梗丝风送、风选恒定风速自动控制系统改造

梗丝风送、风选恒定风速自动控制系统改造
【摘要】针对梗丝风送、风选系统风速无法自动调节控制的问题，对梗丝风送、风选系统进行风速自动控制等系列设备技术改进，并实现了设备控制参数的自动下载。

改造后提高了梗丝风送、风选系统风速的稳定性，提高了梗丝加工质量，降低了能源消耗。

【关键词】梗丝;整丝率;纯净度;含水率;风速控制系统
0.引言
气力输送在卷烟工业中应用非常广泛，特别是与工艺过程相结合后，使卷烟厂的工艺和设备得到简化，目前已经成为国内外卷烟生产连续化、自动化不可缺少的装置。

输送气流速度是气力输送的一个重要参数。

最有利的气流速度可以保证被输送的物料在所有的输送管道内均匀可靠地输送条件下，气力输送系统具有最经济的工作性能。

从降低能量消耗和物料消耗来看，气流速度越小越好，但速度过小，系统对物料的流量变化适应能力下降、工作不稳定、易于发生堵塞现象，并且会造成过度分拣，致使物料消耗增加;气流速度过高，会增加动力消耗、物料消耗及管道和部件的磨损，并且会造成分拣不足，致使物料纯净度降低。

1.存在的问题
目前郑州卷烟厂制丝车间制丝线梗处理段烘梗丝后梗丝输送采用风力输送方式，同时利用风力对梗丝内梗签、湿团等杂物进行分拣剔除，由于不同牌号、规格的梗丝在风力输送过程中所需要的风速、风量不同，当风速、风量调整不合适时会造成梗丝输送或风选分离效果差，对正常生产和产品质量产生不利影响。

同时由于目前的控制手段是通过调节风门、挡板开度的大小来调整风速、风量。

这样，不论生产的需求大小，风机都要全速运转，而运行工况的变化则使得能量以风门、挡板的节流无谓损失消耗掉了。

在生产过程中，不仅控制精度受到限制，而且还造成大量的能源浪费和设备损耗。

从而导致生产成本增加，设备使用寿命缩短，设备维护、维修费用高居不下。

2.改进方案
改进方案采用PLC控制及变频控制技术实现自动调节风机转速的控制方式，具备在无人干预的情况下，自动满足生产过程工艺的要求。

本次改进采用一个带模拟量输出，测量范围0-20m/s的风速传感器。

将模拟量输出作为给定送入PLC 控制系统，经PLC控制系统的PID调节后输出给变频器，使变频器根据风速的大小自动调节输出频率以控制风机电机转速，从而达到恒定风送风速的目的。

风送系统工艺控制参数自动从生产制造系统自动下达，避免人为的干预。

3.改造内容
3.1风机变频改造
在选用变频器调速时，考虑风机电动机特性与实际各机构中的应用。

本例采用丹佛斯公司FC300系统系列高性能变频器，保留原来风速管道中风量机械调节方式，风机在变频方式工作运行时，机械开度调节装置处于全开状态，通过变频器改变电机转速以调节系统风速。

3.2风速检测改造
为避免风速传感器和梗丝直接接触影响检测精度和检测的稳定性，我们在梗丝风送系统除尘器后、风机前安装了E+E薄膜风速传感器。

这种传感器较之其它的传感器对灰尘和污垢的抗干扰能力强，测量数据可靠，维护成本低。

测量范围0-20m/s。

在风送系统除尘器后安装风速检测装置（1）可以有效避免风送系统中微小颗粒物或灰尘对传感器的影响；（2）选择该位置可有效避免由于除尘系统性能下降造成的风速系统风速控制不稳定。

3.3风速的确定
为确定合适的风送风速，保证输送能力的情况下尽可能降低风速，减少造碎，降低消耗，我们根据卷烟工艺规范要求（含水率指标%：12.5～14.5±0.5；整丝率降低指标%：≤3.0；纯净度指标%：≥99），通过实验测试梗丝风送后的整丝率、纯净度和含水率等几个方面综合考虑后确定最佳风送风速，最终风速控制在12.52m/s左右。

3.4风速实时自动跟踪控制
为了控制梗丝风送系统风速恒定，保证风送风速维持在设定值上，将4-20mA 风速信号引入风送除尘控制系统,转换处理后由PID进行调节控制，通过输出4-20mA电流改变变频器频率，自动控制风速大小，实现风速的自动调节控制，保证生产过程中风速保持恒定。

同时为保证系统可靠运行，本次改进设置一个手/自动控制方式转换功能，在正常状态下，手/自动转换开关设置为自动方式，风机由PLC自动控制。

当系统出现问题时将手/自动转换开关转为手动方式，此时通过手动设置参数，控制风机变频器运行。

3.5控制参数自动下载
为加强过程控制，避免人为因素的失误造成设备故障或潜在的质量隐患，实现生产过程中根据不同规格、牌号自动下载控制指标，我们将需要的风速值作为控制参数随生产标准通过生产执行系统自动下载到制丝中控系统，自动调整标准值，避免人工频繁地调整。

4.结语
改造后取得了显著的效果，梗丝风速、风选风速实现了比较理想的自动调速控制，降低了原系统噪音，改善了工作环境，既提高了设备效率，又满足了生产工艺要求，并且大大减少了设备维护、维修费用。

同时改造后有效避免了由于除尘系统工作状况发生变化时对梗丝批次内和批次间所造成的风选效果差异，保证了梗丝加工的同质化；使得风力输送能力最大化，设备运行功率最小化，实现了设备运行参数最优化；并且改造后有效避免了管道内物料堵塞现象的发生。

直接和间接经济效益都十分明显，其中节电效率达31.44％。

【参考文献】
［１］李春香.板框过滤机控制系统的实现[J].广州航海高等专科学校学报,2010,(02).
［２］田建英,严怡.浅谈技改后制丝线的设备管理[J].洛阳工业高等专科学校学报,2006,(02).。