白肋烟烘焙机干燥终端烟叶水分检测系统.doc

白肋烟烘焙机干燥终端烟叶水分检测系统白肋烟烘焙机干燥终端烟叶水分检测系统 王燕庆 摘要针对卷烟企业白肋烟烘焙机干燥终端烟叶含水率得不到有效监控问题,在烘焙机冷却室设计安装白肋烟干燥终端 烟叶含水率检测系统.使用涡流管冷却装置,克服了白肋烟烘焙机内高温环境下对红外水分仪测量精度和使用寿命的影响,编 制相关程序,实现了白肋烟烘焙过程中干燥终端烟叶含水率的实时测量和监控. 关键词白肋炯烘焙机检测系统监控 中图分类号TS452文献标识码B 一 ,概述 白肋烟烘焙机(以下简称烘焙机)由烘干室,冷却室以及润 叶室组成,烘焙机干燥终端烟叶水分(烟叶经过烘干室处理后的 水分)是白肋烟加工处理过程中重要工艺指标,其控制的均匀 性,直接影响白肋烟的处理效果.目前卷烟企业使用的烘焙机大 都未配置干燥终端烟叶水分检测系统(以下简称水分检测系 统),操作人员只能不断通过位于冷却区侧面的取样窗口手感判 断干燥终端烟叶含水情况,不利于生产过程中的参数调整,影响 白肋烟干燥终端烟叶水分控制的稳定性. 上海烟草集团北京卷烟厂制丝车间在烘焙机冷却区安装1 台红外水分仪,使用涡流管作为水分仪探头冷却器,解决了红外 水分仪在烘焙机内高热环境下的散热降温问题,实现了对白肋 烟干燥终端烟叶含水率的实时监控. 二,水分仪探头冷却装置 1.冷却器选择 对烘焙机干燥终端烟叶水分实时在线检测,必须首先解决 水分仪探头的冷却降温问题.烘焙机干燥终端烟叶水分检测取 样窗口在冷却室,因此水分仪也安装在冷却室.水分仪探头使用 的环境设计温度一般为40?以下,而烘焙机冷却室的:作环境 温度高达8O?,普通红外水分仪探头若安装在白肋烟冷却室 内,高温气体会直接影响探头的测量精度和使用寿命,甚至损坏 仪表内部的电子器件.受冷却室环境条件限制,常见的仪表冷却 方式存在缺陷,气冷方式在高温冷却室环境中不能达到理想的 冷却散热效果.浦冷,水冷等冷却方式虽然可以达到仪表冷却效 果,但冷却装置设计安装复杂,占地面积大,造价较高,而且生产 中一旦出现泄漏,冷却水或油直接落在烟片中,将会严重影响产 品质量. 涡流管冷却器利用空气涡流原理,以普通压缩空气为动力, 不用任何其他冷媒即可产出比压缩空气温度低40C的冷空气. 冷气流进入机箱内的发热部位同时在柜内形成正压,使外界空 气不能进入,对机箱产生有效冷却和净化作用. (1)计算机箱内所有电器元件总发热量4(单位W).水分 仪探头总功率为50W,属于一般电子元器件,大部分功率转化 为热量,根据热设计规范,其冷负荷计算通常按照设备运行功率 100%转化为显热计算,A=50x100%=50W. .基,.至.i童. (2)计算机箱外周围环境传到机箱内的热量曰(单位w). B=0.5K1xSx(一) 式中机箱体的传热系数,11W/(m?qC) s机箱外表总面积,In. 最高环境温度,? 机箱内希望温度,? 根据水分仪探头规格,设计制作的安装水分仪探头的机箱 尺寸为400mmx350mmx270mm,则S:O.694m,=8O?,= 35?,代人上式计算出B=171.8W. 水分仪探头机箱内产生的总散热量+曰=50+171_8= 221.8W. (3)计算选用冷却器的制冷量9(单位w).为充分保证水 分仪长期工作稳定,选用的机箱专用冷却器的制冷量最好是实 际仪器设备发热量的1.2倍,即Q=1.2x221.8=266.2W. (4)涡流管选择.1W=O.85985keal/h,Q=266.2xO.85985= 228.9kcal/h.查涡流管选型表,选用美国埃泰克AH70015型不锈 0kcal/h,完全满足使用要求. 钢涡流管冷却器,其制冷量可达232.丁作原理 水分仪探头冷却装置见图1,水分仪探头安装在密闭的冷 却箱中,涡流冷却器安装在冷却箱上,冷空气出口对着冷却箱. 压缩空气经涡流管冷却后,产生的冷气流均匀分配到水分仪机 箱内,实现水分仪机箱的冷却与降温.机箱内热气则通过机箱冷 却器内置的机箱体气口排出,由于机柜内部存在正压,因此外界 气体与粉尘被屏蔽在机箱之外.工作时打开截止阀通入压缩空 气,经过管路处理,压缩空气降至涡流管所需的空压气压力 红外水分仪探头冷却箱 图1水分仪探头冷却装置原理 设备管理与维修2011Noll困 0.69MPa.叶组批次开始,当烘焙机开始预热后,电磁阀打开,向 涡流管的压缩空气入口通入空压气,压力值由压力开关检测.白 肋烟生产结束,设备顺停后,电磁阀关闭,停止向冷却装置供气. 3.电气保护 为进一步防止水分仪探头散热不良造成仪表损坏,设计电气 保护电路(图2),作为向水分仪探头,数据箱和本地仪表显示器 提供AC220V电源的条件.?只有在烘焙机生产过程中才向水 分仪提供电源,即烘焙机加工过程中继电器K吸合,向水分仪供 电,烘焙机生产结束后继电器K立即断开,切断水分仪工作电 源,尽量缩短水分仪工作时问,减少水分仪的工作散热.?只有涡 流冷却器的供气压力大于0.69MPa,压力开关P才接通,向水分 仪探头供电.避免因探头冷却装置的空压气供气回路某一环节故 障,造成涡流管冷却器不能正常工作.?条件必须同时满足,否 则红外水分仪探头不得电,有效起到保护水分仪的目的. 图2水分仪电气控制原理 三,程序设计 1.烟叶水分数字量显示 编制程序,使模拟量输入的白肋干燥终端烟叶水分转化为 数字量显示.按下烘焙机在叶组中或人机界面(西门子0P37触 摸屏)的测试按钮后,从水分仪传来的420mA瞬时水分信号, 经过整数变双整数,双整数变实数运算,除以27648后,与水分 仪输出信号20mA所对应的上限值20.04相乘,再加上水分仪 输出信号4mA所对应的下限值5,即得到冷却室内烟叶的瞬时 水分值,送往DB30.DBD136中,将水分测量结果以及曲线实时 显示在本地OP37画面,同时传送给DB40.DBD148,送往上位 机做进一步处理.程序如下,梯形图见图3. 均水分到:位机 图3水分仪瞬时水分处理程序 图设备管理与维修2011Noll PB5groupbegin DB29.DBX65.1 M006 PIW514 2.764800e+004 2.004000e+001 5.00000Oe+000 TDB30.DBD136 M006:NOP0 HPB5叶组中 /,水分仪调试键 /跳转M006 ,/烘焙机冷却室水分仪 ,/整数转双整数 ,/双整数转实数 /数值27648 /,除法 /数值20.04 /乘法 /数值5 /力?法 /赋值到136 /空操作0 2.水分平均值计算显示 水分平均值计算显示功能可使现场操作人员随时了解本叶 组白肋烟处理情况,运算条件是烘焙机在叶组中且没有故障,然 后用1个定时器上升沿触发,每隔30s累加1次水分仪瞬时值, 同时对累加次数进行计数,然后用最终的水分累加值除以累加 次数即得到本叶组干燥终端烟叶水分的平均值.而在每个生产 批次刚刚开始,也就是在白肋烟增温增湿前贮仓接收到叶组开 始信号后,将水分累加值DBIO.DBD138和累加次数B10.DBD 142同时复零,确保本叶组干燥终端烟叶水分平均值计算准确, 部分程序如下. APB6groupbegin#PB6叶组中 ANPB6FT/PB6无故障 AINwave/定时器 FPM2045| JNBMO05/跳转M005 LDB30.DBD136,/冷却室瞬时水分 LDB10.DBD138/累加器138 +R/力口法 TDB10.DBD138/赋值138 LDB10.DBD142/累加器142 L1.000000e+000/数值1 +R/力?法 TDB10.DBD142/赋值142 LDB10.DBD138N累加器138 LDB10.DBD142/累加器142 /R,/除法 TDB30.DBD308/赋值308,冷却室平均水分 M005:NOP0?空操作0 3.瞬时水分清零 目的是防止非生产过程中水分仪照射在网带上影响干燥终 端水分数据准确性,在生产批次结束后,只要烘焙机不在叶组 中,就将其水分显示及采集复零,剔除无效数据影响,保证数据 采集的准确性,梯形图见图4. 四,使用效果和建议 烘焙机冷却室安装使用干燥终端烟叶含水率检测系统后,水 .兰.茎.丝蓬一一. 3)R A0L mLLL帐 P型喷补机出料机构改进 杨娟 摘要针对P型喷补机出料机构存在的出料阻塞问题,采取措施,改被动出料为主动出料,自动定量送料,保证了炼钢电炉 稳定生产,提高了炼钢效率. 关键词P型喷补机出料机构改进 中图分类号TF341文献标识码B 莱钢特殊钢厂炼钢车间50t超高功率电炉是1995年从德 国引进的二手设备,随着炼钢自动化程度的提高,P型喷补机械 已经广泛应用到电弧炉炼钢生产中,其主要作用为喷补炉衬耐 材以及完成钢水增碳等.在实际使用中,该机出现了一些与生产 不相适应的情况,集中表现在喷补机的出料机构料物堵塞故障 频发,严重制约设备功效的正常发挥,对电弧炉的自动化操作带 来不利影响.为此对P型喷补机机械出料机构进行优化改进, 取得了较好的效果. 1.喷补机概况 P型喷补机主要由供气系统,罐体,喷射系统三部分构成 (图1).技术参数见表l.主要工作过程:选用0-5ram补炉镁 砂粉作为喷补料(碳粉)由加料斗加入,关闭加料阀,开启供 气阀,送料阀,物料依靠罐内的正压和喷射器形成的负压射 入喷射胶管内.开启喷枪操作柄上的水阀将水以25.,27.射 吸方式与镁砂粉混合(水占混合浓度的7%一8%),使喷出的 泥料达到补炉浓度.然后将喷嘴对准受喷部位,并保持一定 的距离和角度移动喷枪,使喷出的泥料粘附在受喷面上进行 炉内烧结. 喷射器送料胶带加水阀补炉枪(碳粉枪) 图1P型喷补机结构示意图 2.存在问题及分析 (1)出料口易阻塞.喷粉罐出料是靠料上面的灌顶正压,料 罐低悬浮压与送料阀低的负压出料,罐底送料阀只为普通蝶阀 且为被动送料,因此对各工作部位和物料要求高.首先要求镁砂 粉必须干燥,不结块,否则易于在管内膨挤造成堵塞;其次供气 压力必须保证不低于0.4MPa.在炼钢复杂条件下很难保证正常 分仪探头在高温 环境中使用一切 正常,在线水分 检测精度符合? 0.5%N量误差要 求.操作人员在 生产中不用频繁图4水分仪数据采集清零程序 取样,只是通过本地触摸屏,便可随时掌握烘焙机干燥终端烟叶 含水率变化情况,及时调整烘焙机控制参数.同时车间工艺技术 人员还可通过上位机对烘焙机干燥终端烟叶含水率曲线进行实 时监控和统计分析,提高了白肋烟加工过程水分控制精度,进一 步稳定了白肋烟的加工质量,保持了卷烟厂混合型产品风格. (1)涡流管作为烘焙机干燥终端烟叶在线水分仪探头的机箱 冷却器运行十分可靠,且冷却效果完全达到冷却室高温80C的 环境使用要求,生产中实测水分仪机箱工作温度33?,保证了水 分仪探头能够:E作在规定的环境温度范围.水分仪探头机箱采用 正压换热方式保证了水分仪机箱内部清洁,有效提高了水分仪工 .趣.苤j重.选. 作的稳定性,保证了白肋烟干燥终端烟叶水分测量精度. (2)烘焙机网面宽度3200mm,生产中白肋烟片铺满了整个 网面.干燥终端烟叶水分仪只是安装在冷却室中间某一固定位 置,水分仪检测到的只是网带上某一条线的水分.因此要想掌握 干燥终端整体含水率情况,前提必须要保证烘焙机网带布料均 匀,网面风速均匀一致,确保生产中整个网面叶片含水率