李文好

基于預(yù)填充功能的電子皮帶秤及輔聯(lián)設(shè)備的研發(fā)及應(yīng)用

李文好

（廣西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司柳州卷煙廠，廣西 柳州 545006）

文章是在電子皮帶秤及附屬計(jì)量設(shè)備的基礎(chǔ)上進(jìn)行發(fā)明改進(jìn)，并將發(fā)明成果應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)際。電子皮帶秤是卷煙工業(yè)生產(chǎn)線在線式對(duì)物料進(jìn)行連續(xù)計(jì)量的設(shè)備，對(duì)物料進(jìn)行即時(shí)計(jì)量、監(jiān)控，達(dá)到穩(wěn)定物料流量的目的。在使用過程中發(fā)現(xiàn)流量不夠穩(wěn)定的問題。針對(duì)這個(gè)問題，文章從技術(shù)改造角度提出了改進(jìn)思路，按照優(yōu)中選優(yōu)的原則，從備選方案中選擇設(shè)計(jì)預(yù)填充程序、勻料裝置作為技術(shù)方案并投入使用，上述技術(shù)方案無需大投資、采購改造項(xiàng)目，以小成本的柔性結(jié)構(gòu)改造提升了流量的穩(wěn)定性。改進(jìn)后，物料頭部流量平穩(wěn)，流量標(biāo)準(zhǔn)偏差控制在0.2以內(nèi)，消除“合格中的波動(dòng)”，達(dá)到了連續(xù)、均勻、穩(wěn)定的控制狀態(tài)。

預(yù)填充；流量；勻料裝置；電子皮帶秤

引言

電子皮帶秤是一種廣泛用于計(jì)算物料流量、重量的計(jì)量設(shè)備[1]，在卷煙工藝領(lǐng)域被廣泛用于精準(zhǔn)測(cè)量煙葉、煙絲、梗絲等物料流量、重量參數(shù)，特別是在煙絲（梗絲）膨脹、干燥、加香加料等特殊工序、關(guān)鍵工序中發(fā)揮關(guān)鍵作用，流量的連續(xù)、均勻、穩(wěn)定直接影響物料的加工精度、準(zhǔn)度[2-4]。

1 存在的問題

目前，卷煙廠工廠使用電子皮帶秤以計(jì)量型、控制型為主，以廣西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司柳州卷煙廠為例，以控制型居多，該類設(shè)備主要用于精準(zhǔn)控制物料流量，確保流量誤差在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。以某卷煙牌號(hào)為例，物料流量標(biāo)準(zhǔn)為1900 kg/h，正負(fù)差控制在50 kg/h內(nèi)，在使用過程中，特別是正式生產(chǎn)開始后、結(jié)束前的15分鐘內(nèi)，出現(xiàn)短時(shí)間斷料，如圖1、圖2所示。

圖1 生產(chǎn)開始后15分鐘內(nèi)流量曲線圖

圖2 生產(chǎn)結(jié)束前15分鐘內(nèi)流量曲線圖

2 解決方案

影響電子皮帶秤流量因素有很多，一方面是設(shè)備本體部件的完好和技術(shù)參數(shù)的精確性，另一方面物料的連續(xù)、均勻、穩(wěn)定是重要的影響因素之一，而物料的連續(xù)、均勻、穩(wěn)定由電子皮帶秤前端物流和倉儲(chǔ)設(shè)備提供。

2.1 設(shè)備本體分析

一般來說，電子皮帶秤分為操作面板和設(shè)備本體兩個(gè)部分，如圖3所示。操作面板用于參數(shù)設(shè)定及日常操作，不涉及電子皮帶秤核心技術(shù)，因此，把重點(diǎn)放到設(shè)備本體上。

圖3 電子皮帶秤外觀圖

接著把電子皮帶秤本體進(jìn)行放大、解剖，如圖4所示。簡(jiǎn)要來說，電子皮帶秤本體由落料區(qū)、稱重區(qū)、出料區(qū)三個(gè)區(qū)域組成，核心區(qū)域是稱重區(qū)，該區(qū)域通過多個(gè)傳感器、稱重器及對(duì)應(yīng)PLC控制程序?qū)ξ锪狭髁?、重量進(jìn)行測(cè)量。

圖4 電子皮帶秤主體剖視圖

含鈦高爐渣100 g，初始鹽酸濃度18%，浸出溫度140℃，浸出時(shí)間6 h，攪拌轉(zhuǎn)速400 r/min的條件下，考察了不同液固比對(duì)CaO、MgO、Fe、Al2O3脫除率及TiO2損失率的影響，結(jié)果見圖2。

目前，胰腺癌診斷十分困難，且進(jìn)展快、預(yù)后差，中位生存期僅4～6個(gè)月，到2030年其發(fā)病率預(yù)計(jì)將增長(zhǎng)1倍左右[5-7]。胰腺癌發(fā)病機(jī)制尚不清楚，炎癥、肥胖、乙醇、吸煙、氧化應(yīng)激等因素可導(dǎo)致免疫代謝紊亂和微環(huán)境改變，激活腫瘤信號(hào)通路，參與胰腺癌發(fā)病，目前尚無有效的診治手段。因此，探尋新的解決方法迫在眉睫。

這個(gè)表格中上面說閃族語系，下文又說是巴比倫文、希伯來文，其實(shí)語言和文字，雖然屬于同一個(gè)語種，但實(shí)際上語言與文字是有差異的。語言是最活躍的，不斷發(fā)展，文字是語言的一種固化，特別是當(dāng)它是一種歷史記錄的時(shí)候。因此從文字的記錄我們就可以知道當(dāng)時(shí)語言的具體情況。按照這個(gè)表格制作的示意圖如圖1：

圖5 電子皮帶秤低速運(yùn)行流量曲線圖

2.2 物料分析

物料在進(jìn)入電子皮帶秤前，流經(jīng)多個(gè)設(shè)備，如圖6所示。物料從儲(chǔ)柜出來，經(jīng)一級(jí)振槽、二級(jí)振槽松散，通過皮帶輸送至電子皮帶秤。進(jìn)一步，對(duì)物料流轉(zhuǎn)路徑每個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行分析，以便界定哪個(gè)環(huán)節(jié)物料不足。由于工序涉及的工藝流轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)比較簡(jiǎn)單，部分工藝環(huán)節(jié)只需要通過感官來判斷，不需要通過復(fù)雜的數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析和仿真分析。

1.儲(chǔ)柜 2.一級(jí)振槽 3.二級(jí)振槽 4.皮帶 5.電子秤

調(diào)整前設(shè)備采用尋堆鋪料，此種方式方便存儲(chǔ)的同時(shí)帶來了物料鋪料高度差異性，為此，將尋堆鋪料調(diào)整為前后鋪料，該技術(shù)手段只需調(diào)整PLC程序即可，不發(fā)生其他技術(shù)改造成本，屬于柔性化技術(shù)改造。

2.2.3 皮帶分析

通過上述分析得知，問題根源在于儲(chǔ)柜及出料過程，為了達(dá)到均勻、穩(wěn)定的物料狀態(tài)，必須通過技術(shù)手段進(jìn)行改造，初步擬定整改計(jì)劃。

17例咨詢者酶聯(lián)免疫法檢測(cè)結(jié)果為陽性，占1.60%，1047例咨詢者酶聯(lián)免疫法檢測(cè)結(jié)果為陰性，占98.40%，18例咨詢者膠體金法檢測(cè)結(jié)果為陽性，占1.70%，1046例咨詢者膠體金法檢測(cè)結(jié)果為陰性，占98.31%，兩種檢測(cè)方式檢測(cè)結(jié)果符合率為99.90%，兩種檢測(cè)方式檢測(cè)結(jié)果比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見表1。

振槽的作用是在固定頻率下把物料進(jìn)行松散，確保不凝結(jié)、接團(tuán)，有利物料在下個(gè)工序中加工，對(duì)物料流量并未實(shí)質(zhì)性影響，可暫時(shí)排除。

為了驗(yàn)證稱重區(qū)精度，在落料區(qū)前段放置100 kg物料，將電子皮帶秤速度設(shè)定為100 kg/h，調(diào)取流量曲線（圖5），發(fā)現(xiàn)實(shí)際流量趨勢(shì)就是一條直線，流量極大值和極小值差值在1 kg/h內(nèi)，符合控制進(jìn)度標(biāo)準(zhǔn)要求。

儲(chǔ)柜是物料起始端，物料在儲(chǔ)柜1貯存額定工藝時(shí)間后進(jìn)行出料，現(xiàn)場(chǎng)查看出料狀態(tài)，物料起始端鋪料高度較低，隨著儲(chǔ)柜底層皮帶機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，物料高度逐漸升高，持續(xù)一段時(shí)間后基本保持不變。然后對(duì)物料在儲(chǔ)柜中的物料形態(tài)進(jìn)行分析，物料在在儲(chǔ)柜的同一橫截面上高度不一，有些地方甚至存在很大的高度差，這樣的情況會(huì)導(dǎo)致某個(gè)時(shí)間段內(nèi)或出現(xiàn)斷料或出現(xiàn)堵料，不利于形成均勻、穩(wěn)定的物料狀態(tài)。

爾雅通識(shí)課程采用網(wǎng)絡(luò)授課的方式，與傳統(tǒng)授課的教學(xué)模式有諸多不同，對(duì)比可知網(wǎng)絡(luò)授課具有顯著的優(yōu)點(diǎn)，第一，學(xué)習(xí)時(shí)間和地域不受限，可以任何時(shí)間地點(diǎn)進(jìn)行學(xué)習(xí)，利用碎片化時(shí)間學(xué)習(xí)很好地解決了醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)習(xí)任務(wù)重、時(shí)間緊等問題，這是傳統(tǒng)授課模式下所不能實(shí)現(xiàn)的；第二，網(wǎng)絡(luò)課程學(xué)習(xí)可以很好地解決學(xué)生個(gè)體差異問題，學(xué)生根據(jù)自身情況自主掌握學(xué)習(xí)進(jìn)度；第三，網(wǎng)絡(luò)課程教育資源豐富、共享資源極大地提供給學(xué)生更寬廣的平臺(tái)。爾雅通識(shí)教育課程集合優(yōu)質(zhì)課程資源，涉及范圍廣，知識(shí)體系完善，很好地彌補(bǔ)了醫(yī)學(xué)院校學(xué)生對(duì)其他領(lǐng)域知識(shí)的渴求。

護(hù)理垂直管理下的“1+N”護(hù)理單元運(yùn)行模式及效果…………………………………王瑞麗，巢 娜，蔡德芳（83）

皮帶是最基本的輔料傳送設(shè)備，即來多少走多少，對(duì)物料流量并未造成實(shí)質(zhì)性影響，可暫時(shí)排除。

2.3 整改計(jì)劃及實(shí)施

2.2.2 振槽分析

2.3.1 增加勻料裝置

在儲(chǔ)柜出料口增設(shè)勻料裝置，確保物料出柜時(shí)同一橫截面大致相同。具體實(shí)施方案為，設(shè)計(jì)一定半徑的圓柱型耙釘，用電機(jī)帶動(dòng)以固定頻率旋轉(zhuǎn)，該技術(shù)手段簡(jiǎn)易可行，實(shí)施成本較低，不占用生產(chǎn)時(shí)間，可行。

同時(shí)，為了確保進(jìn)入電子皮帶秤的物料分布更加均勻，選擇在二級(jí)輸送振槽增加導(dǎo)料板解決傳送分布不均勻難題。導(dǎo)料板的設(shè)計(jì)原則是保證物料均勻輸送，同時(shí)不易發(fā)生擠料和堵料，根據(jù)輸送振槽的振幅、頻率值確定導(dǎo)料板的抽象模型，借用大型分析軟件ANSYS進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真，通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)不斷優(yōu)化導(dǎo)料板的位置和高度，確定導(dǎo)料板與振槽有準(zhǔn)確的接觸位置和恰當(dāng)?shù)慕佑|面積，保證進(jìn)入電子皮帶秤的物料左中右分布均勻。

2.3.2 調(diào)整鋪料方式

2.2.1 儲(chǔ)柜分析

2.3.3 增加物料儲(chǔ)存裝置

在電子皮帶秤前增加喂料倉，與電子皮帶秤配合使用，通過喂料倉來對(duì)供料的流量進(jìn)行控制，避免供料不足或瞬時(shí)流量過大的問題，但是增加了喂料倉，整個(gè)工段工序布局將發(fā)生變更，喂料倉上游、下游設(shè)備銜接設(shè)備也要同步考慮，生產(chǎn)工序變得更加繁瑣，考慮到技術(shù)改造經(jīng)濟(jì)型、緊迫性，并且要兼顧生產(chǎn)任務(wù)，該技術(shù)手段實(shí)施針對(duì)性不強(qiáng)。

2.3.4 改進(jìn)電子皮帶秤進(jìn)料方式

增加預(yù)填充程序，該程序的功能是在設(shè)備啟動(dòng)后，物料通過振槽和皮帶傳送到電子皮帶秤進(jìn)料端，計(jì)量管布置在電子皮帶秤進(jìn)料端上方，計(jì)量管上配置有用于檢測(cè)計(jì)量管中的物料高度的料位指示元件。具體為從上到下布列低料位、中料位、高料位三個(gè)高度的光電管，三個(gè)料位光電管與電子皮帶秤進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，使得電子皮帶秤在計(jì)量管中的物料高度到達(dá)預(yù)定高度時(shí)才在進(jìn)料方向上運(yùn)行，當(dāng)物料在計(jì)量管上的高度達(dá)到中料位光電管時(shí)，電子皮帶秤以低速度（比如100 kg/h）運(yùn)行，如果物料高度不滿足條件電子皮帶秤不運(yùn)行，直到物料高度達(dá)到中料位光電管，電子秤皮帶以步進(jìn)的方式前進(jìn)，依次循環(huán)，直至物料全部鋪滿皮帶，通過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，物料全部鋪滿皮帶重量約為12 kg，一旦電子皮帶秤檢測(cè)到物料重量達(dá)到該重量時(shí)，系統(tǒng)將反饋過料信號(hào)。需要補(bǔ)充說明的是，上述參數(shù)設(shè)置是基于當(dāng)前物料生產(chǎn)條件確定的，在具體執(zhí)行過程中可根據(jù)不同牌號(hào)、不同工藝加工要求的自適應(yīng)性進(jìn)行適當(dāng)手動(dòng)和自動(dòng)調(diào)節(jié)。

通過預(yù)填充程序，把進(jìn)入電子皮帶秤的物料均勻的鋪滿在振槽、皮帶等輔聯(lián)設(shè)備上，保證整個(gè)生產(chǎn)過程物料連續(xù)穩(wěn)定。需要注意的是，通過生產(chǎn)制造系統(tǒng)反饋的數(shù)據(jù)來看，物料流量的不穩(wěn)定性基本集中在當(dāng)班生產(chǎn)的第一批，因此，預(yù)填充程序只適用于第一批物料生產(chǎn)，對(duì)后續(xù)批次的物料生產(chǎn)影響有限，為了不影響生產(chǎn)效率，必須對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行識(shí)別，關(guān)鍵看物料是否處于剛進(jìn)料狀態(tài)，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，物料從前端出料達(dá)到電子皮帶秤的時(shí)間約12秒，因此設(shè)定電子秤處于準(zhǔn)備/無占用狀態(tài)時(shí)間為20秒，并把這個(gè)作為程序執(zhí)行與否的條件，在此基礎(chǔ)上確定流程圖（圖7），編譯PLC程序圖（圖8）。達(dá)到了連續(xù)、均勻、穩(wěn)定的控制狀態(tài)（如圖9所示）。

關(guān)于《廣藝舟雙楫》，曾憲就[22]認(rèn)為，該書是清代最重要的書法理論專著，其重要意義在于它總結(jié)了碑學(xué)的理論和實(shí)踐，使碑學(xué)成為一個(gè)流派，從而影響了整一代書風(fēng)，在中國書法史上留下了璀璨的一頁。

圖7 預(yù)填充流程圖

圖9 改進(jìn)后流量圖

3 結(jié)束語

一種具有預(yù)填充功能的電子皮帶秤及輔聯(lián)設(shè)備自研發(fā)投入以來，物料頭部流量平穩(wěn)，流量標(biāo)準(zhǔn)偏差控制在0.2以內(nèi)，消除“合格中的波動(dòng)”，物料達(dá)到正常水分值的平均時(shí)間由7分20秒縮短至5分鐘，在提升工藝質(zhì)量穩(wěn)定的同時(shí)有效兼顧效率。

一種具有預(yù)填充功能的電子皮帶秤及輔聯(lián)設(shè)備基于精益管理理念，要效率、要效益，立足現(xiàn)有資源，對(duì)設(shè)備設(shè)施進(jìn)行柔性改造，不搞大投資、采購改造項(xiàng)目，在原電子皮帶秤及附屬計(jì)量設(shè)備的基礎(chǔ)上進(jìn)行柔性改造，創(chuàng)新思維，建立了一種解決問題的機(jī)制，并且在實(shí)際應(yīng)用中不斷完善。

[1]杭州四五0九機(jī)電設(shè)備有限公司. CP111G2電子皮帶秤使用說明書[Z]. 杭州: 杭州四五0九機(jī)電設(shè)備有限公司，2007.

[2]國家煙草專賣局. 卷煙工藝規(guī)范[M]. 北京: 中央文獻(xiàn)出版社，2003.

[3]奚立峰，杜世昌. 多工序制造過程的誤差分析方法和應(yīng)用[J]. 中國質(zhì)量，2009(10): 35-38.

[4]陳景華. 淺談如何提高制絲加工水平[J]. 廣西煙草，2009(1): 42-43.

Development and Application of Electronic Belt Scale and Auxiliary Equipment Based on Pre-Filling Function

This paper is an invention and improvement based on the electronic belt scale and auxiliary measuring equipment, and applies the invention results to production practice. Electronic belt weigher is an Online continuous measuring equipment for materials in cigarette industrial production line. It measures and monitors materials in real time to achieve the purpose of stabilizing material flow. It is found that the flow is not stable enough in the process of use. In view of this problem, this paper puts forward improvement ideas from the perspective of technical transformation. According to the principle of selecting the best from the best, the design of pre filling program and homogenizing device are selected from the alternative schemes and put into use. The above technical schemes do not need large investment and procurement transformation projects, and the flow stability is improved by low-cost flexible structure transformation. After the improvement, the flow of the material head is stable, the standard deviation of the flow is controlled within 0.2, the "fluctuation in conformity" is eliminated, and the continuous, uniform and stable control state is achieved.

pre-filling; flow; homogenizing device; electronic belt scale

TH715

A

1008-1151(2022)05-0062-03

2022-03-17

李文好，男，廣西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司柳州卷煙廠安全工程師，經(jīng)濟(jì)師，研究方向?yàn)榘踩a(chǎn)管理。