許旭

（河北白沙煙草有限責(zé)任公司保定卷煙廠，河北 保定 071000）

當(dāng)前，國內(nèi)煙草行業(yè)的競爭日益激烈，穩(wěn)定的卷煙產(chǎn)品質(zhì)量是煙草企業(yè)贏得消費(fèi)者信任的關(guān)鍵。智能化、高精度的計(jì)量儀表在煙草生產(chǎn)線中得到了廣泛應(yīng)用。

溫度是制絲工藝眾多參數(shù)中最為重要的一項(xiàng)指標(biāo)。煙絲生產(chǎn)過程中，煙絲的實(shí)際加工溫度直接影響了煙絲的吸味、水分的擴(kuò)散速率、香精香料的滲透率，決定了成品煙絲的品質(zhì)是否均一、準(zhǔn)確。實(shí)時(shí)監(jiān)測關(guān)鍵工序設(shè)備出口的物料溫度，可以判斷出物料實(shí)際加工過程的現(xiàn)狀，為加工過程的控制參數(shù)調(diào)整提供準(zhǔn)確的依據(jù)，逐步實(shí)現(xiàn)制絲生產(chǎn)由結(jié)果控制向過程控制、由指標(biāo)控制向參數(shù)控制的轉(zhuǎn)變。

1 存在問題

目前制絲設(shè)備關(guān)鍵點(diǎn)采用紅外測溫儀，用于監(jiān)測物料溫度。其主要存在以下問題。

（1）紅外測溫儀是利用紅外輻射的熱效應(yīng)，通過溫差電效應(yīng)、熱釋電效應(yīng)和熱敏電阻等來測量所吸收的紅外輻射，間接地測量輻射紅外光物體的溫度，容易受物體發(fā)射率、測溫距離、煙塵和水蒸汽等外界因素的影響，真實(shí)溫度加上環(huán)溫才能最終得到被測物體的實(shí)際溫度。由于車間現(xiàn)場的環(huán)境溫濕度變化較大，導(dǎo)致測量誤差較大。

（2）受安裝條件的影響，目前的紅外溫控儀主要安裝在振槽上，位置距離加溫設(shè)備落料口較遠(yuǎn)，時(shí)間滯后性較大，只能監(jiān)測物料表層溫度，不能反映物料真實(shí)溫度及加工過程的溫度，物料溫度監(jiān)測存在差異。

（3）紅外測溫儀采用獨(dú)立485總線，與車間現(xiàn)用網(wǎng)絡(luò)兼容性較差，溫度監(jiān)測數(shù)據(jù)不能儲(chǔ)存，不能實(shí)現(xiàn)歷史追溯。

2 改進(jìn)方法

目前，制絲線普遍采用Profibus總線技術(shù)，解決了工業(yè)現(xiàn)場的智能化儀器儀表、控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等現(xiàn)場設(shè)備間的數(shù)字通信，以及現(xiàn)場控制設(shè)備和高級(jí)控制系統(tǒng)之間的信息傳遞問題，是一種國際化、開放式、不依賴于設(shè)備生產(chǎn)商的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)，可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備層到車間級(jí)監(jiān)控的分散式數(shù)字控制、監(jiān)測和現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò)，物料在線監(jiān)測系統(tǒng)就是基于現(xiàn)場總線技術(shù)開發(fā)的。

（1）根據(jù)制絲線上物料的形狀及輸送設(shè)備、溫度監(jiān)測點(diǎn)的要求，選用Pt100鉑熱電阻作為測溫元件。主要是：將溫度變量轉(zhuǎn)換為可傳送的標(biāo)準(zhǔn)化輸出信號(hào)，標(biāo)準(zhǔn)化輸出信號(hào)主要為0～10mA和4～20mA(或1～5V)的直流電信號(hào)，符合Profibus總線技術(shù)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；Pt100溫度傳感器采用高純度鉑絲繞制而成，具有測溫精度高、性能穩(wěn)定、復(fù)現(xiàn)性好、抗氧化等優(yōu)點(diǎn)，在基準(zhǔn)、實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)中被廣泛應(yīng)用，它的測量精度較高。物料在線溫度監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

（2）為了使測量點(diǎn)盡可能接近物料落料點(diǎn)，以便真實(shí)反映物料的溫度，最大可能的降低外界環(huán)境溫度的影響，根據(jù)Pt100傳感器的尺寸，設(shè)計(jì)了固定塊，將傳感器水平裝入固定塊的槽內(nèi)，并保證水平放置的傳感器探頭有?漏出，安裝槽其余的空隙使用環(huán)氧樹脂膠填滿，然后將此固定塊安裝在物料落料點(diǎn)處的振槽的槽體表面。這樣傳感器就可以監(jiān)測物料的內(nèi)部溫度。如圖2。

圖1 Pt100固定支架結(jié)構(gòu)圖

圖2 Pt100溫度傳感器

（3）將溫度傳感器的導(dǎo)線接入PLC的模擬輸入模塊的接線端子，溫度轉(zhuǎn)化成4～20mA的直流電信號(hào)傳入PLC采集器，編制了PLC采集程序：

（4）確定函數(shù)關(guān)系式，上位機(jī)顯示溫度與現(xiàn)場實(shí)際溫度顯示誤差范圍≤0.5℃，PLC的I/O模塊的輸入4～20mA 對(duì)應(yīng)實(shí)際溫度 10～100℃。

（5）為了便于監(jiān)測數(shù)據(jù)查詢、觀測，設(shè)定了基于wincc系統(tǒng)下的溫度趨勢圖顯示參數(shù)配置表，如圖3、4、5。

圖3 趨勢圖顏色

圖4 趨勢圖采樣周期

3 改進(jìn)效果

對(duì)烘絲后的物料溫度進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，連續(xù)監(jiān)測誤差小于±0.5，實(shí)現(xiàn)了對(duì)溫度檢測的連續(xù)監(jiān)測，見表1。經(jīng)過三個(gè)月的設(shè)備運(yùn)行情況統(tǒng)計(jì)，加裝的溫度檢測系統(tǒng)運(yùn)行良好，未發(fā)生故障。

圖5 溫度檢測趨勢圖

表1 顯示溫度與檢測溫度對(duì)比表

[1]張毅.自動(dòng)檢測技術(shù)及儀表控制系統(tǒng)[J].化學(xué)工業(yè)出版社,2012.

[2]于光明，孫秀梅.機(jī)械基礎(chǔ)[J].機(jī)械工業(yè)出版社,2015.

[3]陳良元.卷煙生產(chǎn)工藝技術(shù)[M].鄭州:河南科學(xué)技術(shù)出版社,2002.