打叶复烤缓冲柜布料均匀性提升措施

李云青 刘羽婷

摘 要：打叶复烤所用烟叶缓冲柜，承担着进一步平衡烟叶的水分，储存一定量的烟叶，为后道工序提供连续、均匀、稳定的物料的作用。本文首先分析叶烤机缓冲柜的结构和控制模式，然后探讨布料效果及效果不佳的原因，最后提出改进措施，以不断提升打叶复烤缓冲柜的布料均匀性。

关键词：打叶复烤;缓冲柜;布料情况;控制模式

Abstract： The tobacco buffer cabinet used for threshing and redrying is responsible for further balancing the moisture content of tobacco leaves， storing a certain amount of tobacco leaves， and providing continuous， uniform and stable materials for the subsequent process. This paper first analyzed the structure and control mode of the buffer cabinet of the leaf roaster， then discussed the distribution effect and the reasons for the poor effect， and finally put forward the improvement measures to continuously improve the uniformity of the distribution of the buffer cabinet.

Keywords： threshing and redrying;buffer cabinet;fabric situation;control mode

产品质量是生产企业持续发展的前提，是企业赖以生存的根本。产品质量的好坏取决于设备的稳定高效运行。但是，在实际生产过程中，研究者发现车间现使用的叶烤机缓冲柜系统布料均匀性不佳，会出现前后换柜时半柜区域物料空缺等情况，而这会严重影响烟叶复烤质量。本文通过对叶烤机缓冲柜的设备结构、控制模式、控制原理等进行分析，寻找制约叶烤机缓冲柜布料均匀性的因素，以求不断改进并完善设备控制，提升缓冲柜的布料均匀性，减少布料效果不佳对烟叶复烤质量的影响。

1 叶烤机缓冲柜的結构和控制模式

1.1 设备结构

车间所使用叶烤机缓冲柜的布料设备主要包括横跑车、横跑车皮带、直跑车、直跑车皮带[1]（见图1）。布料检测开关主要分为金属接近开关、漫反射式光电开关、对射式光电开关三种。从图1可知，金属接近开关有4个，分别为LS3、LS4、LS2、LS1，其分别位于柜子的耙侧与墙侧，用于直跑车运行位置的检测。其中，LS3为向后半柜布料时直跑车向耙侧运行的极限位置检测;LS4为空柜布料时直跑车的初始位置检测;LS2为料满极限位置检测;LS1为前半柜布料时直跑车向墙侧运行的极限位置检测。漫反射式光电开关有4个，其中柜子的耙侧与墙侧各2个，即耙侧300、500，墙侧300、500。其中，300、500指的是光电开关的检测距离。300光电管用来检测高料位，500光电管用来检测低料位。对射式光电开关有2个，分别安装于缓冲柜耙侧、中部，用于检测缓冲柜有料状态和料层高度[2]。

在物料进柜布料方式上，一线叶烤机缓冲柜有寻堆布料和往复布料两种模式。目前主要采用的是寻堆布料的方式，即通过安装于直跑车前后300、500光电管来检测物料的高度及位置，以实现缓冲柜的布料。

1.2 控制模式

1.2.1 设备启动时，直跑车找位布料。在柜空的情况下启动设备，若直跑车不在LS4初始位置时，直跑车将向前找位，直至LS4金属接近开关动作，直跑车才开始进行布料，即柜空情况下，无论直跑车停止时在何种位置，启动设备后，均是从耙侧LS4初始位置开始进行布料。

在生产过程中，若设备因故障或其他原因停机后重启设备，则通过安装于直跑车上的300、500光电管进行找位布料。

1.2.2 运行过程中，直跑车找位布料。设备自动运行过程中，寻堆布料的方法为：当直跑车向前半柜布料，即直跑车皮带向前运行，若耙侧500光电管检测到物料，而耙侧300光电管检测不到物料时，直跑车将停下进行布料，直至耙侧300、500光电管均检测到物料，直跑车在布料的同时将向后步进，直至耙侧300、500光电管均检测不到物料，直跑车又停下布料，如此反复。直跑车向后半柜布料时，也是同样的控制方式[3]。

1.2.3 前半柜向后半柜换柜。直跑车以全柜方式布料时，当直跑车向墙侧运行至极限位置检测LS1接近开关处，同时耙侧300、500光电管均检测到物料，以此判断达到半柜满的状态，直跑车向前运行至柜头耙侧LS3检测开关处。同时，直跑车皮带电机反转，向后半柜继续进行布料。

1.2.4 柜满停止。当直跑车向后半柜布料时，料满极限位置检测LS2，墙侧300、500光电管三个检测开关均动作时，说明柜满，打叶线将全线停机。

2 布料效果分析

缓冲柜布料效果主要受横跑车的位置、直跑车的控制模式、检测开关的性能、来料状态等因素的影响。研究者对车间叶烤机缓冲柜布料情况进行了梳理调查，具体情况为：前半柜向后半柜换向布料时，经常出现物料空段的现象，即向后半柜开始布料的位置无法与前半柜的物料有效衔接，出现布料盲区，当该盲区运作至缓冲柜出料端时，造成“缓冲柜底带在运行，而无物料输出”的状况，布料盲区的客观存在，制约了缓冲柜向烤机均匀、稳定、连续地提供物料，影响复烤的效果，还可能导致烤机电子秤断料。

3 布料效果不佳的原因

3.1 直跑车从墙侧运行至耙侧需要一定时间

由于前半柜向后半柜换向布料时，直跑车从墙侧运行至耙侧需要一定的时间，而这段时间缓冲柜的底带一直在运行，向烤机进行送料。因此，当直跑车达到耙侧限位开关再向后半柜布料时，显然无法衔接上前半柜的料，进一步加剧物料空段现象。

3.2 直跑车长度与缓冲柜有效长度不匹配

从理论上讲，直跑车的长度与缓冲柜有效长度应匹配，才可通过安装于耙侧、墙侧的限位开关来调整直跑车前后布料的极限位置。但是，经现场测量，一线叶烤机缓冲柜有效长度与直跑车长度并不匹配，导致即使在底带静止的情况下，前半柜布料的最后位置与后半柜开始的布料位置之间也存在0.31 m无法布料的区域，具体如图2和图3所示（图中数据均来自现场测算。）。其中，大方框为缓冲柜轨道的有效区域，其长度为缓冲柜墙侧至耙侧的机械限位弹簧间的距离，中部小方框代表横跑车，虚线框为直跑车皮带，箭头所指为布料方向。

从图2和图3可知，在不考虑底带运行，即底带静止的情况下，以目前缓冲柜两侧机械限位弹簧为缓冲柜有效长度，直跑车向前半柜布料时的结束位置与向后半柜布料开始位置之间存在的布料盲区为：7.66-7.35=0.31 m。也就是说，即使底带不运行，直跑车运行至目前缓冲柜的最大极限位置，缓冲柜换向布料时，半柜位置处也存在0.31 m无法布料的区域。若考虑到正常生产中底带的运行，该无法布料的区域将继续加大（直跑车以既定频率恒速切换至前后半柜位置需要0.58 min，此过程中缓冲柜底带持续向耙侧拉料，当底带以33 Hz频率运行时，底带速度为1.07 m/min，用直跑车以既定频率恒速切换至前后半柜位置的0.58 min乘以底带的运行速度1.07 m/min，不计物料倒下遮盖的区域，缓冲柜内因拉料使底带物料空缺的距离约为0.62 m）。因此，此因素即为缓冲柜物料空段最主要的原因。

3.3 直跑车布料时存在抛料现象

缓冲柜通过直跑车皮带将从横跑车送入的烟叶布至柜内。在这个过程中，直跑车皮带对于物料来说，存在一个类似平抛运动的向前抛料的过程。也就是说，直跑车向前半柜布料时，由于这个类似平抛的抛料过程，前半柜布的最后的料应在半柜靠近柜头耙钉一侧;而向后半柜布料时，后半柜料开始的位置则在半柜靠近柜尾一侧，这无疑加剧了半柜位置物料空段的现象。该状况是由设备及其控制模式所决定的，故此原因是目前布料模式无法避免的。

3.4 直跑车布料方向与底带出料方向相反

布后半柜时，直跑车移动布料方向與缓冲柜底带出料方向相反，其相对运动有可能导致某段物料过少或空缺。由于直跑车移动布料方向与底带出料方向相反是由设备及其控制模式所决定的，故此原因是目前布料模式无法避免的。

3.5 300、500料位检测开关被扬尘、烟叶遮盖，造成料车误动作

正常情况下，不论直跑车在布前半柜还是后半柜，当前半柜或后半柜300、500料位检测开关同时被遮挡，布料车均会向墙侧移动。若300、500料位检测开关被积灰、烟叶暂时遮盖，会导致直跑车误动作，最终使缓冲柜某段物料过少或空缺。

4 改进方案及建议措施

4.1 直跑车运行采用不同频率设置

目前，直跑车电机采用变频器恒速控制。为缩短直跑车回位的时间，缓解物料空段的现象，可考虑将直跑车的布料与回位两个过程采用不同频率进行控制，即直跑车布料过程中采用低速运行，回位时则采用快速运行，可有效缩短直跑车回位的时间，在一定程度上改善直跑车向后半柜布料时有可能无法接上前半柜的料，从而导致物料空段的现象。

4.2 调整300、500检测光电管检测角度位置

300、500光电管作为缓冲柜寻堆布料的关键，调整其检测角度与位置可以调整检测到的料位高度，进而影响布料的高度和布料效果。按布料实际情况，调整300、500光电管的检测角度及位置，适当提高布料高度，增强物料在底带运行过程中的倒伏现象，可在一定程度上弥补、缓解物料空段的现象及程度。

4.3 适当缩短缓冲柜限位弹簧长度，并调整柜两侧限位开关的位置

通过分析物料空段原因可知，即使底带不运行，直跑车运行至目前缓冲柜的最大极限位置，缓冲柜换向布料时，半柜位置处也存在0.31 m无法布料的区域。为了缩短无法布料的区域，可适当缩短目前缓冲柜两侧机械限位弹簧的长度，加大直跑车可运行的有效范围。同时，调整位于柜耙侧、墙侧的限位开关位置，能在一定程度上缩短无法布料的不重叠区域，以减少物料空段的现象及程度。

4.4 增加直跑车快速回到耙侧初始位置功能

考虑到烟叶物料的特点及过程布料间或出现的不理想状况，从便于人为干预缓冲柜实际布料状况、服务供料均匀温度的角度出发，在打叶现场工控机上位监控页面新增烤机入口缓冲柜直跑车“回到耙侧初始位置”按钮，在打叶自动状态下，生产人员若发现缓冲柜内物层过低或某段缺少物料，在上位点击按钮，实现布料厚度复检功能。此时，不论直跑车在向前半柜还是后半柜布料，都会强行向耙侧行驶，直跑车皮带向耙侧运转，直到耙侧布料初始位置触发时直跑车停止，从头开始常规的布料模式，以此加强物料厚度和平整度。

5 结语

通过以上改进措施，可有效提升打叶复烤缓冲柜布料的均匀性，为后续生产提供连续均匀稳定的物料。当然，只有符合产品生产需要的设备控制模式才是优良的控制模式，而设备控制模式的改进又是一个持续的过程，以上提供的分析思路可为流水线生产车间的相关工序控制提供借鉴。

参考文献：

[1]河南科学技术出版社.烟机设备修理工（打叶复烤）专业知识[M].郑州：河南科学技术出版社，2013.

[2]王红军，高宏泽.电子元器件故障检测与维修实践技巧全图解[M].郑州：中国铁道出版社，2018.

[3]王保义.卷烟生产工艺[M].北京：国家烟草专卖局，2004.