风力送丝堵管自动检测及疏通系统开发.pptx

昆明卷烟厂节能减排QC小组洋、任冠峰汇报人品质/精准/节能/效率创新 云南中烟工业有限责任公司关于印发设备价值管理体系（试行）的通知（滇烟工物2012102号）、云南中烟工业有限责任公司关于印发设备价值管理绩效评价办法（试行）的通知（滇烟工物201314号）以及各级设备管理文件中，对设备有效作业率等指标有着明确的管理要求。在风力送丝过程中，经常会出现送丝管道堵塞，导致烟机脱料停机的情况，降低了设备有效作业率。课题名称风力送丝堵管自动检测及疏通系统开发小组名称节能减排QC小组小组注册号HH1QC-18-83成立时间2017.11活动时间2017.11-2019.3课题类型创新型课题注册号HH1QC-18-83-01注册时间2017.11组长黄晓华出勤率100%课题指导李松荣级别中级诊断师证书编号T081116-189序号姓名部门文化程度职务/职称组内分工1黄晓华动力管理部本科主任、工程师组长，实施方案制定2沈丁洋动力管理部研究生工程师组员，疏通方案论证3任冠峰动力管理部本科工程师组员，控制系统测试4赵宇生产三部本科主任、工程师组员，方案现场改造实施5严涛生产三部本科工程师组员，系统测试6郑森生产二部本科主任、工程师组员，方案现场改造实施7邓寿玺生产二部本科工程师组员，控制系统测试8李城云生产二部本科工程师组员，PLC编程9许维学企业管理部本科主任、工程师组员，工艺论证基于现状，节能减排办公室、生产二部和生产三部联合成立QC小组，对风力送丝堵管问题进行研究。PPT模板下载：行业PPT模板：节日PPT模板：PPT素材下载：PPT背景图片：PPT图表下载：优秀PPT下载：PPT教程：Word教程：Excel教程：资料下载：PPT课件下载：范文下载：试卷下载：教案下载：PPT论坛：选择课题5课题背景 风力送丝系统是利用负压抽吸原理将烟丝从送丝站喂丝机输送至卷烟机集丝箱。系统主要包含喂丝机、送丝管道、文丘里流量计、调节阀、回风管道、除尘设备、电机及风机、控制器、人机界面等。6课题背景回风送丝补风阀卷烟机1卷烟机n喂丝机弯管变径调节阀风机流量计在风力送丝过程中，考虑到物料造碎因素，一般送丝风速不可过大。由于物物料料不不均均，管管道道阻阻力力(比比如如变变径径、弯弯管管)、风风力力波波动动等等因因素素，会出现送丝管道堵塞的情况。采用人工判别疏通，耗时较长，降低了设备运行效率。补风阀调节阀7需求调查2#2#管管1#1#管管小组调查17#、18#、19#卷烟机，在2017年2月-10月，月均月均堵管次数为堵管次数为2.782.78次次，且堵管堵管多多发生发生在在顺时针第一顺时针第一根管根管（1#1#管）管）。17#17#18#18#19#19#合计20172017年2 2月101220172017年3 3月101220172017年4 4月210320172017年5 5月000020172017年6 6月111320172017年7 7月121420172017年8 8月012320172017年9 9月221520172017年1010月0123合计88925次月均堵管次数0.89 0.89 1.00 2.78次 8需求调查若卷烟机单独要料，卷烟机的2#送丝管对应的吸丝范围为夹角a/b(锐角）。而1#送丝管对应的吸丝范围为夹角360-a/b，所以1#送丝管吸取的烟丝量要大于2#送丝管，风速会降低，堵管风险系数远远大于2号送丝管。喂丝机送丝管布局平皮带19-219-118-218-1预留27积丝盘锥顶夹角a夹角b喂丝机锥顶和积丝盘向两个方向旋转，将烟丝均匀分散到积丝盘底部。9确定课题-查新借鉴对多个数据库（维普、万方、专利网等）进行检索，主要可参考的专利及文献如下：（1）学术论文：嘴棒堵塞自动清理装置设计与应用嘴棒堵塞自动清理装置设计与应用出处：装备制造技术2014年第6期127-129，139共4页借鉴点：利用空压气进行吹扫疏通。（2）学术论文：一一种种基基于于真真空空吸吸入入式式气气力力输输送送技技术的大管道疏通设备研发术的大管道疏通设备研发出处：科技资讯2016年 第18期41-42页，共3页借鉴点：利用系统产生的负压，提高吸力疏通管道。（3）学术论文：煤粉输送管道简易疏通法煤粉输送管道简易疏通法出处：河南建材2005年 第1期37-37页共1页借鉴点：易堵位置安装空压气反吹管，利用空压气进行反吹疏通。10确定课题风力送丝系统不同于水管堵塞和其他气体输送物料（固体），烟丝具有团簇蓬松的特点，借助空压气或者负压，可以将堵塞烟丝疏通开。为实现自动检测、疏通堵塞管道。QC小组确定课题为：风力送丝堵管自动检测及疏通系统开发风力送丝堵管自动检测及疏通系统开发11设定目标对于风送系统，风机产生的最大负压是有限制的，考虑个别极端无法疏通情况，将17#、18#、19#三台卷烟机月均堵管导致停料的次数由2.78次降低到0.17次/月（2次/年）以下。月平均堵管次数PPT模板下载：行业PPT模板：节日PPT模板：PPT素材下载：PPT背景图片：PPT图表下载：优秀PPT下载：PPT教程：Word教程：Excel教程：资料下载：PPT课件下载：范文下载：试卷下载：教案下载：PPT论坛：确定方案13总体方案的提出对1#支管风速过低问题，可以先从管道布局入手。采用对角分布，理论上可以达到平均供料效果。此方法需要对现有送丝管道进行改造，预计费用较高。考虑管道阻力、风力波动等因素普遍存在，小组决定，小组决定利用自动控制的手段，从正压、负压正压、负压两个方向进行思考：管道堵管自动检测及疏通基于物料检测的空压气反吹自动疏通法基于风速检测的负压自动疏通法14基于物料检测的空压气反吹自动疏通法1基于物料检测的空压气反吹自动疏通法：在卷烟机料仓处安装雷达料位计，检测料仓进料情况，判别管道是否堵管。在送丝管易堵的地方（主要是上升弯管处），开孔加装空压气管，当堵管时，利用空压气进行反吹，吹通堵塞管道。15基于风速检测的负压自动疏通法2基于风速检测的负压自动疏通法：通过送丝管道风速测量判别是否堵管，提高风机频率，增加管道负压，调整调节阀和补风阀开度，分配支管负压，实现吸通管道。16确定方案方案基于物料检测的空压气反吹自动疏通法基于风速检测的负压自动疏通法工作量需焊接安装空压气反吹管，工作量大工作量少准确性供料不足时，易出现误判检测风速，判别精准预估实施效果需要检测一个进料周期，判别时间长，反吹疏通快。风速检测判别快速，负压疏通稍慢。成本预估费用13830元，成本高预估费用2328元，成本低选择对于负压自动疏通法：堵管检测快速准确，实施成本低。QC小组采用此方案。17方案细化分级方案的分解比选18分级方案的分解比选送丝管风速检测1、输送空气速度测量仪输送空气速度测量仪位于卷烟机料仓入口端，测量供料管中的空气速度。优点优点：风速数据现成、直观。缺缺点点：输送空气速度测量仪测量的是卷烟机料仓进料风速，此处风速已经是双送丝管合并以后的管道风速，不能真实反映各单支管风速情况。此外，卷烟机系统不开放，提取数据难度较大。19分级方案的分解比选送丝管风速检测2、文丘里流量计文丘里流量计位于送丝管中间，每个支管各有一个，信号箱位于格栅顶部，离电控间较近。文丘里管是标准节流元件，属于差压式流量仪表。其基本测量原理是以能量守恒定律-伯努力方程和流动连续性方程为基础的流量测量方法。优点：优点：测量准确，信号提取方便。缺点缺点：提取提取的信号为压差信号，需要将其转换为风速信号。20分级方案的分解比选送丝管风速检测方案送丝管风速检测方案一方案二输送空气速度测量仪文丘里流量计优点风速数据现成直观。测量准确，信号提取方便。缺点数据不精准，提取复杂。信号提取转换复杂。选择二者相比，文丘里流量计测量信号精准且更容易采集，所以，QC小组选取此流量计。21分级方案的分解比选增加负压1、电机满频运行通过驱动直接将电机运行频率升至50Hz，增加整体负压，系统内所有送丝管风速均增加。优点优点：控制简单，实施方便。缺缺点点：系统整体增加负压，总体负压无法充分利用到堵塞管道，负压吸通无法得到保障。2、电机频率按需增加逐步增加电机频率，增加堵塞管道上的调节阀开度，关闭补风阀，提高堵塞管道负压，同时对未堵塞管道进行风速平衡控制。优点优点：控制准确，未堵塞卷烟机受影响较小，电机运行更节能。缺点缺点：系统控制复杂。22分级方案的分解比选增加负压方案送丝管风速检测方案一方案二电机满频运行电机频率按需增加优点控制简单，实施方便。控制准确，未堵塞卷烟机受影响较小，电机运行更节能。缺点堵塞管道无法达到最大负压，负压吸通无法得到保障。系统控制复杂，实施难度大。选择由于电机频率按需增加模式：风力控制合理，对未堵塞管道影响小。QC小组采取此控制模式。23确定最终方案管道堵塞自动检测及疏通系统采用：文丘里流量计检测风速和电机频率按需控制方案。PPT模板下载：行业PPT模板：节日PPT模板：PPT素材下载：PPT背景图片：PPT图表下载：优秀PPT下载：PPT教程：Word教程：Excel教程：资料下载：PPT课件下载：范文下载：试卷下载：教案下载：PPT论坛：制定对策25制定措施对策目标措施负责人地点完成时间基于风速检测的负压自动疏通送丝管风速检测提取风速测量数据1、流量计风压信号提取赵宇卷包南除尘电控间2018.2任冠峰2、制定堵管风速判别模型任冠峰送丝站2018.2邓寿玺增加负压增加堵塞管道负压，维持其他支管风速基本不变3、确定疏通堵管风力控制模型严涛卷包南除尘电控间2018.2沈丁洋4、制定未堵管风速闭环控制模型沈丁洋卷包南除尘电控间2018.2黄晓华构建系统编程，将控制模型转换为程序语言5、PLC编程、调试及运行李城云卷包南除尘电控间2018.3郑森邓寿玺沈丁洋系统测试运行疏通堵塞管道6、模拟堵管，测试系统运行可靠性任冠峰卷包南除尘电控间、送丝站2018.3严涛邓寿玺许维学PPT模板下载：行业PPT模板：节日PPT模板：PPT素材下载：PPT背景图片：PPT图表下载：优秀PPT下载：PPT教程：Word教程：Excel教程：资料下载：PPT课件下载：范文下载：试卷下载：教案下载：PPT论坛：对策实施27对策实施1、流量计风压信号提取采用隔离配电器MSC302E-C0CC，1入2出 4-20mADC，敷设屏蔽信号线。提取原风送系统内文丘里流量计压差信号，通过转换公式计算，将压差信号转为风速信号AI，AI经过模拟量模块转换被送入可编程序控制器PLC运算作为显示信号，经过上位机处理，作为实时控制的风速值。28对策实施 2、制定堵管风速判别模型堵塞分为两类：（1）在引压管之外A、C，压差小，风速小。（2）在引压管之间B，压差较大，风速大，属假象，实际管道并没有疏通。29对策实施 3、制定疏通堵管风力控制模型30对策实施 3、制定疏通堵管风力控制模型风力送丝系统堵管检测及自动疏通逻辑流程图31对策实施 4、制定未堵管道风速闭环控制模型原风力送丝系统每条送丝管上有负压传感器、气动调节蝶阀和气动补风阀，电机驱动采用SPS驱动（智能电机节能控制），建立支管风速闭环控制。对内置的串级调节系统进行PID运算，通过气动调节蝶阀调节风速使其稳定，克服电机频率增加导致主管负压增大，对正常送丝管道风速扰动。32对策实施 5、PLC编程、调试及运行总体控制界面33对策实施 5、PLC编程、调试及运行风力送丝系统堵管检测及自动疏通控制编程图34对策实施 6、模拟堵管，测试系统运行可靠性系统测试记录图将风力送丝堵管检测及自动疏通控制系统直接并入风力送丝控制系统中，并模拟堵管，测试系统是否正常运行。PPT模板下载：行业PPT模板：节日PPT模板：PPT素材下载：PPT背景图片：PPT图表下载：优秀PPT下载：PPT教程：Word教程：Excel教程：资料下载：PPT课件下载：范文下载：试卷下载：教案下载：PPT论坛：效果检查36效果检查时间17#17#18#18#19#19#合计20182018年4 4月000020182018年5 5月000020182018年6 6月000020182018年7 7月000020182018年8 8月000020182018年9 9月010120182018年1010月000020182018年1111月000020182018年1212月000020192019年1 1月000020192019年2 2月000020192019年3 3月0000合计0101月均堵管次数00.08300.083现场记录人邓寿玺、严涛统计任冠峰18#卷烟机在2018年9月15日进行低风速测试试验时，人为造成一次堵管现象。堵管频次由2.78次/月降低到0.0830.083次次/月月，即即1 1次次/年年。P34P34系统测试记录图月平均堵管次数37效果检查经济效益经济效益原来发现堵管到人工疏通整个过程需要20-120分钟，平均按30分钟/计，17#、18#、19#卷烟机生产速度为12000支/分钟，本QC完成后可增加卷烟产量=（2.78次/月*12月-1次）*30分钟*12000支/分钟=11,649,600支。紫 云 单 支 价 格 0.5元，经 济 费 用=11,649,600*0.5=5,824,800元，未考虑减少设备启停产生的废烟。设备设备作业作业时间时间单台卷烟机堵管导致停料的时间(2.78*12-1)*30min=16.18h。项目实施后每年可以减少卷烟机停机时间16.18h。PPT模板下载：行业PPT模板：节日PPT模板：PPT素材下载：PPT背景图片：PPT图表下载：优秀PPT下载：PPT教程：Word教程：Excel教程：资料下载：PPT课件下载：范文下载：试卷下载：教案下载：PPT论坛：巩固措施39巩固措施（1）申请发明专利一项：一种风力送料系统堵管检测自动疏通方法。40巩固措施（2）发表论文一项：卷烟企业风力送丝自适应控制系统的开发41巩固措施（3）进行操作人员培训，并制定操作材料。（4）收集整理所有技术资料，并归档保存。操作并入生产三部风力送丝及环境除尘节电系统作业指导书。PPT模板下载：行业PPT模板：节日PPT模板：PPT素材下载：PPT背景图片：PPT图表下载：优秀PPT下载：PPT教程：Word教程：Excel教程：资料下载：PPT课件下载：范文下载：试卷下载：教案下载：PPT论坛：总结打算43总结打算0101风送风送风送风送0202节能0303检测0404疏通 通过本次活动，有效改善了送丝堵管疏通工作。小组对20#卷烟机单风管送丝系统进行推广应用，运行至今，尚未出现过堵管脱料现象。因此，本课题对单、双送丝管系统均适用，系统具有普适性。此外，费用较低，有利于成果推广。下一步小组将继续寻找既可以提高设备运行效率，又可以实现节能降耗的新点位。PPT模板下载：行业PPT模板：节日PPT模板：PPT素材下载：PPT背景图片：PPT图表下载：优秀PPT下载：PPT教程：Word教程：Excel教程：资料下载：PPT课件下载：范文下载：试卷下载：教案下载：PPT论坛：创新感谢聆听，敬请批评指导THANK YOU专业活力用心创新