CO2膨胀烟丝线设备启停方式改进

【摘要】对国内干冰膨胀烟丝生产线普遍采用的设备启停方式--“线启动/停止”进行了分析。结果表明，这种控制方式设置并不合理。提出了改进的具体措施，即将“线启动/停止”改为“有料启动/无料停止”，优化了设备控制，节约了电能，减少了设备损耗。 【关键词】 线启动/停止；有料启动/无料停止；合理；节约电能 Improvement for equipments start/stop in dry-ice expanding cut tobacco system 【Abstract】 The line start/stop for equipments widely used in dry-ice expanding cut tobacco system in China was analyzed. The results showed that this method of controlling had not been rightly set. Introduces a frodose method to improving this control. The line start/stop was properly changed to start/stop in condition of tobacco. It is more reasonable because of good equipment control, the load of equipments was reduced and the waste of power was avoided accordingly. 【Keywords】 line start/stop；start/stop in condition of tobacco； reasonable；power saving 陆磊1,胡宗运2,唐福谋3 1．江苏格瑞实业有限责任公司制造工程部，江苏省徐州市九里区苏山头 221140 2．江苏格瑞实业有限责任公司制造工程部，江苏省徐州市九里区苏山头 221140 3．江苏格瑞实业有限责任公司技术中心，江苏省徐州市九里区苏山头 221140 作者简介：陆磊（1979-），学士，江苏格瑞实业有限责任公司制造工程部，主要从事电气维修，在PLC、HMI等领域有所研究。E-mail: lulei@jsgr.com，0516-85882266-5220，13685126160 在车间生产中，设备启停方式设置是否合理具有重大意义，对生产资源的配置，能源的消耗，过程控制的优化均有相当大的影响。下文从控制设备启停的普遍方式开始，分析了这种方式的设计原则，对照其不足之处，提出了一种改进了的设备控制方法。 1、当前设备启停方式介绍 据有关调查，国内干冰膨胀烟丝生产线中，绝大部分设备的启停控制采用线启动/停止的方式。启停顺序设置所依据的原则是：输送设备采用逆料流方向逐台启动，逆料流方向逐台停机（逆料流启动是指在工艺流程上有直接衔接关系的设备在起动时按逆料流方向依次延时起动。逆料流停车是指在工艺流程上有直接衔接关系的设备在停止时按逆料流方向依次延时停车。），当系统运行过程中某台设备因故障停机时来料方向所有输送设备及时停机，去料方向设备待物料输送完毕后按正常方式停机。输送设备及各个子系统的联锁启停时间可在上位机上进行设定和修改，确保启动正常。正常启动为空载启动，设备延时启动的延时时间可取5~15秒，具体时间视设备的启动时间确定；延时停机的延时时间根据设备卸空物料所需的时间确定。这样，在很大程度上杜绝了设备启停过程中堵料现象的发生。但是，如果设备控制的目的是为了满足物料的传输，那么没有物料运输条件下的设备运转是在做无用功，浪费能源，增加设备损耗。 2、设备控制现状及存在问题 我公司生产线控制系统解决方案由北京达特膨胀烟丝成套设备工程公司和秦皇岛烟机厂共同设计安装，采用罗克韦尔自动化公司的ControlLogix PLC控制平台，控制网ControlNet和设备网DeviceNet两层网络技术。生产工序主要包括切片段、二次回潮及切丝段、冷端、热端、加香段以及成品装箱段。每段设备均采用“线启动/停止”，相互独立，自动条件下设备的启动停止由中央控制室操作人员在上位机监控软件Rsview32上完成。以烟叶二次回潮切丝段为例，本段共有设备22台，烟叶从出料带M16开始运输，经过二次回潮到达切丝机，最后由布料带M36进入储丝柜，本段结束。在自动条件下，由中央控制室操作人员通过监控软件Rsview32发出启动/停止指令，实现此段设备的自动启停。 N:[XIC(M16_START),XIC(LINE2_START_1)]XIC(M17_START)XIC(POWER_3)XIO(Q16)XIC(QS16)OTE(M16_START); N:[XIC(K17)XIC(M16_START)XIC(LINE2_AUTO),[XIC(K16),XIC(S16)]XIC(LINE2_MANUAL) ]XIC(POWER_3)XIO(Q16)XIC(QS16)[OTE(KA16),OTE(H16)]; N:[XIC(M17_START),XIC(LINE2_START_2)XIC(M18_START) ]XIC(LINE2_AUTO)XIC(K32)[XIC(STOP) ,XIO(LINE2_OPERATION) ]XIC(POWER_3)XIO(Q17)XIC(QS17)OTE(M17_START); N:[XIC(M17_START)XIC(AL1_MAXIMUM_NT.DN)XIC(LINE2_AUTO),[XIC(K17),XIC(S17)]XIC(LINE2_MANUAL)]XIC(POWER_3)XIO(Q17)XIC(QS17)XIO(AL2_MAXIMUM_TON.DN)[OTE(KA17),OTE(H17)]; N: XIC(M18_START)[XIC(M18_BEGIN),XIO(AL1_MAXIMUM) ]XIO(M18_STEP.DN)OTE(M18_BEGIN); N: XIC(M18_START)[XIC(M20_BEGIN),XIC(U20_RUN)]OTE(M20_BEGIN); N: XIC(M18_BEGIN)TON(M18_STEP,?,?); N:[XIC(M18_START)XIO(M18_STOP)XIC(M18_BEGIN)XIC(K32)XIC(LINE2_AUTO),XIC(M18_START)XIO(M18_STOP)XIC(M20_BEGIN)XIC(K32)XIC(LINE2_AUTO),[XIC(K18),XIC(S18)]XIC(LINE2_MANUAL)]XIC(POWER_4)XIO(Q18)XIC(QS18)[OTE(KA18),OTE(H18)]; N: XIC(AL1_BELT_STOP)TON(AL1_BELT_STOP_TON,?,?); N: [XIC(AL1_BELT_STOP_TON.DN) ,XIC(M18_STOP) ]XIO(M18_RESTART.DN)OTE(M18_STOP); N: XIC(M18_STOP)XIO(AL1_BELT_STOP_TON.DN)TON(M18_RESTART,?,?); N:[XIC(M20_START),XIC(LINE2_START_2)]XIC(K19)XIC(POWER_4)XIO(Q20)XIC(QS20)XIO(U20_ALARM)XIO(U20_FAULT)OTE(M20_START); N: [XIC(AL1_BELT_STOP),XIC(M20_BEGIN_SET) ]XIC(K32)OTE(M20_BEGIN_SET); N:[XIC(M20_BEGIN_SET)XIC(K19)XIC(M20_START)XIO(JLG1_MEAN_TON.DN)XIO(JLG1_MAXIMUM)XIC(LINE2_AUTO),[XIC(KA20),XIC(S20)]XIC(LINE2_MANUAL) ]XIC(POWER_4)XIO(Q20)XIC(QS20)XIO(U20_ALARM)XIO(U20_FAULT)OTE(KA20); ……………………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………………………. N:[XIC(M36_START),[XIC(LINE2_START_2) ,XIC(LINE2_STARTED)]]XIC(LINE2_AUTO)[XIC(STOP) ,XIO(LINE2_OPERATION)]XIC(POWER_5)XIO(Q36)XIC(QS36)XIO(SL4_BACKWARD_SAFE)XIO(SL4_FORWARD_SAFE)OTE(M36_START); 从上述程序可以看出，本段设备从终端的布料带M36开始启动，逐渐向上，直到出料带M16启动。上游设备的启动条件中串入了下游设备的运行状态信号，也就是说只有下游设备启动了，上游设备才有机会启动。只要下游设备一停，上游设备立即停止运行。 经过细致观察，整段设备启动完毕后，烟叶到达目的地储丝柜的时间是12分钟左右，其他设备以此类推。也就是说这12分钟内有22台设备存在不同时间的空运转。同样，由于传输距离过长，当烟丝全部进入储丝柜的时候才停止本段设备，与启动时类似，又造成了每台设备不同程度的空运转，加大了设备损耗，浪费了电能。 3、 改进方案 针对以上设备启停方式存在的弊病，我们提出了有料启动/无料停止的设备控制方式。启停顺序设置所依据的原则是：输送设备采用顺料流方向逐台启动，顺料流方向逐台停机（顺料流启动是指在工艺流程上有直接衔接关系的设备在启动时按顺料流方向依次启动，并且只有在上游设备感应有料的情况下，下游设备启动。顺料流停车是指在工艺流程上有直接衔接关系的设备在停止时按顺料流方向依次停车，并且只有在下游设备感应无料的情况下，上游设备停机。），当系统运行过程中某台设备因故障停机时来料方向所有输送设备及时停机，去料方向设备待物料输送完毕后按正常方式停机。就上述二次回潮切丝段，我们制定了如下改进措施: 1、利用现有设备上的光电管,除第一顺序设备M16外其他设备都安装一个漫反射式光电管，用来感应物料是否存在; 2、修改当前PLC程序，将上游设备的有料信号串入下游设备的启动条件，下游设备的有料信号串入上游设备的停止条件； 3、考虑到设备突发故障，每台设备均存有物料，或者大部分设备有料，那么重启动方式为线启动； 4、以上为自动状况，手动状况下，设备启动停止条件不变； 5、自动进料结束后，所有设备依次停机，最后停止的设备发出整段停止完毕信号，通知中央控制室操作人员将本段设备控制方式设置为手动，等待下一批次物料。 4、结束语 此次改进是对设备启停的普遍控制方式的挑战。改进后的设备启停方式更加合理，优化了控制流程。同时，节约了电能，减少了设备损耗。还以上述设备段为例，设备平均功率2KW，每年以我生产线3600顿的产量计算即可节约电能18000度，每台设备空运转时间减少40～400小时不等，大大降低了设备故障率。另外，设备停止方式在改进后真正实现无人值守，为车间的生产自动化构建了和谐统一的局面。 参考文献 [1] Rockwell Automation;. Allen-Bradley Logix5550 Controller User Manual; Cat.No.1756-L1, L1M1on.http://www.theautomationbookstore.com [2]《中国烟草学会2005年论文集(各专业委员会推荐)》, 2005年,24-27页