摘要：根据集团品牌发展战略及异地同质化生产管理的要求，对制丝线的工艺和设备技术水平有严格的要求，生产过程工艺设备参数的稳定性控制，成为了过程质量管理的核心和重点。本文通过对润叶加料设备及控制技术进行分析改造，实现了润叶加料比例批掺配完整性及分模块加工模块转换期间出口水分“由结果控制向过程控制转变、由控制指标向控制参数转变”的要求，取得了很好的效果。
关键词：制丝生产 分模块加工 加料比例 水分控制 技术改造
引言
随着行业卷烟品牌战略的不断发展和品牌规模的扩张、卷烟结构的提升，叶组模块组合、配方等级替换日趋多元化，在线工艺参数对卷烟的内在质量的贡献日趋重要。分模块加工是一种典型的精细化制丝加工工艺，能最大限度地保留和发挥烟叶原料原有的优良品质。制丝生产中分模块加工方法采用润叶加料批内叶组分模块加工，润叶加料工序的设备结构和相关设备控制程序是否满足“过程加料比例过程能力指数”及“分模块加工模块转换期间出口水分稳定性”控制要求，将影响产品加工质量。本文对加料工序的设备结构和相关设备控制程序进行了分析研究。
一、问题的提出
制丝作为卷烟生产过程中的首要工序，是保证卷烟产品内在质量的关键。制丝生产中分模块加工方法采用批内叶组分模块加工，分模块加工模块转换以工序入口电子秤的累计重量信息为依据，润叶加料工序针对三个模块采用不同的加工工艺参数，各模块加工工艺参数能够根据设定自动切换，满足工艺标准的要求。
（一）润叶加料工序加料、水分控制原理
1、润叶加料控制原理采用质量流量计，按批内百分比加料，一批糖料与一批叶组一一对应。按照卷烟配方和工艺要求设定的比例要求设定加料比例，生产过程中可根据物料的实际情况在标准规定的施加比例范围内修正加料比例，将一个批次的糖料完整的加入当批物料中，保证配方完整性。
2、水分控制原理
润叶加料水分精确控制采用前馈＋反馈双环控制模式。 前馈控制根据入口水分及电子秤瞬时流量计算加水量，反馈控制根据出口水分仪实际值自动校正加水设定值，同时通过料液中所含水分来提高烟叶含水率。
（二）、加料比例、模块转换水分控制能力
为了提高品牌生产结构，实现参数控制可以有效的满足指标控制，在进行深入调研的基础上，经过反复的分析论证后，发现生产过程中加料比例根据剩余糖料量与剩余物料量情况实时修正后，加料比例过程能力指数低及模块转换期间出口含水率波动大的因素为：
1、自动修正加料比例控制程序易受现场总线的通信干扰信号影响，加料累计增量程序执行累加偏差，实际加料Ⅹ公斤，故障造成流量计显示加料近似2Ⅹ公斤，当2Ⅹ公斤≥糖料备料重量时加料程序判定批施加料液完成，加料工段停机报警，故障处理后再次启动，料头实际加料流量跟踪设定流量存在延时，二次料头比例较小，工艺要求确保批比例的完整性，过程加料比例修正值将增大，导致整批过程加料比例标偏大，不能满足整批过程加料比例控制的稳定性。
2、确保批加料完整性，针对料尾糖料采用水推形式完整施加到烟叶中。由于料罐内冷凝水、罐内蒸汽压力、加料泵吸力以及搅拌器等内力作用，其静态秤读数往往与实际值存在一定的偏差，造成料罐虚位。而润叶加料系统补水临界点完全取决于静态秤显示剩余糖料量，造成补水不及时，料尾糖料无法完全彻底施加到烟叶中，导致批施加比例减小，间接造成过程加料比例均值与标准中心值偏差增大，不能满足过程加料比例批完整性。
3、预设烟叶物料重量为实际生产中进入回潮润叶预配柜的批次烟叶折算重量。预设烟叶折算系数更新不及时直接导致预设烟叶重量与润叶加料入口电子秤实际重量偏差增大，设定加料比例与自动修正加料比、实际批施加比例偏差大，间接造成过程加料比例均值与标准中心值偏差增大，过程加料比例过程能力指数低。
4、不同模块的不同功能性料液分装在不同的加料罐内，但因模块转换不能共用同一加料管路，模块切换管路开关阀等的设备物理反映极限时间导致加料流量减少。加料流量减少间接造成料液含水率下降，不能满足模块转换期间出口含水率的稳定性控制要求。
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二、技术改造
（一）技术方案的设计制定
对提出问题制定出如下技术方案：
1、现场通讯干扰故障在实际生产过程中时常出现，屏蔽通讯干扰信号对PLC控制程序中累加糖料堆栈缓存区数据的影响，修改完善加料累计增量控制程序。
2、质量流量计累计量是一个准确而又客观的读数，作为补水临界点能完全避免静态秤读数与实际值存在偏差的问题，将自动补水系统控制方式补水临界点改为质量流量计显示值。
3、根据品牌生产情况每隔7天核算更新预设烟叶折算系数。
4、通过补充加水流量方式弥补模块转换期间加料流量减少对出口水分造成的影响。
（二）、技术方案的实施
1、屏蔽通讯干扰信号
屏蔽现场发生的通信异常信号，消除加料累计总量执行偏差的隐患。
2、质量流量计显示值作为补水临界点
以糖料备料重量减去3公斤后的值作为质量流量计控制补水临界点值。当质
量流量计显示料液施加累计重量到达备料糖料重量与3公斤的差值时，料罐补水阀打开向罐内补水3公斤。
3、更新预设烟叶折算系数
实际生产过程中，因烟叶物料来料情况、实际生产水分控制、生产环境气候等各种因素影响，造成预设烟叶重量不可能100%精准，只能根据近期相同品牌卷烟实际生产数据进行估算。每隔7天对预设烟叶折算系数进行分析，根据近期生产数据不断更新烟叶折算系数。
4、模块转换期间补充加水流量
模块转换期间补充加水流量设定值原理：
加水流量设定值=原水分控制器加水流量设定值＋Δ加料流量减少量×系数（系数=加料流量减少量/出口水分波动量）
根据模块转换期间补充加水流量控制原理编写相关控制程序，并下传至PLC控制器。
三、技术亮点
一是屏蔽现场总线通讯干扰信号，确保了润叶加料过程工艺设备参数的稳定运行，提高了卷烟产品物理质量的稳定性；二是利用现有加料设备质量流量计显示值作为自动补水系统的补水临界点，实现了尾料糖料100%补水正常，减小了过程加料比均值与标准中心值的偏差，确保了加料比例批完整性；三是通过制丝数采系统质量数据采集反馈与设备控制之间关系的分析，预设烟叶折算系数得到及时更新，减小预设烟叶重量与实际电子秤重量偏差，减小设定加料比例与修正加料比例、批加料比例的偏差，大幅提高了润叶加料工序的加工精度；四是在不影响模块转换加料流量基础上，通过控制加水量方式提高烟叶含水率，实现了润叶加料工序的精细化和均质化生产。
四、效果验证
技术改造后对润叶加料工序进行效果验证。将修改完善加料累计总量程序导入润叶加料自动修正加料比例控制程序中，降低了加料比例的标偏；将质量流量计显示值作为补水临界点程序导入润叶加料自动补水控制程序中及将实时更新的预设烟叶折算系数应用到设定加料比例控制程序中，减小了过程加料比例均值与标准中心值的偏差，润叶加料过程控制能力大大提高；实际生产过程中模块转换过程中补充加水流量后出口水分稳定。
五、结语
通过对制丝线分模块加工润叶加料工序过程控制技术的改造研究，进一步提高了制丝工艺技术水平、卷烟生产能力和制丝加工精度。项目研究有效的提高了过程加料比例过程能力指数及分模块加工模块转换期间出口水分控制稳定性，实现了参数控制可以有效的满足指标控制，稳定了分模块加工润叶加料工序在线产品质量。
参考文献
[1]廖常初，《S7-300/400PLC应用技术》，机械工业出版社，2008.5.
[2]卷烟工艺规范.
[3]卷烟制丝设备.
论文作者:刁立秋
论文发表刊物:《基层建设》2017年第32期
论文发表时间:2018/1/20
标签：模块论文; 比例论文; 烟叶论文; 水分论文; 工序论文; 过程论文; 补水论文; 《基层建设》2017年第32期论文;