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CO2法膨胀烟丝工艺简介随着社会的发展，人们生活质量不断提高，出于健康因素的考虑，对卷烟质量的评价也发生了观念上的改变，评价卷烟产品优劣的首要标准是焦油量的高低。
欧盟在1998年起，就规定了焦油量超过12mg/支的卷烟不准上市，美国、日本等发达国家也有相应的严格规定，我国烟草行业为了应对加入WTO后的严峻挑战，加大了降焦力度。
随着消费者对卷烟高品质、高安全性要求的提高，促使烟草加工企业的烟丝处理技术不断提高和创新，膨胀烟丝工艺作为现代卷烟工业现阶段降焦最重要的一种烟丝处理技术，因其满足了现代卷烟对提高烟丝内在品质、提高安全性的要求而被广泛采用。
在现阶段，比较成熟和普及的烟丝膨胀技术以膨胀介质的不同可分为二氧化碳法膨胀烟丝技术、氟利昂法膨胀烟丝技术和氮气法膨胀烟丝技术，其中又以以二氧化碳为膨胀介质的烟丝膨胀技术使用最为普遍。
二氧化碳法是以二氧化碳液体作为介质的膨胀烟丝方法：其优点是填充值高，能有效去除烟丝中的杂气，提高卷烟的产品质量，降低烟丝中的焦油含量；作为膨胀介质的二氧化碳来源丰富，价格便宜，同时二氧化碳膨胀烟丝生产线的自动化程度高，生产能力大，能够满足大用量的需求。
其缺点是生产过程中，烟丝的造碎比较大，烟丝的部分化学成份有损失。
膨胀烟丝在卷烟配方中有其独特的作用：在卷烟配方中掺入膨胀烟丝，可以增加烟丝的填充能力，提高烟叶的使用率，减轻烟支的重量，降低制造成本；膨胀烟丝对改善卷烟产品的整体质量具有很大的潜力，它可以改善低级烟草的质量，提高烟叶的使用等级；膨胀烟丝技术的发明，为低焦油卷烟的生产开辟了广阔的道路，在减少烟草对吸烟者健康的危害方面起到了积极的作用。
当卷烟中掺入一定比例的膨胀烟丝后，烟气的成分将发生变化，卷烟烟支的重量、烟支的燃吸口数、烟支的焦油含量及烟碱含量等，都随着卷烟中掺用膨胀烟丝比例的提高而下降，膨胀烟丝对卷烟有着显著的影响，国家烟草专卖局十分重视这项技术在我国的应用，先后两次以技贸结合方式引进国际上先进的二氧化碳膨胀烟丝技术。
课程设计（论文）题目：卷烟厂风力送丝设备控制系统设计名称：机电传动控制成绩评定表学生姓名班级学号专业机械设计制造及其自动化课程设计题目卷烟厂风力送丝设备控制系统设计评语组长签字：成绩日期 201 年月日课程设计任务书学院机械工程学院专业机械设计制造及其自动化学生姓名班级学号课程设计题目卷烟厂风力送丝设备控制系统设计实践教学要求与任务:1.设计内容：1）完成《课程设计指导书》所要求的控制循环。
2）要求可以同时控制两台烟丝装料机。
3）按停止按钮，完成当前循环后再停。
4）要求可以实现手动、单周期、连续控制。
2.设计要求：1）画出端子分配图和顺序功能图2）设计并调试PLC控制梯形图3）设计说明书工作计划与进度安排:1）理解题目要求，查阅资料，确定设计方案1天2）PLC梯形图设计与调试4天3）说明书撰写1天4）答辩1天指导教师：李岩任晓虹 2012年11月27日专业负责人：陈白宁2012年11月27日学院教学副院长：201 年月日目录前言 (1)1 概述 (2)2 课程设计的任务和要求 (3)2.2 控制过程及要求: (4)3 总体设计 (5)3.1 装料机中元器件选择 (5)3.2 电动机直接启动控制电路 (6)3.3 PLC端子接线 (7)3.3.1 I/O端子分配图 (7)3.3.2 外部端子接线图 (8)4 PLC程序设计 (9)4.1 设计思想 (9)4.2 顺序功能图 (10)4.3 梯形图 (11)5 程序调试说明 (21)6 结束语 (22)7 参考文献 (23)前言上世纪九十年代走向实用化的现场总线控制系统，正以迅猛的势头快速发展，是目前世界上最新型的控制系统。
现场总线控制系统是目前自动化技术中的一个热点，正受到国内外自动化设备制造商与用户越来越强烈的关注。
现场总线控制系统的出现，将给自动化领域带来又一次革命，其深度和广度将超过历史的任何一次，从而开创自动化的新纪元。
自动控制的研究有利于将人类从复杂危险繁琐的劳动环境中解放出来并大大提高控制效率。
卷烟厂风力送丝对烟支质量的影响分析摘要：风力送丝是卷烟机烟丝气力输送技术中不可或缺的内容。
本文基于某大型卷烟厂风力送丝系统为研究背景，对风送系统中的烟丝输送异常而导致的烟丝造碎率过高问题进行分析，并提出了采用风速控制技术使输送管网内的风量总体保持平衡，从而有效降低烟丝造碎率。
关键词：卷烟机；风力送丝；风速调节控制技术1 概述卷接机组如PROTOS M8、ZJ112和ZJ116等机型，生产速度快，生产工艺水平高，是目前国内烟草企业生产线的主力机型。
作为烟支生产最重要的原料之一，烟丝供应的稳定与否是影响卷烟工艺质量的制约因素之一，而风力送丝技术是烟丝供应的主要媒介，其控制技术对于卷烟制造起着重要作用，同时风力送丝也可以通过简单的改造实现风力除尘。
所以说，在卷烟厂采用风力送丝技术不仅可以实现烟丝的快速输送，而且硬件易于改造和灵活配置，加上维护成本低，十分适合广泛应用[1]。
2 现状概述风力送丝系统由若干个子系统组成，每个子系统由若干组卷烟机和对应的一台送丝风机组成，整个风力送丝系统还包括管网、管接头、传感器等。
整个风力送丝系统随着设备的增加会变得较为复杂，特别是管网中错综复杂的结构，例如直管、S弯管和45°弯管、直通接头和三通接头等组成了复杂的管网，如图1所示。
在管网中每台卷烟机的吸丝管的长度都不相同，一般来讲吸丝管长度越长烟丝所受到的管网阻力也越大，其数学表达式为，其中N表示管网阻力，L 表示送丝管长度，r表示送丝管半径，S表示风速，所以当管网半径r一定时，每条送丝管内的管网阻力就随着送丝管长度L和送丝风速S的不同而不尽相同的，如图2所示。
另外在系统设计阶段，风力送丝的设计初衷是按照所有卷烟机同时启动时所需要的最大风力而配置的，而在实际生产中，不可能做到所有卷烟机同时启动或停止，当部分卷烟机启动而部分卷烟机暂时停止时，此时的管网阻力因风速S的不同而不同。
综上所述，烟丝在供应过程中因为各种因素的影响会造成烟丝输送异常而直接影响到送丝稳定性和烟丝造碎率。
卷烟厂风力送丝过程造碎分析与控制作者：庄春友来源：《山东工业技术》2014年第17期摘要：本文以保定卷烟厂卷烟生产线的风力输送系统为研究对象，通过对烟丝在风力输送过程中造碎因素分析，利用实验数据探寻风力送丝系统中减少烟丝造碎的控制方法，提升卷烟产品质量。
关键词：风力送丝；悬浮速度；整丝率；碎丝率烟丝造碎是影响卷烟质量的重要因素，在卷烟生产的各环节分析和研究造碎因素，有利于发现造碎产生原因，从而有目的地采取措施减少造碎产生。
目前普遍采用风力送丝方式，风送过程中烟丝含水率会有一定降低，烟丝含水率的高低直接影响烟丝的物理性能（如重量、弹性、韧性等），在风送过程中，如果烟丝水分低于要求，会使烟丝失去韧性，组织变脆而易碎，从而增加造碎。
1 烟丝输送过程造碎分析以保定卷烟厂风力送丝系统为例，烟丝喂丝机端与卷烟机料斗端距离约100米。
通过在风送管路两端测试烟丝数据，确定每台卷烟机烟丝输送水分损失和造碎程度，结果如下：由表1中可看出，贮丝柜出柜烟丝在到卷烟机落料口的输送过程中，所测试的贮丝柜和卷烟机烟丝，整丝率和含水率不同程度下降，水分有一定的失，造碎有一定程度的增加。
送丝管路布局是造成风送烟丝造碎的一个重要原因，烟丝输送管道材质为铝合金、为刚性材质。
这种输送管道有如下几个因素容易造成烟丝的破碎。
（1）风力送丝管道是刚性的，气流裹着烟丝与管壁的碰撞为刚性碰撞，容易造成碎丝。
（2）管道与弯头的接头部位有接缝和毛刺，造成部分烟丝的骑挂、撕扯，烟丝被破碎。
（3）弯管处，气流裹着烟丝高速碰撞、冲击弯头外圆内壁造成烟丝破碎。
由于厂房结构和设备布局原因，风送管路一旦安装就不能轻易改变。
而在烟丝水分一定，风力送丝系统管路布局相同的情况下，输送风速是决定系统烟丝造碎的主要原因。
在理论情况下，输送风速稍大于烟丝的悬浮风速（达到烟丝的悬浮风力速度一般为 12m/s）即可送丝，此时送丝是最经济的，且烟丝造碎率最低。
但以此确定的输送风速会造成系统工作不稳定，由于弯头的存在，甚至可能使烟丝悬浮不起来，造成烟丝沉淀而出现堵塞现象。
风力送丝系统平衡方法探讨卷烟风力送丝系统因各种原因导致了系统内风量、风压非常不稳定，严重影响卷烟的生产、质量、物耗和能耗。
本文全面分析了现有多种系统平衡方法，提出了一种崭新的二元等值替代平衡法，并从理论及实验两个方面论证了二元等值替代平衡法的可行性标签：风力送丝；卷烟生产；二元等值替代平衡法1 前言烟丝气力输送以投资小、简单、可靠、运行维护方便等，成为卷烟生产烟丝输送的主流方式。
但是，由于风力送丝系统中多组卷烟机供丝需求的短暂及随机性，导致送丝风速波动剧烈，造成烟丝破碎，水分及香气散失。
如何有效抑制风速的波动，实现稳定均匀送丝，是卷烟行业的一个大问题。
在更先进的烟丝输送方式和装备研发还没有重大突破的现状下，惟有对传统的风力送丝方式进行更深入细致的研究及探索。
2 风力送丝特性风力送丝系统主要由送丝机、吸丝管、卷烟机烟丝料仓（含上料仓、下料仓）、回风管系、除尘器、风机、消声器等构成。
入上料仓，含尘气体通过除尘器过滤后经过风机、消声器排入大气。
料仓落满，吸丝风阀关闭，同时上料仓底部翻板打开，烟丝落入下料仓，供给卷烟机巻制烟支。
n臺卷烟机（一般n<12）组成的风力送丝系统中，单台卷烟机正常生产供丝周期短暂（约25秒），任意一台卷烟机供丝的启停，都将影响到整个系统风速的变化。
多台卷烟机组成的送丝系统，存在着数量不确定的X台卷烟机的启停，更造成了系统气流运动严重失稳，各吸丝卷烟机风速波动剧烈。
3 风力送丝方式及特性比较风力送丝系统，按回风管系的构成形式不同可分为：树枝管系统和集束管系统。
3.1 树枝管式风力送丝系统的特性各卷烟机回风管分别在不同位置并流，最后汇入总管。
系统占用空间小，制造成本较低；系统中，任意一台卷烟机供丝的启停，都将影响到整个系统风速的变化，各卷烟机实际供丝风速随之波动；各并流点均存在节点压力平衡问题，即各台卷烟机之间关联度较高，实现各台卷烟机送丝稳定均衡的难度比集束管式风力送丝系统更大。
卷烟制造企业风力送丝系统的优化与应用
姚璐;胡唯思;方正;张帆;金波
【期刊名称】《计算机应用文摘》
【年(卷),期】2024(40)2
【摘要】风力送丝系统是基于烟丝自动输送技术设计而成的,主要由喂料、吸丝、落料、控制及动力等部分组成。
现有条件下,加设管道、接头等会增加烟丝在送丝过程中的沿程压力,容易引起输送管道堵塞及烟丝流量波动,从而影响设备生产效率及烟支工艺质量。
文章将对送丝管道布局进行设计改进,采用优化烟丝输送路径、缩短烟丝输送距离等方法提高风力送丝系统的稳定性,同时设计并安装风量控制系统,旨在对风机进行变频控制,进一步实现风量自动平衡的效果。
【总页数】3页(P45-47)
【作者】姚璐;胡唯思;方正;张帆;金波
【作者单位】湖北中烟工业有限责任公司武汉卷烟厂
【正文语种】中文
【中图分类】TP212
【相关文献】
1.卷烟机风力送丝系统优化研究
2.卷烟厂风力送丝组合供丝控制系统的开发与应用
3.风力补偿装置在卷烟机风力送丝系统中的应用
4.基于概率分布的卷烟厂风力送丝系统节能优化设计
5.卷烟厂风力送丝系统的优化方案
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实现烟草叶丝线切丝机互替功能发布时间：2021-04-12T07:28:15.859Z 来源：《中国科技人才》2021年第6期作者：白延洪1 庞哲忠杨兴康文军[导读] 目前，制丝线在用的切丝机通过后期设备更新改造，分别为：SH92线为一台SQ36(A)和一台TOBSPIN切丝机并列使用，传统烘丝线为两台SQ36(A)切丝机并列使用。
1陕西中烟工业有限责任公司延安卷烟厂制丝车间摘要：本文主要针对制丝线叶丝线一头、两中、一尾的设备工艺布局，优化两中即两条切丝线因路径单一，不能相互交叉生产的瓶颈问题，通过设备改造、控制模式优化实施改进工作，满足生产组织灵活性，实现切丝线生产工艺路径优化的目的。
关键词：烟草制丝线；工艺单元；工艺路径1 现状分析目前，制丝线在用的切丝机通过后期设备更新改造，分别为：SH92线为一台SQ36(A)和一台TOBSPIN切丝机并列使用，传统烘丝线为两台SQ36(A)切丝机并列使用。
气流烘丝线生产品牌任务不断提升，2018年产量由5万箱增至2020年的15万箱，根据产量折算，SH92线生产时间由2018年的30%将增至2020年70%，造成两条线切丝机使用频率差异较大。
同时，因SH92线两台切丝机结构原理存在的差异，在SQ36(A)切丝机出现故障后，TOBSPIN切丝机不能及时切换满足后工序生产，造成断流。
据统计，2019年该切丝机因故障造成断流9次。
加之TOBSPIN的切制烟丝质量缺陷，部分品牌在无特殊情况下，不建议使用TOBSPIN切丝机切制烟丝。
基于以上原因，通过一定的手段，设备自主改造、控制模块优化、中控控制程序修改等软硬件改造，实现切丝路径随意切换。
2 具体技术措施为解决目前实际运行中存在的问题和系统缺陷，减小故障发生几率，规避故障发生带来的影响，保障制丝线的同质化要求，保证生产的顺利进行，根据目前的使用情况、使用环境和设备运行状况综合考虑，决定采用目前以服务器虚拟化技术为基础的新型的IT系统架构将集中监控系统进行升级改造，IT基础架构是整个制丝系统的大脑，一个强健的系统能够有力支持整个制丝车间的持续正常运行，并提高产品质量以及均质化水平，可视化的运维界面以及人性化的备份恢复方式将极大的减轻维护工作人员工作强度。
卷烟企业风力送丝自适应控制系统的开发黄晓华;沈丁洋;赵国平;张弛;任冠峰【摘要】为实现精准控制风送速度,减少风力输送造成的烟丝造碎,建立了风力送丝系统自适应控制系统.该系统可实现电机频率动态控制、风压和风速双闭环串级控制,可依据卷烟机开机台数、要料信号快速、准确调节电机输出频率和各支管风速.试验表明系统正常运行时风速调节可在2s内完成,风速控制标准差小于0.638 m/s.系统对减少烟丝造碎具有正向改善作用,可减少单箱烟丝消耗1.14％.【期刊名称】《中国烟草学报》【年(卷),期】2018(024)005【总页数】6页(P124-129)【关键词】卷烟厂;风力送丝;风速;电机频率;自适应控制系统;碎丝率;单箱耗丝量【作者】黄晓华;沈丁洋;赵国平;张弛;任冠峰【作者单位】红云红河烟草(集团)有限责任公司昆明卷烟厂,云南省昆明市五华区红锦路366号 650231;红云红河烟草(集团)有限责任公司昆明卷烟厂,云南省昆明市五华区红锦路366号 650231;山西乐普节能科技有限公司,太原市杏花岭区坡子街28号 030009;山西乐普节能科技有限公司,太原市杏花岭区坡子街28号 030009;红云红河烟草(集团)有限责任公司昆明卷烟厂,云南省昆明市五华区红锦路366号650231【正文语种】中文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，系统由一台离心风机在总管产生负压，并把负压分配给连接于总管上的几条送丝支管，实现向卷烟机供丝。
目前卷烟厂应用较多的是“总管补风风力”送丝系统和“机台自动定量补风”送丝系统 [1]，见图1。
图1 风力送丝系统结构示意图Fig.1 Structure of cut tobacco pneumatic conveying system这一送丝系统存在如下问题：1）在生产实践中，为防止堵管，风力送丝系统通常采用大于实际需求的风速定频运行，既耗能，烟丝也容易造碎。
卷烟风力送丝系统平衡的新方法——二元等值替换法
卷烟风力送丝系统因随机间歇供丝引起了系统内风量、风压的剧烈波动，对卷烟生产、质量、物耗、能耗都有明显影响。
本文全面分析了现有多种系统平衡方法，提出了一种崭新的方法，并从理论及实验两个方面论证了这种新方法的可行性、可靠性、有效性。
标签：风力送丝系统平衡二元等值替换简洁有效
风力送丝系统工作机理，存在问题，在对现有解决方案等全面深入研究分析后，这里提出一种新方法——二元等值替换法。
1 原理
1.1 风力送丝是一个以悬浮气力输送方式进行的二相流运动，载体气流的运动状态是主要影响因素。
当环境及工况相近时，可以认为被输送物质（如烟丝）以及载流气体的物理特性不变，如：容重、温度、湿度、黏度等不变，则其运动状态完全可简化为一个以风量Q、风压P为参变量的二元函数变化。
1.2 多机台组成平衡系统，使各管系节点内的Q、P值不同，但各组Qi、Pi值则必是相对平衡的。
1.3 由于间歇、短时、不定时的工作特点，使系统存在极复杂的动态变化，N=2n（种），这是导致系统失衡，Q、P剧烈波动的主因。
1.4 管系是按生产工艺要求在满负荷条件下，设计建造的固定物理构筑物，具有明确的适用条件和范围，所配风阀对管系特性只有微调功能。
1.5 动态对动态的平衡控制方法，缺乏可信的控制基准目标，且难响应变化频度过大过快情况，难免控非所需。
于是有如下结论：
同时控制系统各节点的风量Q、风压P变化是关键；用补入等量值替代随机中止运动的工况值是使系统气流呈连续稳定、平衡状态运动、波动很小的最简洁有效的途径。
本方法的原理正是如此：
令Qi′=Qi、Pi′=Pi实现同步等值替换，从而达到有效平衡系统的目的。
式中：Qi、Pi——某一支管设计或调试后平衡的风量、风压值。
Qi′、Pi′——在对应节点瞬间补入用以平衡、稳定系统的风量、风压值。
2 技术方案
基于上述原理，二元等值替换法的技术方案是：
在各机组回风管进口处设一旁通管，配创新的风阀和消声阻尼器（以后简称二元平衡器），使Qi=Qi′、Pi=Pi′，用简洁的开关信号把二元平衡器和卷烟机组落丝斗联接，实现同步控制。
工作过程简述如下：
2.1 当某一卷烟机组工作时，根据料位情况由落丝斗下仓光电料位计发生要丝信号，同时控制落丝斗、翻板阀、吸丝管和回风管气动阀，二元平衡器。
2.2 供丝时，这台卷烟机组上的吸丝管和回风管气动阀打开，在除尘主风机气体负压作用下，以设定的风量Qi、风压Pi通过对应的第i根吸丝管，从送丝机中抽吸烟丝送至卷烟机组落丝斗上仓。
此时，二元平衡器关闭，该支管气流以Qi、Pi状态运动。
2.3 供丝过程一结束，卷烟机组上的吸丝管和回风管气动阀立即关闭，以Qi、Pi状态运动的气流中止；与此同时，二元平衡器开启，呈Qi′、Pi′平衡气流立即补入，由于Qi =Qi′、Pi=Pi′，所以此支管中气流的运动状态基本不变，对总管的气流运动的贡献也几乎不变，使得系统处于稳定平衡状态。
2.4 对于由多台卷烟机构成的风力送丝系统，按本方法将在每一支管分别配装二元平衡器，并使各组风量（Qi）、风压（Pi）一一对应成二元等值替换量。
实现工作气流与替换气流可瞬间等值相互切换。
于是，生产时不论任一机组停启或任几台机组停启时，总有一一对应Qi、Pi值相同（至少相近）的一股或多股气流瞬间补入，这就彻底消除了因几台卷烟机组间歇无规则启停造成的N=2n种随机变化组合，十分有效地抑制了Q、P的波动，使整个系统始终在比较平衡的状态下稳定地运行。
2.5 二元平衡器是一个可同时控制流量（Qi）、风压（Pi）的创新装置，在各支管上配装的Qi、Pi值都不一样。
3 应用
3.1 在变管径风力送丝系统上的(应用（详见附图一）
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图一
在这类多支路变管径系统中，每一支管与主管的节点的风量、风压平衡通常是通过调整相互管径来实现的，因此，其自身平衡调节能力很有限。
满足平衡条件的通过气流的Qi、Pi两个主要参数的有效范围是较窄的。
显然，用本创新方法时，因Qi=Qi′、Pi=Pi′，工作气流和补入气流是互相瞬间切换、等量替换关系，所以系统可在近似设定平衡状态下稳定运行达到均衡风力送丝的目的，而采用前述任一种动态风动调节阀调节方式时，因系统是无规则突发性缺量引发波动，则对应已中止工作气流的支管的“调节”是毫无意义的。
3.2 在等管径风力送丝系统上应用（详见附图二）
就风力送丝工况特点，等管径系统本身就比变管径系统具有许多优点。
最突出的特点是各支管等径、多管集中汇流。
因此，各支管间的互相干扰少，风量、风压变化适应能力强。
在这种系统上应用二元等值替换法，效果更出色，可使系统运行更为平衡稳定。
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图二
4 本新方法的积极效果
4.1 由于本方法采用了一一对应等值参变量作间歇中止工况风量风压的替代量，并在瞬间实现需求响应的方式。
因此，可使各支路和整个系统处于近似恒流平稳运动状态，这远比其它现有效果要好得多。
4.2 稳定的载体气流运动，可使系统在较逼近设计优化的理想工况条件运行。
这至少有三大收益：
①确保了卷烟生产的顺利进行，消除了因风量、风压剧烈变化引起的供丝不畅影响生产情况。
②十分有效地抑制了因卷烟机随机间歇要丝或中止工作气流运动引发的系统气流运动激烈波动情况，减少了烟丝造碎及香气损失，降低了物耗。
③为卷烟精细化生产提供了必要条件，即可按各机组送丝管长不同而造成的香气、水分损耗不同，预先设定损耗预留量，则可使以往同批烟丝不同卷烟机组卷制后成品烟水分、香气有差异的情况得到明显改善。
4.3 本发明包含了平衡方法和平衡组件两项创新
①二元等值替代平衡法。
是一种崭新的机理性方法，因而具有较普遍的适用性，可以作为一种新方法推广应用，不但烟草行业适用，其它行业类似工况条件的地方也适用。
②风量、风压二元参数平衡组件是一个创新装置，其创意点是用气动/电动阀控制替换流量Qi，用调节等导程螺旋阻尼器长度控制替换风压Pi，实现二元参数同步控制，并具有消声功能。
此装置可广泛用于气力系统中需控制进气风量、风压、次数间隔等参数的工况。
