烤前片烟精细化掺配的研究

烤前片烟精细化掺配的研究

刘伟 邵华

云南中烟红塔集团楚雄卷烟 云南楚雄 675000

摘要：非叶基与叶基的掺配工序是叶片复烤工序的初端，也是复烤均质化加工的最后一个关键步骤，其直接影响着烟叶的内在品质、对烟碱、水分的均质化生产起着至关重要的作用。本文对现有掺配比例不精确这一问题，提出一种新的改进方式，首先贮柜余量超限增设自动报警以及反馈装置，以及时反馈中控室操作工及时查看、修正掺配比例设定值；其次改进贮柜余量统计程序，提升贮柜内烟叶余量显示精度，减少显示误差。通过以上改进以提升烤前叶基与非叶基的掺配合理性，减少烤后柜内剩余烟叶，使车间掺配比例设定精细化，以达到整体烟叶的均质化加工。

关键词：烤前片烟  掺配比例  叶基贮量 非叶基贮量 报警反馈  显示精度

1、现状调查

为了提升烟叶品质，保证同等级原烟内部化学成分均衡稳定，均匀同等级不同部分烟叶质量。我车间采用新型分切打叶组模配比方式进行打叶复烤生产。由于同等级不同产地烟叶品质存在差异。且我车间切断设备处为人工铺叶切断，烟把把头不统一，头尾交错放置，且长短不一。而且人工摆把存在动作不规范，铺叶均匀度以及铺叶整齐度不一。同时由于工艺要求允许存在±2cm分切长度误差。分切润叶，打叶后进柜，造成叶基与非叶基不同批次贮柜量不同，根据工艺质量要求，保证烟叶均质化生产，减小烟碱含量波动，因此掺配比例设定要根据实际情况，做出相应调整。

    考虑到数据的可靠性，统计了2021烤季以及2022烤季的所有清柜数据。把造成清柜时叶基或者非叶基剩余的原因做了统计和归类，最终得出如下统计表，并绘制了排列图。

表1-1  造成片烟剩余的原因分类统计表

图1-1  造成片烟剩余的原因分类排列图

    从排列图中我的可以看到，掺配比例设定不精确占比为65.63%，所以掺配比例不精确是此次研究课题的症结所在。

2、症结剖析

2.1、贮柜内烟叶剩余量显示有误或不当

根据车间要求：贮柜实际剩余量与显示值误差≤5%，通过现场查看车间现场贮柜大屏幕以及集控室控制工作机台，发现机台控制操作界面贮柜剩余量和贮柜显示大屏幕长期会出现失真数据如下图所示：

图2-1  贮柜内烟叶剩余量显示值图

车间贮柜显示值严重失真，导致集控室人员获取贮柜信息错误，易造成掺配比例设定不符合实际，集控室人员需定期到车间自行查看贮柜信息，造成计算掺配比例延后，且存在不符合现象。

2.2、贮柜余量超限信息无预警

    根据车间要求：实际贮柜剩余量超限后调整掺配比例时间＜3分钟。通过现场查看了车间控制工作机台，发现机台控制操作界面掺配比例设定为认为调整设定。实际生产根据作业长指令，以及叶基与非叶基实际进出贮柜余量，集控室人员计算得出当前掺配比例。

表2-1 调整掺配比例所需时间统计表

    通过以上数据得知，超限时间均值以及总调整掺配比例耗时均值都超过了规定的调整上限时间3min，这样就致使掺配比例调整后，所设定的值与实际贮柜剩余量失真，最终造成清柜余量过多。

3、技术改进

3.1、增加自动报警以及反馈装置

首先根据车间目前叶基运用寻堆式布料方式进入7、8、9#柜叶基柜，叶基柜采用边进边出生产模式，非叶基运用往复式布料方式进入10、11、12#非叶基柜。由于分切叶基与非叶基的原因，叶基重量通常情况下只有非叶基的五分之一左右，单批次叶基贮柜存柜量过少，且8号柜不使用。所以采用三批换柜形式生产，即每三批叶基进7#或9#柜，对应三批非叶基分别进10#、11#和12#柜，这样三柜非叶基贮柜量掺配一柜叶基贮柜量。如下图所示：

图3-1  流程图现状

接着设定自动控制掺配比例调整程序，根据三柜一换原则，程序自动计算得出三批一柜叶基剩余量和三批三柜剩余量后，在设定的工艺标准上下限值内，自动优化掺配比例分进行掺配。超上限或者下限报警红色或者黑色，集控室告知作业长，作业长通知摆把台及时调整分切比例进行生产。同时集控室实时调整掺配比例满足生产的同时减少贮柜余量。

小组成员根据流程图设定程序，编写程序，调试使用。保证界面能准确显示自动掺配比例，有无警报情况。

集控室人员定期定时，复核掺配比例是否符合实际剩余量。根据每批次打叶机主线，辅线进柜量归档数据，每三批次，计算每批次叶基非叶基掺配比例，取三批次平均掺配比例作为对比参考。检查自动掺配比例百分比是否在工艺要求±2%之内。

3.2、改进贮柜余量统计程序，增强贮柜剩余量确准性。

修复烤片辅联操作界面贮柜剩余量显示值并且做出单柜剩余值。

以主线为例：根据电子秤RB7进料量设为aKg进10#柜,其余两柜，11#柜满柜贮柜量为bKg，12#柜出柜，柜内归档数值重量cKg，而出柜后过电子秤DB6的过料统计重量dKg。那么实际打叶后经过电子秤RB7后所剩余的未掺配非叶基余量即为：a+b+c-d=非叶基贮柜剩余量=Σ

辅线：根据电子秤RB8进料量设为Akg，8#柜不使用为0,9#柜出柜过烟，辅线打叶机进料归档Bkg,出柜后过电子秤DB7统计重量Dkg.那么实际剩余未掺配叶基量为：

A+B-D=叶基贮柜剩余量=β

最后通过简单计算公式β/Σ×100%即为掺配比例设定值。

小组成员运用PLC设计模块，编写相应程序模块。将编写调试好程序模块放入上位WinCC中，启用。而后调试运用，保证烤片辅联正常显示真实的叶基和非叶基贮柜余量。

同时，在7#8#9#叶基柜和10#11#12#非叶基做根据剩余量计算公式设计出单柜剩余贮柜量显示数据。计算公式如下：

非叶基单柜计算公式：满柜时，归档数据Xkg即为当前贮柜量；

进柜时，过电子秤RB7实时流量Ykg，即为当前进柜贮柜量；

出柜时，当前柜实际归档量-过电子秤DB6实际量=当前柜剩余量Zkg。

叶基柜三批进一柜，单柜剩余贮柜量显示为：进柜满出柜时，实际三批叶基归档量总量-电子秤DB7出柜实际流量值=xkg；

只进柜不出柜时，电子秤RB8实时进柜流量+当前柜实际归档批次进柜总量=ykg；

叶基剩余或者不够边进边出时，电子秤RB8实时进柜流量+当前柜实际归档批次进柜总量-电子秤DB7出柜实际流量值=zkg。

    将程序下载到现场上位WINcc中，并调试；定期维护保养；机台操作工定期组织相关方人员清理电子秤，同时，点检电工根据实际规定要求校准电子秤，进行除皮处理。保证电子秤称量要准确。

4、结论

本次课题研究在不改变现有设备、生产模式的情况下，通过增加了自动报警反馈装置，中控室操作人员能及时根据报警反馈情况及时核对当前掺配比例的符合性，减少了调整掺配的时间延时，及时的调整以满足实际的生产需求；完善贮柜内烟叶剩余量显示程序，提升显示精度，能有效保证掺配比例的符合性，提高了设备效率，减少返工，降低片烟返工造碎的消耗，提高了产品质量。

参考文献

[1] 胡开文．烟叶打叶复烤工艺与设备[M]．北京：化学工业出版社，2002:70

[2] 金剑、金钊．复烤设备电控系统改造[J]．设备与仪器，2006. [3] 赵越．物料计量管理系统研究与设计[D]．云南大学，2009.