改进烟丝筛分振筛及控制系统降低烟丝消耗

(红塔烟草(集团)有限责任公司 昭通卷烟厂， 云南 昭通 657000)

昭通卷烟厂制丝线原设计工艺路线是烟丝筛分振筛安装在烘丝后，采用平板式振筛，由于制丝线烘丝流量设定6 900kg/h，烘后烟丝的物料流量大，振筛料层物料较厚，烟丝中的碎末难以得到完全筛分，使烟丝含末率高，造成烟支空头的质量缺陷。为降低烟丝含末率，满足卷制质量要求，把振筛网孔直径由1.0mm扩大至1.2mm，以实现碎末的充分筛离。但是，过大的筛分孔径又增加了可用烟丝的误筛率。导致部分>1.0mm的可利用短烟丝也随着烟末进入除尘管道被浪费掉。因此，传统的烟丝筛分振筛方式难以实现烟丝误筛率与烟支含末率的平衡。

1 传统平板式振筛烟丝筛分现状

由于红塔山系列是昭通卷烟厂加工产品产量最大的品牌，因此，选取“红塔山(软、硬经典)”品牌进行测试。对“红塔山(软、硬经典)”在线加工烟丝筛分后的烟末连续取样三次进行测试，统计烟末中>1.0mm烟丝的含

表1 筛分烟末中>1.0mm烟丝测试

量。测试结果表明>1.0mm烟丝所占比例最大值54.19%，最小值50.10%，平均值52.13%(见表1)，筛分烟末中>1.0mm烟丝含量较大，需对烟丝振筛进行改造，提高>1.0mm烟丝的利用率，降低烟丝消耗。

2 烟丝筛分振筛改进方案

为降低单箱耗叶，降低烟丝消耗，经过工艺和设备技术人员多次论证后，决定引进新型烟丝振筛，改变制丝线传统的烟丝筛分方式，在满足烟支含末率的前提下，尽可能降低烟丝误筛率。经过认真分析，结合昭通卷烟厂制丝线实际情况和先进厂家的经验，从占地空间、运行过程安全隐患、筛分效果、技术难易程度、维护保养便利性、工序造碎方面进行综合分析，选用了三段两级式筛分机。“三段两级式筛分机”由上、下两层筛分槽体、机架、传动系统等组成，上层筛分槽体有6.0mm、5.0mm、4.0mm三种孔径，沿烟丝流向依次排布三段筛网，实现烟丝梯级分流，使上层筛分槽体入口段的烟丝可以较快地落到下层筛分槽体，确保烟丝在下层筛分槽体上有足够的筛分行程，使烟丝得到充分筛分。下层筛分槽体的筛网孔直径为1.0mm，由于烟丝流量较小、料层较薄，能充分筛出碎末,在满足卷烟含末率要求的前提下，降低了烟丝的误筛率。同时，为减少加工过程产生的造碎，将筛分机安装位置由烘丝后调整到烟丝加香进料前。

3 烟丝筛分振筛电气控制系统的实现

烟丝筛分振筛方案确定后，对振筛进行了采购，设备到场后，对原皮带运输机进行了改短处理，留出距离对振筛进行了安装，设备安装到位后，根据现场位置情况选择φ400mm风管连接到筛分除尘风管上，经过对加香段控制程序的分析和了解，要实现对振筛的电气控制(如图一)，需要对控制系统硬件和程序从以下方面进行改进。

图1 新增振筛电机控制图

3.1 硬件设计及安装

由于该振筛电机功率为5.5KW，原设计现场分布式ET箱有空间，因此选择馈电器控制电机，馈电器选择8-12A，电缆选择4*4mm2电缆，隔离开关选择车间常规使用的隔离开关，现场手动控制一键启、停按钮通过原KP8空余按钮来控制。

3.2 确定输入输出控制点地址及编辑变量符号表(见表2)

表2 编辑变量符号表

3.3 给上位WINCC显示及报警用变量设计

参考皮带输送机变量设计，在原数据块后面增加8个字节，分别用于上位计算机显示及报警用(见表3)。

表3 电机显示信息变量

3.4 与筛分除尘控制系统交互的接口变量(见表4)

表4 筛分机与除尘系统接口变量

3.5 PLC控制程序修改

增加一个程序块FC357，在程序块中调用一键启、停电机控制功能，并将相应的变量填入对应的输入输出接口，在网段中分别并入手动、自动控制条件以及串入电机控制基本条件(如隔离开关、馈电器、动力电源信号等)，并输出控制输出点，控制馈电器的启停。同时，将自动启动信号输出给前、后设备以及除尘设备作为启停前后设备和除尘设备的命令，并修改前后设备控制程序(见下图2、图3、图4)。

图2 振筛一键启停程序

图3 振筛电机运行控制程序

图4 振筛电机输出控制程序

3.6 上位监控画面修改

在上位计算机上新建WINCC 变量，并对新增振筛画面进行编辑，振筛运行状态显示变量进行连接，报警信息进行处理，完成后对画面进行更新。

3.7 振筛与除尘设备通信及程序处理

在通讯程序中将振筛启、停及故障复位控制信号传给除尘PLC，除尘PLC将除尘风机运行信号及故障信号传回给PLC，完成通信接口处理。通过接口信号修改相应的控制程序，完成所有控制程序的修改。

振筛和除尘通讯

ZS32：M71.0——DB1001.20.0 运行

M71.1——DB1001.20.1 脉冲

振筛控制程序修改ZS32：FC406

除尘程序修改ZSCC：FC286

2017年8月，引进安装了三段两级式烟丝振筛，通过调试，9月初在昭通卷烟厂制丝线投入使用，并由工艺质量科牵头组织了相关的工艺调试及相关测试。

4 新增振筛改善效果验证

4.1 烟末中>1.0mm烟丝含量达到预期目标(见表5)

表5 筛分烟末中>1.0mm烟丝测试

从测试结果可以看出，由平板式振筛更换为三段两级式振筛，调整安装位置后，筛分烟末中>1.0mm的烟丝比例，由52.13%下降为12.99%，烟丝误筛率大幅度降低。

4.2 烟丝结构保持稳定

对改进前后的烟丝结构进行测试，从测试结果可以看出，使用三段两级式振筛后，烟丝的整丝率无明显变化，烟丝碎丝率略有下降，烟丝结构保持稳定(见表6)。

表6 烟丝结构对比测试

4.3 降耗效果明显

通过对生产过程中产生的烟末进行测试，测试情况如下(见表7)：

表7 筛分烟末重量测试

4.4 烟支含末率保持稳定(见表8)

表8 筛分烟末测试

序号红塔山(软、硬经典)玉溪(硬)平板筛三段两级式平板筛三段两级式111.701.622.431.53121.851.792.182.25131.501.821.772.14141.521.592.182.20151.891.541.961.84…………………………901.521.592.101.82平均值1.721.712.011.96

从测试结果可以看出，采用三段两级式筛分后，筛分烟末由93.62kg每批下降为15.83kg每批，筛分烟末中>1.0mm的烟丝重量由48.80kg每批下降为2.06kg每批，每批节约可利用烟丝46.70kg，降耗效果明显。

分别统计30批红塔山(软、硬经典)、玉溪(硬)使用平板筛和三段两级式振筛生产的烟支含末率，从统计结果可以看出，使用三段两级式振筛后，两个牌号的烟支含末率略有下降，基本保持稳定。

此次设备改造，投资小，改造快，不但通过设备的安装以及控制程序的修改，锻炼了队伍，还通过类似的小改小革，降低了车间消耗，取得了较好效果。