烟草行业皮带秤宽流量控制系统的设计应用

2015-12-08李军吕建国尉泽民孙钦兰

山东工业技术 2015年23期

李军　吕建国　尉泽民　孙钦兰

摘要：烟草行业的皮带秤在生产加工过程中，由于新的生产工艺要求的变化，超出了现有皮带秤的设计能力，无法满足生产工艺的标准，而不得不借用其它皮带秤来保证生产工艺的要求，这事必影响了被借用皮带秤的正常工作。针对皮带秤生产能力的局限性设计了皮带秤宽流量控制系统，来满足皮带秤在实际工作中的应用。经过实际运行结果表明，是一个可靠、宽流量（大范围）、灵活的皮带秤控制系统，完全解决了企业在生产中的困扰。

关键词：设计；皮带秤；宽流量；控制系统

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.23.236

1 梗丝皮带秤在应用的情况及存在的问题

制丝车间混丝掺兑是制丝工艺中非常重要的工序，其中梗丝掺兑的均匀性直接影响着烟丝的产品质量。梗丝秤在大比例生产时，掺兑精度良好，达到了工艺要求的≤0.8%，而泰山“秀”系列产品以及合作加工品牌的梗丝掺兑比例小，最小比例仅为4%，折合掺兑瞬时流量约为160kg/h。而梗丝秤的设计流量范围为200-2000kg/h，显然梗丝秤无法满足生产工艺要求。为了满足生产的需要，我们不得不采用了借用残丝设备的方法，残丝秤的设计流量范围为100-500kg/h，即从梗丝柜中先接出梗丝倒入残丝喂料机，梗丝经提升带、通过残丝皮带秤实现梗丝的掺兑。采用借用残丝设备的方法掺兑梗丝，即增大了梗丝的造碎率，又不利于现场的生产管理，并占用了大量人力的资源。

2 皮带秤宽流量控制系统方案设计

2.1 确定使用双速电机方案

为了既能保障梗丝掺兑的控制精度，又能缩短改造的实施工期，我们采用“双速电机+变频器”。双速电机的原理（图1）

双速电动机属于异步电动机变极调速，是通过改变定子绕组的连接方法达到改变定子旋转磁场磁极对数，从而改变电动机的转速。根据公式；n1=60f/p可知异步电动机的同步转速与磁极对数成反比，磁极对数增加一倍，同步转速n1下降至原转速的一半，电动机额定转速n也将下降近似一半，所以改变磁极对数可以达到改变电动机转速的目的。这种调速方法是有级的，不能平滑调速，而且只适用于鼠笼式电动机。此图介绍的是最常见的单绕组双速电动机，转速比等于磁极倍数比，如2极/4极、4级/8极，从定子绕组△接法变为YY接法，磁极对数从p=2变为p=1。转速比=2/1=2

2.2 方案预期效果的测试

我们在生产任务相对宽松的中试线混丝段进行预期效果测试，在混丝段梗丝秤安装了一台功率为0.25KW的双速电机进行试验，测试的流量范围为实际生产所需的范围，在叶丝主秤上挂码模拟自动生成的叶丝流量，在梗丝秤上过实物（梗丝），（备注：实际的生产中，叶丝秤作为主秤，其它的梗丝秤、膨胀丝秤、残丝秤等都是依据叶丝主秤的流量，按工艺比例进行搀兑）。

测试的结果：梗丝秤的搀兑精度≤0.055%，满足工艺要求的≤0.8%，试验结果良好。

2.3 确定双速电机的型号

根据生产的实际情况，确保皮带秤满足最低瞬时流量为160kg/h，此时的皮带秤状态是稳定的，而变频器的运行频率不低于10Hz。为了既满足大流量的控制，又满足小流量的控制，我们计算出了双速电机的速比：1：40

根据SEW减速电机的速查表，我们选择双速减速电机的型号为：DT90L8/4

-转速： 700/1400rpm

-变频器50Hz时，输送带速度最大可达到6.5m/s

-满足皮带秤大流量使用

-输出功率：0.75KW

-双速减速机功率：0.44KW

-原变频器满足使用要求，不用更换

2.4 方案的实施情况

我们在采用双速电机控制实现宽流量设计的前提下，尽可能保留了原有的主回路，在此基础上增加高低速切换接触器，利用PLC程序自动实现高低速的切换功能，并实现高低速转换互锁，满足安全需要。