CN102415454A - 一种自动流量控制装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动流量控制装置及控制方法，该装置主要由计量室1、储叶匀叶机4、振动槽8、PLC控制系统9等组成，其流量控制方法包括：1、通过计量室1的称重传感器3计量一定重量的茶叶之后，计量室1的输送出料皮带2动作，向储叶匀叶机稳定提供固定重量的茶叶；2、通过储叶匀叶机上的光电传感器5计算茶叶传送的流量，PLC控制系统根据此计算流量改变储叶匀叶机内匀叶皮带7的速度以改变流量；3、通过储叶匀叶机上的多齿匀叶爪6以及振动槽8，保证茶叶出料的均匀稳定。

Description

一种自动流量控制装置及控制方法

技术领域

本发明涉及一种流量控制装置及控制方法，特别涉及自动流量控制领域。

背景技术

我国的茶叶加工技术精湛，已有数千年的历史。但是目前我国的茶叶加工仍然以人工为主，自动化茶叶加工方式在近几年有所发展。

要达到自动化茶叶加工的目的，提供稳定均匀的茶叶流量至关重要。然而，由于受季节，地域，储备环境等多方面因素的影响，茶叶个体差异及水分含量差异巨大，自动控制茶叶流量困难。

目前市场上带有流量控制的自动化传输设备有很多，但未能解决自动化茶叶加工领域存在的实际问题，本发明首次实现了针对自动化茶叶加工领域的自动流量控制方法。

发明内容

为解决茶叶加工过程中流量控制的不足，本发明的目的在于有效的解决因茶叶个体差异及水分含量差异造成的茶叶流量难以控制的问题，使得无论茶叶体积和含水量如何变化，都能为杀青及后续加工提供稳定均匀的茶叶流量。

本发明解决的技术方案为：一种自动流量控制装置，包括计量室1、储叶匀叶机4、振动槽8、PLC控制系统9，计量室1位于储叶匀叶机4上方，储叶匀叶机4位于振动槽8上方，由PLC控制系统9进行自动控制，输送出料皮带2位于计量室1内，称重传感器3位于计量室1底部，承受整个计量室1的重量，其特征在于：储叶匀叶机与水平面成20°-30°斜角，出口处装有半径为200mm-250mm的多齿匀叶爪6，底部装有匀叶皮带7，以变频电机驱动，匀叶皮带上方20mm-25mm，多齿匀叶爪6后端50mm处装有光电对射传感器5。

所述的自动流量控制装置的安装方式，其优点在于：1、茶叶重量称量与流量计算分隔开来，相互独立；2、多齿匀叶爪6半径视储叶匀叶机4大小而定，储叶匀叶机4与水平面成20°-30°斜角，如果斜角过小，多齿匀叶爪不能起到匀叶作用，如果斜角过大，茶叶自身体积和重量会导致茶叶回滚，出料不均匀甚至无法出料。

所述的PLC控制系统9，计量室1称重重量值以及茶叶流量值可通过位于控制柜上的触摸屏10进行设定，设定重量值即为单次重量计量值，不影响茶叶流量值的设定。

本技术方案的原理在于：以计量室1获取当前茶叶重量，以光电对射传感器5记录茶叶在储叶匀叶机4内流过的时间，从而得到当前茶叶的流量，PLC控制系统9再通过设定流量值与当前茶叶流量值的比值乘以当前匀叶皮带7的运行频率，得到一个新的频率值，以此值作为匀叶皮带7的运行频率。

本技术方案的优点在于：1、计量室称量值可在1kg-50kg范围内任意设定，流量值可在50kg/小时-200kg/小时范围内随意设定，二者计算方法相互独立；2、计量室采用离散化的称量方式（即称量设定重量的茶叶之后计量室出料，出料完毕继续称量，等待下一次出料），匀叶皮带采用变频调速方式控制，流量调节快速，稳定，匀叶皮带速度变化两次，即可达到稳定流量范围，流量的超调范围在10kg/小时以内；3、多齿匀叶爪安装于储叶匀叶机出料口200mm处，光电对射传感器安装于匀叶皮带上方20mm，多齿匀叶爪后端50mm处，当光电对射传感器检测不到茶叶时，仍有少量茶叶未流出，此时，计量室出料，从而保证了储叶匀叶机出料的连续性。

上述自动流量控制装置的使用方法，第一步，计量室1称量设定重量的茶叶；第二步，输送出料皮带2将茶叶送入储叶匀叶机4；第三步，PLC控制系统9通过储叶匀叶机4上的光电对射传感器5，可以采用光电对射传感器5计算得到茶叶当前流量值，PLC控制系统9比较设定流量值与当前流量值，调整匀叶皮带运行速度。所述光电对射传感器5采用欧姆龙E3Z-T。

所述的流量控制原材料为茶叶、谷物、或瓜子但不限于。

本发明所达到的有益效果为：在不影响茶叶输送连续性的前提下采用静态计量与动态传输相结合的方式，提高了自动化控制程度，降低了控制成本。通过此方式进行流量控制，匀叶皮带的工作频率可稳定在±3HZ的频率范围之内，从而将茶叶流量控制在设定流量值±5kg/小时的范围之内。正常连续运行情况下，匀叶皮带的工作频率做出第二次调整时即可使流量稳定在设定值的范围之内。

附图说明

附图1 传输装置示意图

附图2 流量控制方式流程图。

具体实施方式

如图1所示的茶叶传输设备由：包括计量室1、储叶匀叶机4、振动槽8、PLC控制系统9，计量室1位于储叶匀叶机4上方，储叶匀叶机4位于振动槽8上方，由PLC控制系统9进行自动控制，输送出料皮带2位于计量室1内，称重传感器3位于计量室1底部，承受整个计量室1的重量，其特征在于：储叶匀叶机与水平面成20°斜角，出口处装有半径为200mm的多齿匀叶爪6，底部装有匀叶皮带7，以变频电机驱动，匀叶皮带上方20mm，多齿匀叶爪后端50mm处装有光电对射传感器5。

本发明涉及的流量控制步骤如下：

匀叶皮带7的工作频率计算方法如下：

工作频率=当前工作频率*设定流量值/当前流量值    （1）

以10kg茶叶为例，计量室设定重量值设定为2kg，流量设定为150kg/小时，流量控制过程如下：

第一步，计量室1底部的称重传感器3称量2kg茶叶后，由计量室内的输送出料皮带2将茶叶运送至储叶匀叶机4；

第二步，储叶匀叶机底部的匀叶皮带7按照当前工作频率（初始为50HZ）输送茶叶，同时多齿匀叶爪6动作，使茶叶均匀出料到振动槽8；

第三步，储叶匀叶机上的光电传感器5检测并记录茶叶在储叶匀叶机里的输送时间，当光电传感器检测不到茶叶时停止计时，用计量室称重重量除以此时间，得到茶叶当前流量为250kg/小时。由公式（1）可得：匀叶皮带7的工作频率为30HZ；

匀叶皮带7以30HZ作为当前工作频率重复步骤1、2、3，得到当前流量值为120kg/小时，匀叶皮带7的工作频率为37.5HZ；

通过以上步骤进行流量控制，在匀叶皮带第二次变频之后，茶叶流量值即可稳定在145kg/小时-155kg/小时范围内，匀叶皮带7的工作频率稳定在37HZ-39HZ范围内。

本发明的主要技术点在于：

1、以称重传感器测定茶叶重量，光电对射传感器检测并记录茶叶输送时间，获得茶叶流量值，以匀叶皮带当前工作频率乘以当前流量值与设定流量值的比值，得到新的匀叶皮带工作频率。

2、对匀叶皮带采用变频方式控制，即使茶叶因品种不同产生体积不同的情况，也能达到相同的流量，且满足自动的要求。

Claims (5)

1.一种自动流量控制装置，包括计量室（1）、储叶匀叶机（4）、振动槽（8）、PLC控制系统（9），计量室（1）位于储叶匀叶机（4）上方，储叶匀叶机（4）位于振动槽（8）上方，由PLC控制系统（9）进行自动控制，输送出料皮带（2）位于计量室（1）内，称重传感器（3）位于计量室（1）底部，承受整个计量室（1）的重量，其特征在于：储叶匀叶机与水平面成20°-30°斜角，出口处装有半径为200mm-250mm的多齿匀叶爪（6），底部装有匀叶皮带（7），以变频电机驱动，匀叶皮带上方20mm-25mm，多齿匀叶爪（6）后端50mm处装有光电对射传感器（5）。

2.根据权利要求1所述的自动流量控制装置，其特征在于：所述的PLC控制系统（9），计量室（1）称重重量值以及茶叶流量值可通过位于控制柜上的触摸屏（10）进行设定，设定重量值即为单次重量计量值，不影响茶叶流量值的设定，在计量室（1）计量设定茶叶重量之后，才向储叶匀叶机输送茶叶并开始自动流量控制算法。

3.根据权利要求1所述的自动流量控制装置的使用方法，其特征在于：第一步，计量室（1）称量设定重量的茶叶；第二步，输送出料皮带（2）将茶叶送入储叶匀叶机（4）；第三步，PLC控制系统（9）通过储叶匀叶机（4）上的光电对射传感器（5）计算得到茶叶当前流量值，PLC控制系统（9）比较设定流量值与当前流量值，调整匀叶皮带运行速度。

4.根据权利要求3所述的自动流量控制装置的使用方法，其特征在于：所述光电对射传感器（5）采用欧姆龙E3Z-T。

5.根据权利要求3所述的自动流量控制装置的使用方法，其特征在于：所述的流量控制原材料为茶叶、谷物、或瓜子但不限于。

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