烟草制丝线加香加料系统防差错技术的应用

2020-09-24张晓峰

设备管理与维修 2020年15期

张晓峰

（河南中烟黄金叶生产制造中心，河南郑州 450016）

0 引言

在卷烟制丝过程中，类似于六西格玛、SPC（Statistical Process Control，统计过程控制）等过程统计分析工具方法，防差错技术也是一种方法，一种消除质量异常、解决质量问题的重要手段。加香加料防差错技术就是用于防止加香加料系统出现的差错转化为产品质量问题，是预防加香加料发生工艺质量事故，实现加香加料系统“零缺陷”目标最有效的途径。

1 问题分析

卷烟制丝线对在制品施加香料，主要用于改善卷烟的感官品质和物理性能。目前制丝线加香加料系统大部分采用现场施加的模式，常用一套加香加料管路的双暂存罐的供料方式。加香加料系统在出现人为失误、设备故障等问题时，有可能出现混香串香或精度超差的工艺质量缺陷，直接影响到卷烟产品质量的均匀性和稳定性。加香加料系统工艺质量缺陷发生的主要条件和原因见表1。

表1 加香加料系统发生质量缺陷的条件和原因

2 改进方案

对于加香加料系统来说，分析或检测加香加料工艺质量隐患发生的条件、源头、途径及先后顺序等，从人员操作、工艺流程和设备控制等方面进行现场改善或技术革新等方式，在工艺质量隐患发生前或正在发生时，采用禁止启动、自动停机、报警提示或自动调整等功能实现防差错。下面根据表1 中4 个主要发生条件和原因采用对应的防差错技术方案。

2.1 香料加错

香料存储和输送是采取RFID（Radio Frequency IDentification，射频识别）技术追踪识别加香加料牌号信息。在香料厨房根据生产计划顺序灌装开始后，香料房控制系统将香料牌号等信息写入香料移动暂存罐上的RFID 芯片中。从移动暂存罐抽料到现场暂存罐完成后，开始启动加香加料管路预填充，预填充结束后进入待料状态，等待物料达到预定流量并延时到预定时间后开始加料。香料输送或施加流程如图1 所示。

采用香料牌号代码比对和香料牌号标识牌实现防止加错香料。在输送过程中增加香料牌号标识牌进行人工比对牌号，在香料施加前分别在抽料、预填充和待料时增加自动比对牌号。具体牌号比对主要分为4 个部分。

（1）抽料前牌号比对。从移动暂存罐抽料到现场暂存罐开始前，控制系统读取移动暂存罐RFID 芯片牌号信息，与控制系统中存储的现场暂存罐牌号信息进行比对。如果现场暂存罐牌号信息为空或牌号信息比对成功，允许抽料到现场暂存罐中，并将移动暂存罐RFID 牌号信息存储到控制系统的现场暂存罐牌号信息中，同时在监控画面现场暂存罐上显示牌号信息；如果牌号信息比对不成功，禁止人工管路抽料并报警提示进行人工处理。

（2）预填充前牌号比对。加香加料管路预填充前，控制系统中存储读取现场暂存罐牌号信息，与控制系统中存储的加香加料管路牌号信息进行比对。如果加香加料管路牌号信息为空或牌号信息比对成功，允许加香加料管路预填充并将牌号信息写入到加料管路中，同时在监控画面加香加料管路上显示牌号信息；如果牌号信息比对不成功，禁止加香加料管路预填充并报警提示进行人工处理。

（3）待料时牌号比对。开始生产前，控制系统中存储的加香加料管路牌号与当前计划生产牌号进行比对。如果牌号信息比对成功，允许开始生产加料，否则禁止生产开始并报警提示进行人工处理。

图1 香料输送和施加工艺流程

（4）移动暂存罐与现场暂存罐香料牌号标识牌比对。在香料移动暂存罐上增加牌号标识牌。根据香料移动暂存罐与现场暂存罐的香料牌号标识牌进行人工牌号比对，从人员操作上预防抽错香料的差错发生。

2.2 香料残留

在供料装置中增加管路自检，减少加香加料管路和香料储罐的香料残留。

（1）供料管路自检。当天第一批次人工抽料前，启动加香加料管路的香料回收流程，回收结束后根据暂存罐重量变化，自动判断供料管路中是否残留清洗水或香料。如暂存罐重量变化超差，报警提示检查管路。

（2）加香加料管路回收与清洗。下一批次生产牌号与当前生产牌号不一致时，在当前生产牌号结束后，加香加料系统必须进行管路回收和清洗，否则禁止下一批次开始生产。

（3）香料储罐接收香料前检查。严格执行操作规程，操作人员在香料储存罐、移动暂存罐和现场暂存罐接收香料前，人工检查并处理各种罐中异物或液体残留。

2.3 参数错误

开始加料前主要检查加香加料设定比例是否正确设置。分为两种情况：没有设置加香加料比例或者设置加香加料比例错误。

（1）加香加料比例报警范围。设置工艺线生产牌号的加香加料比例报警范围上下限，在每一次工艺参数下发后，判断该批次加香加料比例是否在允许的范围内，如果超出上下限禁止生产同时生成报警。

（2）加香加料比例比对。按照牌号建立不同牌号的加香加料比例的数据库，通过监控软件读取该数据库中不同牌号的加香加料比例，与MES 下发到PLC 中的加香加料比例进行牌号比对。如果牌号比对成功，允许开始生产加料；如果牌号比对失败，禁止生产开始并报警提示进行人工处理。

2.4 比例超差

比例超差是指香料实际加香加料比例没有按照工艺规定的加香加料设定比例施加香料。形成原因有多个方面，一般常见的原因有流量计或物料秤没有及时清零、管路阀门开关不到位、香料过滤器或喷嘴堵塞、香料有结晶或杂质、现场暂存罐缺料、流量计或物料秤计量精度下降等。

为患者提供方便有效的治疗是医院存在的目的。因此，在医疗器械和所需物料的采购上要严谨慎重，立志于精益求精。使用先进、精密的医疗器械设备是有效为病患服务的必备手段，在价格上与普通仪器相比有着较大差距。但医院在购进时是根据医院的综合实力和长远性收益来综合考虑的。成本控制的工作人员与管理人员应共同配合制定出有效合理的采购方案，以提高医院的资源水平。同时，在后期加以合理利用，使其发挥出高效能，创造高收益。

这些原因使加香加料系统供料过多或过少，造成单位时间内根据物料累积量计算出的应加香料累积量与实加香料累积量超差。下面主要从开机前人工或自动设备状态检查、增加抽料过滤装置、加料过程中的设备状态自检以及系统改进等防差错技术，避免加香加料比例超差。

（1）开机前人工检查阶段。现场操作工检查引射介质压力是否满足，现场暂存罐内部是否有异物或液体残留，香料过滤器中是否有杂质堵塞等。

（2）开机前自动检查阶段：①测量装置自检，自动启动下一批次加香加料前计量设备自检，检查暂存罐中是否有重量，流量计批次累积量是否为零，电子皮带秤批次累积量是否为零，如果没有清零完成自动清零并报警提示检查；②气动阀门自检，自动启动加香加料系统气动阀自检，判断是否开关到位验证气动阀动作是否正常，如有异常报警提示检查；③流量堆栈自检，下一批次开始加香加料前判断电子皮带秤到滚筒内延时的物料流量的堆栈中，所有延时流量是否全部为零，如果不是全部为零则自动全部清零。

（3）人工抽料阶段。通过在抽料管路口增加简易可拆卸的香料过滤装置，减少香料中的杂质或结晶。

（4）管路预填充或生产阶段。管路预填充按照正常生产时物料设定流量计算出的香料流量作为设定值进行，该阶段主要通过设备状态自检发现异常：①料泵频率比对，香料泵电机实际频率与平常生产时的实际频率范围比对，是否在允许的范围内（监控加料泵频率及加料流量关系来判断），如有异常报警提示进行处理；②香料流量比对，香料实际流量与平常生产时的香料实际流量范围比对，是否在允许的范围内；在加香加料正常香料流量范围上，叠加一定范围，在超出该范围后弹出提示信息，提醒操作人员注意；③管路压力比对，加香加料管路压力自动检测装置出管路压力，与正常生产是的压力范围比对，是否在允许的范围内；④重量变化比对，管路预填充延时一段时间有回料时，通过填充前后暂存罐重量变化量与正常值比较，判断预填充是否完成、系统是否存在异常；⑤累计精度报警，香料实加累积量与应加累积量超差时报警，在超出香料累积量允许误差范围时报警；⑥缺料三级报警，暂存罐余料重量低于相应判断标准时直接停止提升机喂料。其中，一级报警按照批次香料重量15%作为标准进行判断，暂存罐余料重量低于该判断标准发出30 s 的声光报警并生产报警信息；二级报警按照批次加香料重量10%作为标准进行判断，暂存罐余料重量低于该判断标准持续发出声光报警并生产报警信息；三级报警：按照停止加香加料前提升机运行后，从计量管、电子皮带秤、进料振槽和滚筒内等设备输送的物料完全施加香料所需香料重量，加上管路预填充所需香料重量，加上0.5 kg 香料作为冗余量，三者相加的香料总重量作为标准进行判断，低于判断标准直接停止提升机喂料（具体重量设置可根据现场实际情况再定）。