制丝线加香加料工艺系统优化改造方案

图1：加料料液流量控制原理示意图

图2：加料控制系统改造的总体方案

　　加香加料工艺是决定卷烟品质的关键工序。制丝加工含有梗丝加料、梗丝加香、叶片加料、混丝加香等多个加香加料点，添加精度、设备故障等会直接影响成品烟丝质量的稳定性，因此对加香加料系统进行优化改进是制丝车间的重点课题。

　　系统作业流程

　　以叶片加料为例，对加料加香系统的改造作详细说明。

　　叶片加料作业流程为：香料厨房操作工通过操作站和配料操作屏，将配好的料液从香料厨房的香料罐泵入现场罐，随后现场操作人员通过叶片加料操作屏进行现场加料系统的预填充、循环等操作，料液就加入到了叶片中。

　　问题分析与方案制定

　　在广西中烟工业有限责任公司下属卷烟厂，该叶片加料系统经过约1年的生产使用验证，在人机交互界面、防错关联措施、添加流量数据处理等方面均显现出一些问题。

　　1.香料厨房操作站的画面系统没有添加对应罐号的牌号显示，容易发生操作工多次核对牌号或加错料液的问题。

　　2.香料厨房操作控制系统中无对应牌号料液的容错功能，配料时需要人工核对料液牌号。

　　3.现场操作画面中，同样没有生产牌号的自动核对功能，以及牌号与对应加料比例的自动核对功能，存在发生错误牌号和输错加料比例的可能。

　　4.加料精度波动较大，为提高加料精度，需优化程序添加加料补偿功能。

　　加料现场有两个香料罐存储料液，开始生产时，加香系统将罐中的料液通过加料泵送入加料机中与烟丝充分混合。加料PID控制器的原理如图1所示，工作人员根据电子秤流量与加料比例计算出料液流量SP值，通过PID控制器发出执行指令，执行机构将料液送出，通过流量计量得实际值，然后与设定值进行比较，由PID控制器进行调节。

　　生产过程中，我们发现该模式存在以下问题：现场加香系统PID控制器参数需要进一步调整，料液跟踪有明显延迟；系统操作画面无设备运行状态显示，容易造成错误操作；设备管路损耗较大，需要修改优化程序，调整阀轻吹动作时间和顺序；现场加香操作系统手动（自动）互锁，防止手动操作设备时出现误操作。

　　针对以上问题，我们对加料控制系统进行优化，实施方案如图2所示。

　　方案实施过程

　　1.香料厨房控制系统优化。

　　对香料厨房中控室操作站界面和本地配料操作屏两部分进行优化。

　　第一步，运用FTView软件对香料厨房本地配料的3个屏幕进行画面编辑，编辑完成后，通过网络进行画面更新，更新完成后进行测试。

　　第二步，运用FactoryTalkView软件对画面按钮进行重新布置，并添加部分参数显示。

　　第三步，对中控室操作站画面进行编辑，运用Intouch编辑软件，通过修改其脚本语言，实现牌号核对以及修改罐子牌号等功能。

　　第四步，添加牌号核对功能之后，将操作过程以word文档形式进行记录。

　　2.现场控制系统优化。

　　现场控制系统的优化，目的是方便操作工操作，简化操作过程，防止错误发生，同时优化加料系统的跟踪能力，提高加料精度。

　　第一步，运用Intouch软件编辑脚本语言，实现由线控PLC下发工单到加料PLC，通过程序自动对比，计算工单是否一致，从而发出报警信息。

　　第二步，将牌号和加料比例参数通过线控的中控进行下发，在加料操作站、本地线控操作站、中控操作站三地同步实时显示，避免人工输入带来的错误操作隐患。

　　第三步，观察加料曲线，加料跟踪曲线存在明显延迟，多次测试调整PID的P、I参数，尽可能快地跟踪物料流量变化。曲线越平滑，跟踪效果越好。

　　第四步，修改本地操作站的报警画面，添加报警历史记录，设备出现故障时，系统可以自动记录故障信息。操作人员可调取报警历史信息，方便维修工进行故障排除。

　　第五步，加料精度大于0.3时启动自动补偿功能，缩小加料误差值。同时，修改程序中的预填充功能。原有程序中加料准备好信号是预填充时间完成5分钟，这样的判断方式存在漏洞。在程序中添加预填充时间完成同时加料泵运行信号，以及当预填充完成超过10分钟不过料需要重新预填充的功能。

　　项目应用情况及效益分析

　　经过对香料厨房控制系统及现场加料控制系统的优化，整个加料过程的操作从配料到现场加料都更加简洁明了，系统自动核对牌号功能大大简化了操作程序，提升了系统运行的稳定性和高效性。

　　加料系统控制方式的改造提高了加料精度，操作界面的优化使得操作工能够有序快速完成工作，既降低了劳动强度又提高了生产效率。加料控制系统改造完成后，将改造理念进一步推广到车间所有现场加香加料点，带来了显著的直接经济效益和间接效益。直接经济效益表现在，项目完成后，缩短了加料准备时间，避免了人为操作错误导致的生产断流时间，提高了生产效率，降低了原料和能源消耗；间接效益表现在，防差错功能的设计避免了故障的可能性，有效降低了车间的故障率。