论文部分内容阅读
摘 要：为彻底根除烟草加香(糖)料系统现场罐过滤器在进行补料和回吹功能时导致有香（糖）料从过滤器排空阀喷出的现象，通过充分研究整套香（糖）料的设计原理及结构特性，从管路结构、气动阀、压缩空气装置、操作规程四个方面分析了解香（糖）料从其排空阀和料液回收阀溢出的产生的原因，并提出了相应的改进方法：增加两组压缩空气检测装置和AI/AO模块并引入到PLC对加香（料）补料过程启停控制、在输送及回收管路的相关气动阀处安装微动检测开关、利用WINCC和S7技术做一压力报警提示、新增一香糖料回收装置等。改造应用效果表明：香糖料在运行补料和回吹过程时气动阀门一但压缩空气压力不足，WINCC画面上的监控画面就会闪烁显示报警并通过S7程序作出停机保护，并通过回收装置收回出现意外喷出的余料；阀体由于机械卡阻导致阀体不动作或动作不到位时自动停止补料或回吹动作，香料房和生产现场自动停机保护，降低了原辅料损耗和操作人员的劳动强度。
关键词：香(糖)料系统； PLC；WINCC；改造
中图分类号：U467.4+95文献标识码：A
0 引言
宝应仁恒实业有限公司生产的香糖料系统通常用于卷烟企业制丝线，其主要作用是给加香机、加料机供应香糖料，以提高卷烟的可吸入性。香糖料系统在进行输送功能和回吹的功能时有香<糖>料从过滤器排空阀（见图1.2）和料液回收阀（见图1.1）喷出的现象。因此分析其产生的原因，制定相应的改进措施，应用PLC和WINCC技术等多种手段，降低运行过程的损耗，实现香糖料系统运行的稳定性，有着很好的现实意义。
1 现状分析
补料和回吹步骤是香糖料系统运行的重要两个步骤，然而在进行此步骤时。常发生以下两种现象：在低压补料过程中主要是控制进入低压补料管路的清吹压缩空气压力，由于进入补料轻吹管路压缩空气压力不合适，而引起料液从现场罐过滤器上的排空管路直接溢出的现象；在高压回吹过程中主要是控制进入阀岛的压缩空气压力，由于压缩空气来源不稳定或机械卡阻导致阀门有时动作不到位，而引起料液从现场罐过滤器上的排空阀及料液回收阀溢出的现象。以上情况都会严重导致了香糖料的浪费，污染了作业场所，不符合节能降耗【⒌】和对6S管理【⒋】的要求。
低压补料工作过程（以H3组为例）：混丝加香-3工作信号按钮按下，压缩空气经过阀
H3Q8进入低压补料管路，把料液经补料管路吹响现场储料罐里。在补料过程中排空阀HX3Q2必须处于打开状态。
高压回吹工作过程（以H3组为例）：混丝加香-3工作信号按钮按下，压缩空气经过阀H3Q7进入高压回吹管路，把料液经回吹管路吹回香料房H-3储料罐里。在回吹过程中排空阀HX3Q2、HX3Q3A/HX3Q3B（见图1.2）处于关闭状态，料液回收阀H3Q3（见图1.1）处于打开状态。
图1
2 问题原因分析：
2.1原因分析：
补料和回吹步骤进行时料液从过滤器排空阀溢出的现象，究其原因是香糖料系统设计的不够完善，主要分析如下：
1）香料厨房在生产现场料桶显红闪烁时开始通过补料泵进行补料，待上层储料罐中料液殆尽后，补料管路中低压补料压空阀 H3Q7 （见图1.5）开始工作，泵停止工作。此时切换为低压压缩空气将补料主管路中的余料吹至现场罐，在补料过程中贮罐里的香糖料料液要求有一定的温度要求，料液在输送的过程中会一定量的气体产生，所以在生产现场的香糖料输送管路系统中进行补料时排空阀（见图1.2）要求必须在打开状态（在常态下均处于开启状态，只有在电气动作时才关闭）。由于在补料过程中进入补料主管路低压补料阀的压缩空气压力不合适时就会造成补不起料或料液溢出。现用压缩空气调节阀的阀门开度一经调定就不变，进入补料清吹管路压缩空气压力随外界给定压缩空气压力的大小变化而波动:若进入低压补料清吹管路的压缩空压力过高时会引起料液经过排空阀溢流到生产现场地面，香料厨房Wincc画面上也没有任何报警提示画提醒操作人员；S7程序里也没有压空压力检测反馈实现自动停机保护功能。若此操作过程继续进行香料厨房及生产现场操作人员均不知情就会造成香糖料损失；若进入低压补料阀的压缩空气压力过低，则补不起料。
2）在香糖料从生产现场回吹到香料厨房的过程中：若生产现场进入香糖料输送管路系统中阀岛控制管路的压缩空气压力过低时管路系统中排空阀不能及时有效的动作关闭到位就会引起料液经过排空阀溢出造成香糖料损失；压缩空气调节阀的阀门开度一经调定就不变，阀岛进口处（见图2.1）压缩空气压力随外界给定压缩空气压力的大小变化而波动：若香料厨房进入香糖料输送管路系统中阀岛控制管路的压缩空气压力过低时管路系统中罐的料液回收阀【在常态下料液回收阀处于关闭状态既水平（去地沟）方向是关闭状态；垂直（进罐）方向是开启状态】不能及时动作完全打开到位，回吹的料液会经过此阀流向香料厨房的地沟里，香料厨房Wincc画面上没有任何报警提示操作人员也及S7程序里也没有自动停机保护功能。若此操作过程继续进行就会造成香糖料损失。
图2
2.2导致后果及影响：
1）料液的溢出首先是对原材料的浪费，不符合对节能减排要求。
2）由于料液溢出，本计算好的料液没有被加进去。从其它管路溢出，直接影响到烟叶或者梗丝或者烟丝的加香加料量，影响到加香（糖）料精度，影响到对成品烟丝的质量稳定性。
3）由于料液溢出，造成作业场所的卫生差，增加了操作人员的劳动强度。
3 改进方案
3.1电气方面：
1)在香料厨房低压补料管路压缩空气控制的管路进口（见图1.5）增设压力调节控制装
置；在生产现场阀岛压缩空气管路进口处（见图2.1）增设压力调节控制装置，及相应控制的电控箱增加模拟量模块，压力调节控制装置的线进入模拟量模块反馈回PLC，并参与PLC控制；在排空阀（见图1.2）及料液回收阀（见图1.1）阀杆处加装微动检测开关。
2）将反馈回来的压力检测结果，在STEP7里编写程序段对低压补料时的清吹动作及高压回吹时排空阀（见图1.2）及料液回收阀（见图1.1）动作压力进行比对，控制前段工序的启停。
3）在WINCC【⒊】画面中增设制作压缩空气压力报警显示图框（见图1.4），及增加低压或高压报警功能指示。一但压力高于低压补料压力设定上限值时就触发高压报警点并闪烁显示高压报警压空；一但压力低于阀门动作所需压力触发低压報警点并闪烁显示压空低压报警，立即停止低压补料或高压回吹动作，提示操作人员作出及时处理。
4）在WINCC画面中制作阀体动作是否到位显示图框（见图1.3），在生产现场和香料房管路的排空阀和香（糖）料回收阀的阀杆动作位置分别增设一微动检测开关，来检测阀体是否到作到位，若阀体动作不到位则触发阀体动作不到位报警点并闪烁报警.。
5）在STEP7【⒉】里编写程序段，若阀体动作不到位则触发阀体动作不到位报警点立即停止料液回吹动作，提请操作人员采取相应的应对措施。
3．2机械方面：在生产现场过滤器排空阀（见图1.2）或香料厨房香糖料回收阀（见图1.1）出口处安装可靠的回收装置。
3.3管理方面：加强员工责任意识，要求员工严格按照作业指导书操作设备，严禁违规操作的发生。
测试效果：在低压补料过程中，当人为加大进入低压补料管路的压空压力时，WINCC画面上闪烁显示高压报警提示并自动停止低压补料动作程序，若此时因其它原因引起误动作而由排空阀溢出，也可通过现场的回收装置进行回收；在高压回吹过程中当人为调小压缩空气压力开关时，压力检测装置迅速作出反馈，在WINCC监控画面上提醒报警，并自动停止补料动作程序；当压空恢复正常后如果有误动作引起排空阀有料溢出，也可通过现场的回收装置进行回收。
4 效果论证
改造后对加香系统的运行情况统跟踪调查，统计出引起香糖
料渗漏情况的因素如右表:
结论
通过以上表可以看出香料厨房加香系统电控系统的改造后，香糖料喷出现象减少，彻底解决了原加香系统因设计缺陷而引起的糖料损失问题。减少了原料的浪费，降低生产成本和操作人员劳动强度；提高了加香（料）的稳定性【⒈】，加料精度得到进一步的保证。
参考文献：
[1]朱玉芬 生产管理过程中的质量控制. 决策与信息[J] 2013.1
[2]西门子自动化集团.深入浅出西门子 S7-300PLC【M】.北京航空航天大学出版社.2004.9
[3]西门子自动化集团.深入浅出西门子 Wincc V6 【M】.北京航空航天大学出版社.2004.5
[4]管理学基础. 人民邮电出版社.2012.11
[5]节能管理与新机制篇. 中国环境科学出版社. 2008.10.
.
作者简介： 张志才（1981-） 男，苗族，贵州人， 注册安全工程师，主要研究方向：烟草电气设备管理
关键词：香(糖)料系统； PLC；WINCC；改造
中图分类号：U467.4+95文献标识码：A
0 引言
宝应仁恒实业有限公司生产的香糖料系统通常用于卷烟企业制丝线，其主要作用是给加香机、加料机供应香糖料，以提高卷烟的可吸入性。香糖料系统在进行输送功能和回吹的功能时有香<糖>料从过滤器排空阀（见图1.2）和料液回收阀（见图1.1）喷出的现象。因此分析其产生的原因，制定相应的改进措施，应用PLC和WINCC技术等多种手段，降低运行过程的损耗，实现香糖料系统运行的稳定性，有着很好的现实意义。
1 现状分析
补料和回吹步骤是香糖料系统运行的重要两个步骤，然而在进行此步骤时。常发生以下两种现象：在低压补料过程中主要是控制进入低压补料管路的清吹压缩空气压力，由于进入补料轻吹管路压缩空气压力不合适，而引起料液从现场罐过滤器上的排空管路直接溢出的现象；在高压回吹过程中主要是控制进入阀岛的压缩空气压力，由于压缩空气来源不稳定或机械卡阻导致阀门有时动作不到位，而引起料液从现场罐过滤器上的排空阀及料液回收阀溢出的现象。以上情况都会严重导致了香糖料的浪费，污染了作业场所，不符合节能降耗【⒌】和对6S管理【⒋】的要求。
低压补料工作过程（以H3组为例）：混丝加香-3工作信号按钮按下，压缩空气经过阀
H3Q8进入低压补料管路，把料液经补料管路吹响现场储料罐里。在补料过程中排空阀HX3Q2必须处于打开状态。
高压回吹工作过程（以H3组为例）：混丝加香-3工作信号按钮按下，压缩空气经过阀H3Q7进入高压回吹管路，把料液经回吹管路吹回香料房H-3储料罐里。在回吹过程中排空阀HX3Q2、HX3Q3A/HX3Q3B（见图1.2）处于关闭状态，料液回收阀H3Q3（见图1.1）处于打开状态。
图1
2 问题原因分析：
2.1原因分析：
补料和回吹步骤进行时料液从过滤器排空阀溢出的现象，究其原因是香糖料系统设计的不够完善，主要分析如下：
1）香料厨房在生产现场料桶显红闪烁时开始通过补料泵进行补料，待上层储料罐中料液殆尽后，补料管路中低压补料压空阀 H3Q7 （见图1.5）开始工作，泵停止工作。此时切换为低压压缩空气将补料主管路中的余料吹至现场罐，在补料过程中贮罐里的香糖料料液要求有一定的温度要求，料液在输送的过程中会一定量的气体产生，所以在生产现场的香糖料输送管路系统中进行补料时排空阀（见图1.2）要求必须在打开状态（在常态下均处于开启状态，只有在电气动作时才关闭）。由于在补料过程中进入补料主管路低压补料阀的压缩空气压力不合适时就会造成补不起料或料液溢出。现用压缩空气调节阀的阀门开度一经调定就不变，进入补料清吹管路压缩空气压力随外界给定压缩空气压力的大小变化而波动:若进入低压补料清吹管路的压缩空压力过高时会引起料液经过排空阀溢流到生产现场地面，香料厨房Wincc画面上也没有任何报警提示画提醒操作人员；S7程序里也没有压空压力检测反馈实现自动停机保护功能。若此操作过程继续进行香料厨房及生产现场操作人员均不知情就会造成香糖料损失；若进入低压补料阀的压缩空气压力过低，则补不起料。
2）在香糖料从生产现场回吹到香料厨房的过程中：若生产现场进入香糖料输送管路系统中阀岛控制管路的压缩空气压力过低时管路系统中排空阀不能及时有效的动作关闭到位就会引起料液经过排空阀溢出造成香糖料损失；压缩空气调节阀的阀门开度一经调定就不变，阀岛进口处（见图2.1）压缩空气压力随外界给定压缩空气压力的大小变化而波动：若香料厨房进入香糖料输送管路系统中阀岛控制管路的压缩空气压力过低时管路系统中罐的料液回收阀【在常态下料液回收阀处于关闭状态既水平（去地沟）方向是关闭状态；垂直（进罐）方向是开启状态】不能及时动作完全打开到位，回吹的料液会经过此阀流向香料厨房的地沟里，香料厨房Wincc画面上没有任何报警提示操作人员也及S7程序里也没有自动停机保护功能。若此操作过程继续进行就会造成香糖料损失。
图2
2.2导致后果及影响：
1）料液的溢出首先是对原材料的浪费，不符合对节能减排要求。
2）由于料液溢出，本计算好的料液没有被加进去。从其它管路溢出，直接影响到烟叶或者梗丝或者烟丝的加香加料量，影响到加香（糖）料精度，影响到对成品烟丝的质量稳定性。
3）由于料液溢出，造成作业场所的卫生差，增加了操作人员的劳动强度。
3 改进方案
3.1电气方面：
1)在香料厨房低压补料管路压缩空气控制的管路进口（见图1.5）增设压力调节控制装
置；在生产现场阀岛压缩空气管路进口处（见图2.1）增设压力调节控制装置，及相应控制的电控箱增加模拟量模块，压力调节控制装置的线进入模拟量模块反馈回PLC，并参与PLC控制；在排空阀（见图1.2）及料液回收阀（见图1.1）阀杆处加装微动检测开关。
2）将反馈回来的压力检测结果，在STEP7里编写程序段对低压补料时的清吹动作及高压回吹时排空阀（见图1.2）及料液回收阀（见图1.1）动作压力进行比对，控制前段工序的启停。
3）在WINCC【⒊】画面中增设制作压缩空气压力报警显示图框（见图1.4），及增加低压或高压报警功能指示。一但压力高于低压补料压力设定上限值时就触发高压报警点并闪烁显示高压报警压空；一但压力低于阀门动作所需压力触发低压報警点并闪烁显示压空低压报警，立即停止低压补料或高压回吹动作，提示操作人员作出及时处理。
4）在WINCC画面中制作阀体动作是否到位显示图框（见图1.3），在生产现场和香料房管路的排空阀和香（糖）料回收阀的阀杆动作位置分别增设一微动检测开关，来检测阀体是否到作到位，若阀体动作不到位则触发阀体动作不到位报警点并闪烁报警.。
5）在STEP7【⒉】里编写程序段，若阀体动作不到位则触发阀体动作不到位报警点立即停止料液回吹动作，提请操作人员采取相应的应对措施。
3．2机械方面：在生产现场过滤器排空阀（见图1.2）或香料厨房香糖料回收阀（见图1.1）出口处安装可靠的回收装置。
3.3管理方面：加强员工责任意识，要求员工严格按照作业指导书操作设备，严禁违规操作的发生。
测试效果：在低压补料过程中，当人为加大进入低压补料管路的压空压力时，WINCC画面上闪烁显示高压报警提示并自动停止低压补料动作程序，若此时因其它原因引起误动作而由排空阀溢出，也可通过现场的回收装置进行回收；在高压回吹过程中当人为调小压缩空气压力开关时，压力检测装置迅速作出反馈，在WINCC监控画面上提醒报警，并自动停止补料动作程序；当压空恢复正常后如果有误动作引起排空阀有料溢出，也可通过现场的回收装置进行回收。
4 效果论证
改造后对加香系统的运行情况统跟踪调查，统计出引起香糖
料渗漏情况的因素如右表:
结论
通过以上表可以看出香料厨房加香系统电控系统的改造后，香糖料喷出现象减少，彻底解决了原加香系统因设计缺陷而引起的糖料损失问题。减少了原料的浪费，降低生产成本和操作人员劳动强度；提高了加香（料）的稳定性【⒈】，加料精度得到进一步的保证。
参考文献：
[1]朱玉芬 生产管理过程中的质量控制. 决策与信息[J] 2013.1
[2]西门子自动化集团.深入浅出西门子 S7-300PLC【M】.北京航空航天大学出版社.2004.9
[3]西门子自动化集团.深入浅出西门子 Wincc V6 【M】.北京航空航天大学出版社.2004.5
[4]管理学基础. 人民邮电出版社.2012.11
[5]节能管理与新机制篇. 中国环境科学出版社. 2008.10.
.
作者简介： 张志才（1981-） 男，苗族，贵州人， 注册安全工程师，主要研究方向：烟草电气设备管理