導(dǎo)語：精準(zhǔn)制絲生產(chǎn)工藝論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1精準(zhǔn)控制生產(chǎn)線應(yīng)具備的特點(diǎn)

一條完備的精準(zhǔn)控制煙草制絲生產(chǎn)線應(yīng)具備以下特點(diǎn)：具有滿足分組加工、柔性制造及自身品牌特色的生產(chǎn)工藝流程；具有一流的關(guān)鍵生產(chǎn)工藝加工設(shè)備；基于MES系統(tǒng)和智能控制技術(shù)為一體的管控系統(tǒng)；具有水分、溫度及流量精準(zhǔn)控制技術(shù)等。

2精準(zhǔn)控制制絲生產(chǎn)線的實(shí)現(xiàn)

2.1設(shè)計具有自身品牌特色的生產(chǎn)工藝流程是實(shí)現(xiàn)精確控制的前提

《中國卷煙科技發(fā)展綱要》指出，“中國卷煙科技發(fā)展的方向和目標(biāo)是以市場為導(dǎo)向，保持和發(fā)展中國卷煙的特色，大力發(fā)展中式卷煙，鞏固發(fā)展國內(nèi)市場，積極開拓國際市場，提高中國卷煙產(chǎn)品市場競爭力和中國煙草核心競爭力，保持中國煙草持續(xù)、穩(wěn)定、健康發(fā)展。”因此在新形勢下，制絲生產(chǎn)生產(chǎn)工藝流程應(yīng)滿足品牌加工特色，滿足分組加工、柔性制造的需要，提升市場競爭力。分組加工在對片煙原料的加工特性、感官特性和化學(xué)特性進(jìn)行研究、分析的基礎(chǔ)上，將原料分為主料煙、輔料煙和填充料煙模塊，分別進(jìn)行分組加工，確定不同模塊適宜的加工路徑、加工參數(shù)，以彰顯不同模塊的原料特性。根據(jù)品牌需求及生產(chǎn)線產(chǎn)能配制一條或多條能滿足不同要求的加工路線，一般而言，可根據(jù)模塊加工的需求，配置2~3條不同加工能力的制絲生產(chǎn)線，每條線具有不同的加工路線，關(guān)鍵設(shè)備可設(shè)置不同的加工參數(shù)，如葉片松散回潮機(jī)設(shè)定不同的熱風(fēng)溫度、不同的加水量，針對不同模塊，采取不同的加工強(qiáng)度，取得不同的處理效果；葉片處理既可以一次加料，也可以兩次加料；加料前可以增溫增濕，也可以不增溫增濕；切后煙絲可以經(jīng)過薄板式干燥機(jī)干燥，也可以經(jīng)過高溫氣流干燥機(jī)干燥，還可以設(shè)定不同的干燥溫度，等等。

2.2選擇一流的生產(chǎn)工藝加工設(shè)備是實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制的關(guān)鍵

一流的生產(chǎn)工藝加工設(shè)備性能穩(wěn)定、效率高、可靠性高、故障率低，參數(shù)調(diào)節(jié)快捷、準(zhǔn)確，是實(shí)現(xiàn)精確控制的關(guān)鍵。即可選擇HAUNI、GARBUIO等世界領(lǐng)先的進(jìn)口設(shè)備，也可選擇秦皇島煙機(jī)公司、昆船公司等國產(chǎn)設(shè)備。可以選擇兩段式烘絲機(jī)、具有斷絲功能的切絲機(jī)、具有低溫生產(chǎn)工藝處理的氣流式烘絲機(jī)、具有片煙長度測量及調(diào)整切片寬度功能的切片機(jī)、多噴嘴回潮機(jī)、加料機(jī)等。

2.3基于MES系統(tǒng)、智能控制技術(shù)為一體的管控系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)精確控制的保障

制絲線管控系統(tǒng)主要由底層設(shè)備控制層、集中監(jiān)控層和生產(chǎn)管理層三層體系結(jié)構(gòu)構(gòu)成。工業(yè)以太網(wǎng)在制絲生產(chǎn)線監(jiān)控系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用，能滿足PLC間通訊要求，TCP/IP通訊網(wǎng)構(gòu)成上層通訊鏈路，滿足集中監(jiān)控層數(shù)據(jù)通訊要求，集中監(jiān)控系統(tǒng)為ERP和MES系統(tǒng)提供生產(chǎn)、質(zhì)量等數(shù)據(jù)。MES系統(tǒng)可監(jiān)控從原材料進(jìn)廠到產(chǎn)品的入庫的全部生產(chǎn)過程，記錄生產(chǎn)過程的生產(chǎn)工藝路線，以及加工過程中所使用的材料、設(shè)備，產(chǎn)品檢驗(yàn)數(shù)據(jù)以及產(chǎn)品在每個工序上生產(chǎn)的時間、人員等信息。設(shè)備控制層主要實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)工藝段的設(shè)備進(jìn)行控制，完成對閥門通斷、電機(jī)啟停等數(shù)字開關(guān)量和物料水分、生產(chǎn)工藝熱風(fēng)溫度、電子皮帶秤流量等生產(chǎn)工藝參數(shù)實(shí)施控制以及泵的頻率調(diào)整、薄膜閥門開度等其它控制元器件的參數(shù)化控制。生產(chǎn)管理系統(tǒng)定位于生產(chǎn)現(xiàn)場管理的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，系統(tǒng)通過與集中監(jiān)控系統(tǒng)的配合，對MES系統(tǒng)沒有進(jìn)行管理的內(nèi)容進(jìn)行細(xì)化管理，實(shí)現(xiàn)對工單執(zhí)行過程中的跟蹤管理、操作工操作的跟蹤記錄、生產(chǎn)設(shè)備及其參數(shù)管理，以滿足制絲線現(xiàn)場管理的需求。

2.4穩(wěn)定的物料流量控制系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)精確控制的基礎(chǔ)

制絲線物料流量控制系統(tǒng)包括切片機(jī)流量控制、葉片松散回潮機(jī)、潤葉加料機(jī)、烘絲機(jī)、多絲摻配系統(tǒng)和混合絲加香機(jī)等流量控制系統(tǒng)。要求切片機(jī)切后煙片厚度均勻、相鄰兩片間隔時間相等。關(guān)鍵生產(chǎn)工藝設(shè)備前端的流量控制系統(tǒng)有多種形式，主要有喂料機(jī)+定量管+皮帶秤三位一體的控制型恒流量控制系統(tǒng)、喂料機(jī)/定量管+皮帶秤兩位一體的流量穩(wěn)定系統(tǒng)和喂料機(jī)流量均衡系統(tǒng)等，一般在關(guān)鍵生產(chǎn)工藝設(shè)備前端宜采用喂料機(jī)+定量管+皮帶秤三位一體的流量穩(wěn)定系統(tǒng)，其流量穩(wěn)定性好、料倉緩存能力強(qiáng)，能保證進(jìn)入關(guān)鍵生產(chǎn)工藝設(shè)備的物料流量恒定、不斷料，為實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工藝參數(shù)的精確控制奠定基礎(chǔ)。

3制絲關(guān)鍵過程精準(zhǔn)控制的探索

對制絲線生產(chǎn)工藝參數(shù)控制精度起關(guān)鍵作用的是設(shè)備控制層，以下是幾個關(guān)鍵工序的典型控制要點(diǎn)。

3.1切片機(jī)流量控制

常用的切片機(jī)有三刀四片和四刀五片。通常片煙箱的長度有差異，102~115cm，如何均勻地分切是切片機(jī)分切的關(guān)鍵。選用具有片煙箱長度測量功能的切片機(jī)，根據(jù)煙箱的長度自動調(diào)節(jié)切刀的位置，同時優(yōu)化切片機(jī)的控制程序，保證分切后每片厚度基本一致、兩片之間時間間隔相等，并柔和卸料，均勻排列，為后道工序精確控制創(chuàng)造條件。控制要點(diǎn)：準(zhǔn)確測量片煙箱長度、等間隔分切。

3.2葉片松散回潮機(jī)水分控制

葉片松散回潮機(jī)前端配置調(diào)速皮帶、控制型電子皮帶秤，出口配置紅外水分測定儀和溫度傳感器。回潮系統(tǒng)是多變量控制系統(tǒng)，當(dāng)被控對象具有非線性、大滯后、強(qiáng)耦合等復(fù)雜特性，傳統(tǒng)的回潮機(jī)只在入口配置雙介質(zhì)噴嘴，不能更好地滿足加工生產(chǎn)工藝要求。可建立入口、出口雙控制回潮系統(tǒng)，分別對滾筒內(nèi)的物料進(jìn)行增溫增濕，入口回潮控制系統(tǒng)建立起水分調(diào)整平臺，即“粗調(diào)”；出口回潮控制系統(tǒng)根據(jù)出口物料水分的瞬時值進(jìn)行快速反饋調(diào)整，即“精調(diào)”。增加霧化水與物料接觸面積，以提高出口煙葉水分的穩(wěn)定性，提高卷煙產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量的穩(wěn)定性。控制要點(diǎn)：穩(wěn)定的物料流量、可靠的檢測裝置、優(yōu)化的控制模型和靈敏可靠的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

3.3加香（料）施加精度控制

根據(jù)配方及生產(chǎn)工藝要求，設(shè)定加香、加料比例。要保證加香加料的精度和精準(zhǔn)施加，來料流量應(yīng)測量準(zhǔn)確、穩(wěn)定、連續(xù)，控制系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，噴嘴霧化良好和噴射方向正確。既要保證加香加料的比例恒定，又要保證香料均勻施加到物料上，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)施加。通常，在加香過程中，由于多絲摻配后形成的混合絲瞬時流量波動較大，導(dǎo)致加香料液流量瞬時波動較大、加香精度低。我們可以通過喂料機(jī)、定量管、皮帶秤三位一體的恒流量控制系統(tǒng)來穩(wěn)定混合絲流量，但這樣做會增加造碎，通常僅配置一臺計量型電子皮帶秤，流量的瞬時波動是難以避免的。因葉絲主秤為控制秤，梗絲、薄片絲、膨脹絲等為配比控制秤，從而在某一時間段（如60s），混合絲的累積量是穩(wěn)定的（即單位時間內(nèi)混合絲的流量是穩(wěn)定的），因此建議采取流量移動平均值代替瞬時流量值對加香流量進(jìn)行控制，減小混合絲流量波動引起的加香料液流量波動，提高加香的穩(wěn)定性。另外，對于流量較大的加香機(jī)還可以采用進(jìn)料段和出料段兩個噴頭實(shí)現(xiàn)加香，進(jìn)一步提高加香的均勻性。控制要點(diǎn)：配置高精度皮帶秤，采取物料流量移動平均值代替瞬時流量值，提取穩(wěn)定物料流量信號；配置霧化良好的噴頭，精心調(diào)整噴射方向，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)施加。

3.4薄板式烘絲機(jī)水分控制

與回潮系統(tǒng)相同，烘絲系統(tǒng)也是多變量控制系統(tǒng)。在生產(chǎn)階段，烘絲系統(tǒng)根據(jù)來料流量、來料水分、出口水分設(shè)定、干燥系數(shù)、出口水分實(shí)際值計算出爐壁溫度設(shè)定值，爐壁溫度由飽和蒸汽壓力根據(jù)經(jīng)驗(yàn)擬合求得，通過調(diào)節(jié)薄膜閥的開度控制蒸汽壓力，使實(shí)際爐壁溫度追蹤設(shè)定爐壁溫度，從而實(shí)現(xiàn)對烘絲水分的控制。以上是薄板式烘絲機(jī)的一般控制過程，設(shè)備的自動調(diào)整功能較差，僅能滿足一般生產(chǎn)的需要。實(shí)際上影響烘絲機(jī)水分精確控制的因素有很多，如來料流量、來料水分的均勻性、系統(tǒng)控制模型的先進(jìn)性、干燥系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)值、來料蒸汽的質(zhì)量、水分儀、皮帶秤精度和穩(wěn)定性、控制參數(shù)的選定等。可對控制模型、控制程序進(jìn)行優(yōu)化，一是在一定范圍內(nèi)自動調(diào)節(jié)排潮風(fēng)門的開度，以改變烘筒內(nèi)排潮量、改變烘筒內(nèi)溫濕度環(huán)境，以快速改變出口水分，但風(fēng)門調(diào)整范圍要控制在一定范圍內(nèi)，避免引起系統(tǒng)的過度調(diào)整；二是在一定范圍內(nèi)，調(diào)整熱風(fēng)風(fēng)量，調(diào)節(jié)系統(tǒng)的干燥能力；三是根據(jù)來料水分及系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，自動調(diào)整干燥系數(shù)，從而改變烘絲機(jī)筒壁溫度，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的自動水分調(diào)整。控制要點(diǎn)：來料水分穩(wěn)定、流量穩(wěn)定；控制模型先進(jìn)；檢測裝置、執(zhí)行機(jī)構(gòu)靈敏可靠；調(diào)節(jié)排潮系統(tǒng)提高烘絲水分控制系統(tǒng)的反應(yīng)速度。

3.5多絲摻配均勻混配

多絲摻配系統(tǒng)將模塊葉絲、梗絲、膨脹絲、薄片絲等按比例摻兌，可保證配方組分的一致性，但各種配比絲按摻兌順序依次與葉絲混合，但在形成混合絲的過程中，各絲在運(yùn)輸帶上輸送相對靜止，未能很好地混合，雖經(jīng)加香滾筒混合，但配方的均勻性得不到保證。在空間允許的情況下，可配置混絲預(yù)配柜，將整組配方都進(jìn)入到混絲預(yù)配柜，然后再進(jìn)行加香；如果空間緊促，可在多絲摻配后加香前增加倉儲式喂料機(jī)或多組混絲輥來提高多絲摻兌后混合的均勻性，為實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)加香奠定基礎(chǔ)。控制要點(diǎn)：組分溫度、流量穩(wěn)定，增加混絲輥或配置混絲預(yù)配柜，提高配方均勻性。

4結(jié)語

打造一條精準(zhǔn)控制的制絲生產(chǎn)線，不但需要具有特色的生產(chǎn)工藝流程、一流的生產(chǎn)工藝加工設(shè)備等硬件設(shè)施，更需要智能的管控系統(tǒng)和精準(zhǔn)的關(guān)鍵工序設(shè)備控制等軟件設(shè)施。只有兩者的有機(jī)結(jié)合，才能打造出一流的產(chǎn)品，提高對卷煙產(chǎn)品質(zhì)量的控制能力，充分發(fā)揮卷煙原料的特性和使用價值，為打造具有獨(dú)特香氣風(fēng)格和口味的中式卷煙提供核心技術(shù)。

作者:牛序策宋世川李燕單位:山東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司青島卷煙廠