GDX2硬盒包装机小盒商标纸消耗高的解决方法

GDX2硬盒包装机小盒商标纸消耗高的解决方法【关键词】人为因素；PLC；预判；停机保养；商标纸消耗高
1、引言
GDX2包装机组是具有国际先进水平的卷烟包装机，设计合理、工作可靠，控制系统先进。

但是在卷烟包装生产过程中也存在着一些问题，如小盒浪费大就是一个很重要的问题。

设备在正常运行中由于种种原因都会造成小盒的消耗，在浪费小盒的同时，不但提高了香烟的成本也降低了设备的效率。

基于这种原因我们对小盒消耗高的问题进行了分析研究，并相应的采取了改进措施。

2、问题的存在与分析
2.1存在问题的分析
卷烟包装机在运行过程中由于种种原因都有可能造成小盒消耗，其中有些原因是可以预判、可以避免的，有些是不能避免的。

下面我们就想到的原因逐一进行分析：
（1）人为因素。

由于操作培训的不系统和各个操作工的基础不一样，所以造成了每个操作工的操作技能不同，这样就直接影响了设备的作业率和原材料的消耗。

同时，小盒消耗指标没有落实到各个机台，工人们的节能意识还没有提高上去，这也是人为因素的一个主要部分。

（2）机器因素。

设备在正常运行，如果有内框纸更换或有中间接头出现时，设备会在八号轮剔除五包或两包烟，而此时小盒也相应的被剔除掉。

设备在停机保养和时间较长的故障停车时，由于小盒胶干，再次启动设备的时候会在六号轮自动排除13包烟。

小盒在吸取的过程中，由于负压管路的堵塞和吸嘴磨损会对小盒的吸取造成影响，造成小盒吸取堵塞现象。

（3）材料因素。

小盒粘连对吸取会造成很大的影响，印刷走版虽然很少，但它也是造成剔除消耗的一部分。

（4）环境因素。

环境的变化对材料的影响很大，材料在运输、储存的过程中环境是不可能一成不变的，无论是温度还是湿度都不可能保证恒定。

（5）制度因素。

目前，据我们所知道的还没有一种方法能在不破坏小盒的情况下，对烟支的包装质量进行检验。

2.2主要问题的确定
综合以上的分析，我们可以看出影响小盒消耗的因素有很多种。

有些是可以
避免的，有些是躲避不了的，我们再进一步进行分析一下，看看哪些是主要问题，哪些是次要问题。

经调查卷包车间操作工培训记录，车间所有操作人员都通过内部培训，考核合格后具备上岗资格，85%以上操作工有多年的操作经历，仅有个别新上岗的操作工对GDX2设备的个别部分不够熟练，整体队伍的操作技能水平较高。

因此，操作培训不到位不是主要问题。

GDX2包装机每次更换内框纸或内框纸中间有接头时，为防止内框纸接头烟包进入成品，自动在八号轮剔除五包或两包烟。

正常状况下单个机台每班平均有三个内框纸接头、每个班更换七次内框纸，那么每班由于内框纸更换和内框纸接头剔除量约为41包。

按平均单台产量60箱计算，影响小盒消耗0.7张/箱。

因此，内框纸更换或接头消耗小盒是主要问题。

GDX2包装机停机时间只要超过60秒以上，设备重新启动后将在六号轮自动剔除13包烟，主要原因是从涂胶辊开始到五、六轮过渡处的已经涂胶但未完全成型的13包烟胶水已干，必须全部剔除。

每个班包装机主动停机时间超过60秒的次数最起码有四次（包括过程保养、就餐保养、接班保养、故障维修等），这样一个班由于停机保养造成的小盒剔除量达52张，按平均单台产量60箱计算，影响小盒消耗0.9张/箱。

因此，设备停机保养前吸取小盒是主要问题。

我们调查了多家烟厂发现：真空负压管路或滤网清洁已经被大多数车间纳入了过程保养的内容。

因此，真空负压管路或滤网保养不及时为次要问题。

GDX2设备的小盒吸嘴更换周期按照国产件20天，进口件35天进行周期性更换，有效的防止了盒皮吸嘴磨损导致的小盒堵塞问题。

因此，小盒吸嘴磨损为次要问题。

在我们抽样调查的两百张小盒中只发现3、4张稍微有小盒粘连现象，但只要在放置盒皮时用手稍微打散一下即可消除。

因此，小盒粘连为次要问题。

由于在印刷过程中已经有多次质量检验了，所以小盒走版在剔除原因中所占比例为最小，一个月也就出现2、3包，因此，小盒走版为次要问题。

我们调研了多组机台发现：操作工四十包烟检验时都是撕毁小盒再检验小盒内烟支，这样每个班由于检验烟支最少要破坏小盒40张，按平均单台产量60箱计算，影响小盒消耗0.7张/箱。

因此，四十包检验是主要问题。

我们调查了储存环境的温湿度记录表和温湿度趋势图时，没有发现温、湿度超标的异常记录。

因此，温、湿度不恒定造成的小盒变形为次要问题。

以上调查分析的结果表明：内框纸更换或中间接头吸取小盒、设备停机保养前吸取小盒、四十包检验破坏小盒是造成GDX2包装机小盒消耗高的主要问题。

3、解决方法
3.1改写PLC程序实现内框纸更换或中间接头剔除小盒功能
GDX2包装机每次更换内框纸或检测到内框纸中间有接头时，为了防止内框纸接头烟包进入成品，设备会自动在八号轮剔除五包或两包烟，而被剔除的烟包都带有小盒。

如果附加一套PLC控制系统对GDX2包装机控制程序进行改进，利用GDX2包装机原装内框纸用完微动开关和内框纸接头检测器作为PLC输入信号，机器一旦检测到内框纸用完或有中间接头，PLC程序经过移位控制小盒剔除电磁阀[1]，将对应的小盒剔除，同时PLC输出控制机器降速运行，将无盒皮的烟包在六号轮剔除。

图1是内框纸更换或中间接头剔除小盒功能的流程图：
3.2改写PLC程序实现设备停机保养前剔除小盒功能
GDX2包装机每次停机时间超过设定值，重新启动设备后六号轮会自动剔除小盒胶干烟包13包[2]。

由于设备本身的突发故障引起的停机无法改变小盒的浪费，而在操作工如果可以提前预知设备停机的情况下，通过改进程序可以在停机前提前剔除小盒，这样每次都可以节约小盒13张。

在设备运行正常的状况下，每个班GDX2包装机停机保养最少要有四次（包括过程保养、就餐保养、接班保养、停机检修等），每个班次的剔除量超过52包。

在设备操作台上增加选择开关，修改PLC控制程序，每次停机保养前把选择开关拨到保养模式上，设备就可以提前将13张小盒剔除，在没有小盒的烟包到达五号轮和六号轮过渡处停机，重新启动设备后将13包无小盒的烟包在六号轮剔除，从而降低了小盒消耗。

3.3改写PLC程序实现四十包烟检验小盒不涂胶功能
GDX2包装机的烟支盒模共有四十个，为了防止大批量的出现残支烟，操作工每班都要进行烟支质量检验，每次开车的前四十包烟都要被拨开，小盒消耗较大。

我们从实际情况上进行分析，既要方便操作工检验又要不造成小盒浪费，最好的办法就是把要进行检验的烟包小盒不涂胶。

设计新的PLC控制程序，在操作面板上增加新的检验按钮，操作工需要检验时只要在机器正常运行时按下检验按钮，机器将控制商标纸涂胶反衬辊自动弹开，停止四十包烟的涂胶，四十包烟过后涂胶反衬辊自动复位，并在八号轮自动剔除未涂胶的四十包烟。

由于小盒没有涂胶，操作工检验烟支质量后可以回收小盒再次使用。

4、结论分析
改进前单机台每班由于内框纸更换和内框纸接头剔除量约为41包，即消耗小盒41张。

附加控制程序后，使内框纸更换或有中间接头剔除小盒，单班单机台降低小盒消耗41张。

按实际产量60箱计算，降低小盒消耗0.7张/箱。

改进完成后，如操作工每次停机保养前把选择开关选到保养模式，即可提前将小盒剔除，设备重新启动后将在六号轮剔除13包没有小盒的烟包，按单班单机4次计算可降低小盒消耗52张。

按实际产量60箱计算，降低小盒消耗0.9张/箱。

改进完成后，如操作工需要进行四十包烟检验时只要按下检验按钮，机器停止四十包烟的涂胶并自动在八号轮剔除未涂胶的四十包烟。

由于小盒没有涂胶，都可以再次使用。

按平均单台产量60箱计算，可降低小盒消耗0.7张/箱。

表1为单台设备每年降低消耗的统计。

从表1中我们可以看出：一台设备每年大概节约2万元左右，如果某个烟厂有20组设备，那么该厂每年大概可节约40万元的成本，从长远角度看，该项改进是相当有意义的，每年节约的成本也是相当可观的。

5、结束语
GD包装机小盒消耗高是设备本身自带的问题，必须从设备的内部控制入手。

我们通过附加的PLC控制系统对GD的控制程序进行了改进，从我厂的使用效果上看是非常好的，单箱的盒皮消耗较改进前可节约2张左右。

小盒消耗高不是GD包装机存在的唯一问题，烟支、条盒等等的浪费也是很大的，今后，我们也会逐个针对这几项进行论证分析和改进。

【摘要】工艺冷却水系统常用于半导体、微电子等行业中关键设备的间接冷却。

工艺冷却水系统分为开式系统和闭式系统，对工艺冷却水系统组成、工作原理、系统特点及系统模式选择等内容进行了研究。

【关键词】工艺冷却水；开式系统；闭式系统
工艺冷却水的应用范围非常广泛，涉及到工业生产中的各方面，包括半导体、微电子、工业制冷机、火电厂中汽轮机排气冷凝、大型中央空调、煤化工、石化厂、天然气管道降温等场所均有大量的工艺冷却水使用[1～5]。

在许多产品或工艺生产环境都要求配备洁净厂房，车间全年要求温度和相对湿度保持在一定范围，其中一些生产过程发热量大，工艺设备需要低温水冷却降温，甚至在冬季仍然需要空调供冷，为了满足这些要求，必须建造工艺冷却水系统，工艺冷却水系统分为开式系统和闭式系统两类。

介绍了工艺冷却水系统组成、工作原理、系统特点及系统模式选择等内容。

1、工艺冷却水系统组成及工作原理
工艺冷却水系统由以下几部分组成：冷水机组、泵、热交换器、水箱、过滤器、工艺设备。

如图1所示。

冷水机组：给冷却水系统提供冷源。

水泵：对水加压，保证其在冷却系统中循环流动。

热交换器：利用此设备使冷冻水系统与冷却水系统产生热交换，以将此系统负载端产生的热量传送给冷冻水系统。

热交换器种类繁多，按其形式可分管壳式、板式、板翅式、热管式等。

相比较而言，板式热交换器具有占地面积小，传热面
积大的优点，考虑到半导体厂房空间面积造价特点，优选占地面积小的设备，节约用地面积，节省了工程造价。

水箱：开式系统中水箱主要起到补充水源作用。

闭式系统中水箱需要选择膨胀水箱，膨胀水箱有三个作用，一是收容和补偿系统中水的胀缩量；二是向密闭式循环水系统提供稳定的压力，起到系统稳压的作用；三是作为系统补水泵的指示，通常由膨胀水箱发出信号启动或关闭系统补水泵。

过滤器：过虑掉水中的固体颗粒杂质，净化水源。

工艺冷却水系统中有冷冻水和冷却水这两个相对独立的系统，冷冻水由冷水机组提供，冷冻水与冷却水进行热交换，使冷却水降温从而降低设备的温度。

从生产设备抽水经水泵至热交换器通过控制冷冻水的量来保证工艺冷却水的水温，通过过滤器后送至生产线设备，再回到水泵。

构成工艺冷却水反复循环。

冷冻水则直接回冷水机组。

1.1风冷与水冷冷水机组比较
风冷冷水机组是以空气为冷（热）介质，作为冷（热）源兼用型的一体化设备。

如2所示。

机组以其高效、低噪音、结构合理、操作简便、运行安全、安装维护方便等优点。

风冷模块机组省去了冷冻水系统所必不可少的冷却塔、水泵、锅炉及相应的管道系统等许多辅件，系统结构简单，安装空间省、维护管理方便且又节约能源。

另外，冷冻水不暴露于空气中，水的损耗很少，因此可以使用纯水，避免了水质过差的地区所造成的冷凝器结垢，水管堵塞等现象，同时还节约了水资源。

水冷冷水机组是靠水循环来达到冷凝效果，然后靠水循环来带走一定的热量的冷水设备；通常有“水冷螺杆机组”“水冷涡旋机组”。

如图3所示。

水的再冷却是通过冷却塔来进行的，因此冷冻水在循环过程中要与空气接触，部分水在通过冷却塔时还会不断被蒸发损失掉，因而水中各种矿物质和离子含量也不断被浓缩增加。

为了维持各种矿物质和离子含量稳定在某一个定值上，必须对系统补充一定量的冷却水，通常称作补充水，并排出一定量的浓缩水，通称排污水。

1.2冷水机组基本组成
冷水机组主要构成部分有：压缩机、蒸发器、冷凝器、热力膨胀阀。

压缩机：压缩机是整个制冷系统中的核心部件，也是制冷剂压缩的动力之源。

它的作用是将输入的电能转化为机械能，将制冷剂压缩。

蒸发器：蒸发器是依靠制冷剂液体的蒸发（实际上是沸腾）来吸收被冷却介质热量的换热设备。

它在制冷系统中的功能是吸收热量（或称输出冷量）。

为了保证蒸发过程能稳定持久的进行，必须不断的用制冷压缩机将蒸发的气体抽走，以保持一定的蒸发压力。

冷凝器：在制冷过程中冷凝器起着输出热能并使制冷剂得以冷凝的作用。

从制冷压缩机排出的高压过热蒸气进入冷凝器后，将其在工作过程吸收的全部热量，其中包括从蒸发器和制冷压缩机中以及在管道内所吸收的热量都传递给周围介质（水或空气）带走；制冷剂高压过热蒸气重新凝结成液体。

（根据冷却介质和冷却方式的不同，冷凝器可分为三类：水冷式冷凝器、风冷式冷凝器、蒸发式冷凝器。

）
热力膨胀阀：热力膨胀阀在制冷系统中既是流量的调节阀，又是制冷设备中的节流阀，它在制冷设备中安装在干燥过滤器和蒸发器之间，它的感温包是包扎在蒸发器的出口处。

其主要作用是使高压常温的制冷剂液体在流经热力膨胀阀时节流降压，变为低温低压制冷剂湿蒸气（大部分是液体，小部分是蒸汽）进入蒸发器，在蒸发器内汽化吸热，而达到制冷降温的目的。

2、开式与闭式系统特点比较
冷却水系统分为开式系统和闭式系统两种，闭式系统主要由水泵、板换、工艺设备、管网和定压设备组成，开式系统主要由水箱、水泵、板换、工艺设备和管网组成。

开式系统和闭式系统相同点：①均为间接传热；②工艺设备对水质要求比较高，故系统补水均需软化水补水（可以采用纯水站二级反渗透水作为系统补水，不需要再增加水处理装置）；③系统冷媒均为冷冻机冷却水。

开式系统和闭式系统不同点：①开式系统冷却水在水箱处和大气局部有接触；②开式系统无法利用系统回水压力。

3、工艺冷却水系统模式的选择
工艺冷却水系统的模式分为开式系统和闭式系统，在设计过程中如何选择开式系统和闭式系统，应根据以下几种情况进行选择[6，7]：①当工艺设备最高处距离水泵板换设备高差比较大时（高差超过10m），建议采用闭式系统，这样可以充分利用设备余压及静扬程；②当工艺设备供水压力要求很高但设备压差不大时，建议采用闭式系统，这样可以利用管网余压减小水泵扬程，起到节能作用；
③当厂房工艺设备分期分批投产或设备更新调整比较平繁时，考虑到系统可调试性，建议采用开式系统，可以加快系统调试运行；④从节能角度考虑，采用闭式系统，可以大大减小工艺冷却水供水循环泵的扬程，一方面可以节约初投资，另一方面可以节约能源，减小运行费用。

⑤当设备冷却水温度在最热天能用冷却塔直接降温或业主要求投资少时，可以采用开式系统。

当设备冷却水进水温度采用开式冷却塔无法满足时采用闭式系统，利用冷冻水作为冷媒。

4、结论
工艺冷却水系统在半导体、微电子等行业中应用非常广泛，为了在提高系统工程的稳定性、降低工程成本以及节能等方面取得良好效益，在系统工程设计过
程中如何选择理想的运行模式显得非常重要。

介绍了工艺冷却水系统组成、工作原理、系统特点及系统模式选择等内容，为工艺冷却水系统的设计提供参考。