邵广绪 闫双辉 孔相兵

摘 要： 针对制丝过程中叶丝主秤流量波动大的问题，通过加装计量罐以及改变上位皮带进料方式，实现了叶丝主秤稳定进料，进而稳定了掺配及加香精度。

关键词： 流量；波动；计量管

背景

制丝新线在生产过程中，叶丝主秤流量波动较大，物料流量变异系数大，导致掺配及加香瞬间精度不能满足生产要求。

原因分析

对现场生产情况进行跟踪，物料流量波动系管板烘丝机抄料板抄料所致，加之各输送设备存在速度差，无匀料装置，导致叶丝主秤进料不稳定，流量波动较大。

制定方案

要解决物料流量波动大这一问题，必须实现物料进料稳定，故提出加装计量管的方案，为避免计量管堵料，需将计量管上位皮带变频控制。

方案分析

以上述方案为指导思想，从加装计量管的可行性和优化电控系统两方面进行讨论。

安装计量管

对生产现场叶丝风选出料口尺寸及位置，叶丝主秤位置进行测量。对叶丝主秤进料皮带角度长度进行了测量及模拟试验。

如图1所示，叶丝主秤进料皮带机物料输送角度为90，其尾部与柔性风选落料口存在30cm活动距离，皮带落料口（计量管安装位置）距离皮带秤上表面有40cm。

结合现场测量，可将出料斜带向北移一定距离，同时将输送角度增大，便实现落料口高度上升，为计量管安装提供空间。

经过现场测量及计算，我们得出皮带输送机移动最大极限，皮带输送机移动极限位置时物料输送角度为17o，落料口可升高204.34cm，加上皮带落料口距离皮带秤表面的40cm，可提供244cm的计量管的安装空间。

为便于皮带机安装，为皮带输送机南北两侧提供10cm安装间隙量，其安装图示如图3所示。

经计算，皮带输送机移动极限位置时物料输送角度为15o，落料口可升高169.37cm，加上皮带落料口距离皮带秤表面的40cm，可提供209cm的計量管的安装空间。同时，皮带输送机与风选落料口有13.72cm距离，南北两侧有10cm的可调距离，为安装提供了便利。

优化电控系统

首先，根据前级喂料设备流量和水分损耗折算出当前工位电子皮带秤的设定流量；其次，把上位皮带机改为变频调速，通过改变皮带机带速来改变皮带机上料层厚度，使皮带机具有一定的储料能力；最后，采用自适应算法调整设定流量，确保整个生产过程中不发生堵料现象。

为了达到流量控制目的，皮带机的存料能力应大于波动周期内极差流量的累计重量。结合以往生产经验，可知主秤的所需的最小存料能力为1000kg/h÷60=16.7kg。

通过变频调速后，皮带机料层厚度与皮带机频率成反比。当频率降低一倍时，料层厚度增加一倍。假设皮带机变频范围由25Hz-50Hz，主秤入口皮带机总长约15.4m，料层厚度80mm-160mm，料层宽度800mm，烟丝密度按100kg/m3，因此，可以计算出主秤工位皮带机储料能力为64kg，满足设计需要。

由于计量管上装有高、中、低三个光电管。物料高度低于低位光电管时皮带输送机增加速度，当料位低到一定程度时，电子皮带秤设定流量将自动往下调整；物料高度高于高料位光电开关时皮带输送机降低速度，当料位高到一定程度时，电子皮带秤设定流量将自动往上调整。电子皮带秤初始设定流量由烘丝机入口电子皮带秤流量、烘前烘后水份折算而成。

通过以上控制和自动调整使电子皮带秤瞬时流量在一定时段内实现稳定控制。该方案替代喂料机组成的流量控制单元。通过很少的改动，可以运用于本次加香前电子皮带秤恒流控制改造中，流量波动预计小于0.5%。

方案实施

根据上述技术方案分析，针对叶丝主秤设备情况，实施方案如下：

1、增加皮带机之间的搭接高度，确保料层高度增加后，不出现堵料现象；

2、在电子皮带秤入口计量管处增加三组光电管，当来料遮住低料位光电管时，启动电子皮带秤，消除料头小流量现象；

3、对叶丝主秤的入口皮带机进行变频改造，在电子皮带秤控制柜内增加一个变频器及相应低压控制器件，该变频器均由该控制柜PLC控制；

4、修改线控控制程序及电子皮带秤控制程序，实现该工位的恒流量控制。

效果验证

经上述方案实施后跟踪观察几批物料后，发现叶丝主秤的流量波动系数均值为0.2，满足了工艺要求，其效果如下图所示：

小结

经过本次改进，解决了物料流量波动大的问题，为今后保质保量完成生产任务提供了便利。