.2.1 升降輸送輥升降信號異常

真空回潮機物流通道升降輥道限位開關(guān)，用于控制輥道的升降行程。升降限位開關(guān)支架較長，固定支架的螺栓松動后支架位置變化，而限位開關(guān)是滾輪式機械限位，滾輪與壓條支架的側(cè)面接觸，接觸面很窄容易脫落，無法正確感應(yīng)到升降到位信號，就容易造成設(shè)備停機。

2.2.2 升降輸送輥卡箱缺少報警

升降輥道由于升降檢測信號或升降機械發(fā)生異常，升降輥道不能升降到位，周轉(zhuǎn)箱容易卡滯而無法輸送。由于沒有產(chǎn)生報警信息，操作人員沒有及時發(fā)現(xiàn)就會導(dǎo)致斷流。

2.2.3 冷卻塔供水系統(tǒng)水泵停止

制絲線真空回潮供水系統(tǒng)5月改造后，冷卻塔供水泵是由品牌線真空回潮機PLC子站的變頻器提供動力，但其控制信號主要是隔離開關(guān)、手動啟停和運行等指示信號，是由精品線真空回潮機PLC在水泵房的子站箱采集。該子站箱與精品線真空回潮PLC距離較遠(yuǎn)，采用了光纖和光纖轉(zhuǎn)換模塊掛在精品線真空回潮PN網(wǎng)。光纖模塊、網(wǎng)線或網(wǎng)絡(luò)接口故障，都會引起該子站箱網(wǎng)絡(luò)閃斷，影響冷卻塔循環(huán)水泵的運行。

2.2.4 冷卻水水位超限缺少報警

真空回潮機在抽真空過程中，當(dāng)二級泵與一級泵介入時，需要使用冷卻水。尤其是夏季室外溫度高，冷卻水溫度高時抽真空時間越長，使用水量越多。當(dāng)一二級水位超過140 cm，就會造成抽真空中斷。水位高時沒有水位預(yù)警裝置，操作人員沒有及時重新抽空，容易造成生產(chǎn)中斷而斷料。

2.3 翻箱機

翻箱機經(jīng)過卡箱報警改善、翻箱電機抱閘調(diào)整、輸送輥維修等減少了部分?jǐn)嗔?。目前引起斷流的原因主要還有：

2.3.1 翻箱機貨叉未到水平位置引起卡箱

規(guī)模線翻箱機位于松散回潮喂料提升機進(jìn)料端，其翻轉(zhuǎn)到位檢測感應(yīng)鐵安裝在翻箱機軸上。在翻箱機上翻倒料時，負(fù)荷比較重，如果抱閘力量不能克服負(fù)載力量，就會因翻箱機軸停止時的慣性，使檢測感應(yīng)鐵產(chǎn)生位置偏移，導(dǎo)致翻箱機下翻到位停止時，翻箱機貨叉上翹未到達(dá)水平位置，周轉(zhuǎn)箱進(jìn)出時容易卡滯，造成松散回潮斷料。

2.3.2 翻箱機人工清箱后沒有及時復(fù)位

當(dāng)翻箱倒料過程完成時，需要操作人員選擇翻箱機暫停開關(guān)，對周裝箱內(nèi)部進(jìn)行清吹。清吹完成后，操作人員選擇翻箱機啟動開關(guān)，翻箱機繼續(xù)運行。翻箱機暫停開關(guān)沒有開關(guān)指示燈，操作人員不能準(zhǔn)確掌握開關(guān)的狀態(tài)。如果清掃設(shè)備壓在翻箱機暫停開關(guān)上，或者暫停開關(guān)觸點故障，容易出現(xiàn)翻箱暫停；也沒有設(shè)計翻箱暫停超時報警，不能及時發(fā)現(xiàn)翻箱機在暫停狀態(tài)。

3 改進(jìn)措施

3.1 開箱開包

3.1.1 增加機器人夾抱檢測光電開關(guān)

將煙箱檢測抱夾同一平面的夾抱臂上增加漫反射光電，參加對煙箱的位置進(jìn)行檢測，使煙箱檢測信號由單點變?yōu)槎帱c，由單點形成的線檢測變?yōu)槎帱c形成面檢測。通過對拆箱機器人煙箱檢測檢測方式改進(jìn)，使機器人在工作中輸送機上煙箱物料位置檢測信息更加準(zhǔn)確。

3.1.2 改造翻轉(zhuǎn)機檢測元器件固定支架

利用廢棄的不銹鋼線槽制作光電開關(guān)支架.將光電開關(guān)支架安裝在翻轉(zhuǎn)機靠近外側(cè)，使破損煙箱不至于掛在支架上損壞光電開關(guān)。通過改善加強了光電開關(guān)支架的牢固性，保護(hù)了光電開關(guān)，確保翻轉(zhuǎn)到位信號正常。

3.1.3 增加翻箱碼垛前放倒裝置氣缸到位檢測信號

將SMC氣缸專用磁性開關(guān)安裝到具有磁環(huán)的原有放倒裝置氣缸上，來替換煙箱碼垛機放倒裝置原有的檢測元器件。根據(jù)放到裝置的倒下和直立位置，固定并調(diào)整磁性開關(guān)的安裝位置，經(jīng)過測試后可以正確檢測放倒裝置到位信號。

3.2 真空回潮

3.2.1 改善升降輸送輥升降到位支架

根據(jù)設(shè)計尺寸切割限位開關(guān)主支架和限位開關(guān)壓片，裝配壓片并重新開孔進(jìn)行固定。根據(jù)升降輥道的實際升降位置，調(diào)整到合適位置。通過升降限位開關(guān)支架改造，增加了限位開關(guān)滾輪與壓片的接觸面積，確保了升降信號的準(zhǔn)確性，保證升降輥道安全運行。

3.2.2 增加升降輸送輥卡箱報警信號

在真空回潮PLC控制程序中增加升降輥道未升降到位的報警控制程序：在操作畫面上增加升降輥道升降異常報警畫面。通過針對升降輥道升降異常，增加了畫面報警及聲光報警，及時提示操作人員進(jìn)行處理，減少升降輥道異常造成的斷流。

3.2.3 改善冷卻塔供水泵網(wǎng)絡(luò)

采取了以下措施：

（1）在水泵房的品牌線真空回潮子站箱上，安裝冷卻塔供水泵電機的隔離開關(guān)和啟停開關(guān)，并將其相關(guān)IO信號，通過信號線連接到該子站箱中。

（2）修改PLC程序和監(jiān)控畫面，把冷卻塔供水泵的各種信號更換為新地址，實現(xiàn)品牌線真空回潮直接控制供水泵。由于控制供水泵的變頻器和控制信號均在一個控制系統(tǒng)中，避免了通信網(wǎng)絡(luò)故障導(dǎo)致供水泵停機的故障發(fā)生。

3.2.4 增加冷卻水循環(huán)水水位超限報警

在季節(jié)變化或設(shè)備維修后進(jìn)行試機，合理調(diào)整一、二級水的加水量，確保抽空時間短，且回潮機水位在合理位。在規(guī)模線真空回潮PLC程序中，增加真空回潮機水位報警程序：在一級或二級水位達(dá)到130 cm產(chǎn)生預(yù)警，并在監(jiān)控畫面中彈出“水位超限”報警。

3.3 翻箱機

3.3.1 增加翻箱機貨叉落到位檢測光電開關(guān)

在翻箱機貨叉機械限位水平位置旁邊，制作并安裝新的檢測開關(guān)支架，增加翻箱機下落到位水平檢測開關(guān)，將轉(zhuǎn)盤指針式感應(yīng)鐵改為直接檢測翻箱機貨叉，確保翻箱機下落到位時，貨叉處于水平位置，避免翻箱機進(jìn)出周轉(zhuǎn)箱時卡滯斷流。修改翻箱機程序，將原有檢測下落到位信號改為新裝檢測到位信號。

3.3.2 改造人工清箱控制按鈕

利用帶指示燈的急停開關(guān)舊件來替換沒有指示燈的暫停開關(guān)。安裝指示燈連接線與信號線，使暫停按鈕按下后，指示燈亮。在PLC控制程序中增加報警程序，如果暫停按鈕按下后，1 min后沒有釋放報警提示。通過對翻箱機在翻箱時暫停狀態(tài)的判斷進(jìn)行防差錯改進(jìn)，使清箱的操作人員能夠及時發(fā)現(xiàn)翻箱機在暫停狀態(tài)并處理。

4 改進(jìn)效果

經(jīng)過改造后，松散回潮工序斷流次數(shù)大幅下降。2020年9～11月份規(guī)模線生產(chǎn)了516批次，共斷流7次，其中兩次斷流是由于動力電閃斷造成的停機斷流，排除這兩次斷流，平均0.97次/100批，比改造前的2.06次/100批下降了52.9%。

5 結(jié)語

改造提高了松散回潮出口物料含水率的均勻性和穩(wěn)定，進(jìn)一步提高部分煙片的耐加工性減少造碎，有利于制絲加工過程質(zhì)量的穩(wěn)定。減少了設(shè)備停機次數(shù)和斷料時間，避免了設(shè)備出現(xiàn)故障損壞和停機期間能源的消耗。此次技術(shù)改造可推廣應(yīng)用于煙草制絲線真空回潮設(shè)備，能有效避免或及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障，減少松散回潮斷流次數(shù)。