真空回潮生产预警功能的设计与实现

摘 要：真空回潮是卷烟制丝线的首道工序，生产区域大、所属设备多给操作工巡检带来困难，常因为问题发现不及时导致故障发生或扩大，引起生产延误或者能源的浪费。在一些关键操作流程上，仍然依靠操作工的经验法进行控制，不能保证加工的一致性。通过程序编写，对上述问题进行预警设计，减少因人为因素导致的设备故障或工艺问题，并提高能源利用效率。

关键词：烟草；真空回潮；预警设计

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.21.031

1 引言

真空回潮机利用真空泵抽取真空机箱体内的空气，使箱体内达到工艺要求的真空度，然后由加湿系统将蒸汽和水混合后以低压湿蒸汽的形式输送进箱体内，使烟叶吸收水分，达到松散、增温增湿的目的。

在真空回潮生产过程中，设备故障、操作方法差异、季节因素等影响了真空回潮的运行稳定性，引起工艺指标的波动和能源消耗的增加。针对真空回潮常见的故障和问题，本文将设计预警功能，在故障发生前作出预警，提醒维修工和操作工及时做出处理，防止故障的发生或扩大。

2 问题描述及解决方案

2.1 真空度上升速度慢

真空机抽空过程中，根据设定程序，当真空度到达23KPa时，四级蒸汽喷射泵关闭，二级汽和二号水打开，继续抽空，二级汽开启后应在20秒内使真空箱体真空度由23KPa升高至12KPa左右。根据故障历史统计，关四级汽、开二级汽后发生故障的频次较高，且不易被发现。

在PLC中增加程序段，当二级汽开启时启动定时器，定时时间20秒到后，将真空压力表采集到的真空度与12KPa进行比较，若达不到，则触发报警程序，并进行声光报警提示，提醒操作工做出停机处理，并由维修工检查四级止回阀及一、二号水的密封是否有问题，避免持续抽真空浪费蒸汽以及延误生产。

2.2 冷却水水量控制

一号冷凝器的主要作用是冷凝从一级泵（图1中1E）喷射出来的混合汽，混合汽由下而上，冷却水从上而下与混合汽逆流接触，通过接触，达到混合汽体中除不可冷凝气体外，可冷凝的汽体98%、最大限度地在此得到充分冷凝，减少后一级真空喷射泵的抽空负担。

一号冷凝器底部1/3处为较热部位，温度≤42℃，冷凝器上部2/3部分为较凉部位，温度≤32℃。在一定真空条件下，上部温度如超出45℃，冷凝后的水就会不同程度地发生汽化，混合汽在未被彻底冷凝情况下，又产生新的汽化，加重了下级泵的工作负担。所以，需要将冷却水温度控制在32℃以内，并保证有足够的冷却水量。

二号冷凝器主要冷凝二级泵喷射出来的混合汽体，原理与一号冷凝器相同。

在生产过程中，需要控制好冷却水水量，冷却水水量不足会影响抽空效率，造成蒸汽消耗增加，甚至在设定的抽空时间内真空度达不到工艺指标要求；冷却水水量过大时，储水箱水位超上限会引发停车。冷却水水量、冷却水温度与抽空时间三者存在相互影响、制约的关系，需要通过寻找冷却水水量的最优值，达到抽空时间最短的效果。

冷却水管路只有手动阀门来控制开度，并无流量计，冷却水流量可通过储水箱水位变化速度间接反映。在程序中增加记录抽空时间的功能，并统计每批次抽空时间的最大值记录在数据块中。将储水箱水位上限值除以抽空时间最大值，作为储水箱水位增加速度推荐值，即间接确定了冷却水阀门开度。当水箱水位增加速度推荐值超过实际值15%时，则在监控画面上做出提示，提醒操作工调节冷却水阀门开度。当实际值大于推荐值5%时，做出预警，避免水箱水位超限。

2.3 真空机进箱预警

真空回潮生产完成后，周转箱内烟叶包芯温度可达65℃以上，根据工艺要求，回潮后烟叶在周转箱内滞留时间不得超过30分钟。在实际生产中，当出料段积存烟箱较多时，操作工进行暂停进箱的操作，此种操作方法属于经验法，操作工不容易把握暂停和继续生产的时机。

针对此问题，设计判定程序，计算出料段烟包数量M=出料辊道上停放的周转箱数量+真空机内存放箱数。当M大于临界值N=（T为真空机工作时间，Flux为设定流量值）时，在监控画面上做出提示“暂停进料”；反之，则提示“允许进料”。应用此方法可保证，当真空机出料时，箱内烟叶滞留时间不超过30分钟即翻进松垛机。

3 总结

本文通过控制程序的设计，实现了真空回潮机的预警功能，有效防止了故障的发生或扩大，提高了能源利用效率。在关键流程上，由程序根据历史数据统计和当前状态做出判断，指导操作工的操作行为，避免了人为因素导致的工艺问题。

作者简介：马洪晶（1988-），男，本科，主要从事车间电气维修工作。