CN103207585A - 一种基于物料流量平衡的制丝线控制方法和系统 - Google Patents

一种基于物料流量平衡的制丝线控制方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于物料流量平衡的制丝线控制方法和系统，将制丝线工艺段相邻的两个重量计量设备之间的设备均作为物料缓冲区，喂料机只作为大物料缓冲区的一个部分，本发明使制丝生产线流量控制实现数字化、透明化，提高整线的自动化水平，可以稳定提高产品质量、显著降低设备频繁启停次数。

Description

一种基于物料流量平衡的制丝线控制方法和系统
技术领域
本发明涉及一种基于物料流量平衡的制丝线控制方法和系统。
背景技术
目前，现有的制丝生产线有多个工艺段，包含多种设备，烘丝机、切丝机等主机设备用于对烟草物料进行加工；皮带、振槽等输送设备用来输送物料；储柜、喂料机等储存设备用来存储物料，同时还有多台电子皮带秤等计量设备用以控制生产流量。但是目前的电子皮带秤只能控制一个点，并不能控制整个工艺段的流量。
以掺兑加香线为例说明传统控制模式的缺陷：
烟丝经掺配电子皮带秤和皮带振槽后进入喂料机，当挡住喂料机的提升带光电开关时，提升带启动，随后加香电子皮带秤发出有料信号，叶丝开始加香。在传统控制方式中生产流量只能依靠生产线上储存设备（喂料机）的光电开关及振槽皮带等输送设备的启停来模糊控制。喂料机上设置有前光电开关和后光电开关，前光电开关用于控制提升带，后光电开关用于控制进料设备启停，当喂料机中的料挡住后光电开关时，喂料机默认已满，掺配电子皮带称和皮带振槽停车。物料挡住前光电开关时,提升带启动。光电开关属于体积控制，不同组分的物料体积差别较大，对物料的多少并没有精确的控制，为了保证不断料、不断流，起始工序只能将流量往大处调整，造成设备频繁启停，对产品质量和设备均有不利的影响，传统控制模式最大缺点是不够精确,不可靠。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是一种基于物料流量平衡的制丝线控制方法和系统。其可利用生产线上前后重量计量设备，通过段控PLC对生产线上重量计量设备之间的物料进行实时精确控制、计量。本发明弱化储存设备光电开关的检测作用，将传统的生产线流量控制由体积控制转为高精度的重量控制。可以提高整线的自动化水平，稳定提高产品质量、降低设备频繁启停次数，真正实现了生产线控制的数字化、透明化。 
本发明一方面提供了一种基于物料流量平衡的制丝线控制方法，具体技术方案如下：
步骤一：数据采集 
起始重量计量设备的PLC、终点重量计量设备的PLC分别与段控PLC建立通讯连接，起始重量计量设备PLC向段控PLC输送瞬时累计重量A值；
终点重量计量设备PLC向段控PLC输送瞬时累计重量C值；
段控PLC采集喂料机提升带控制光电开关的状态;
向段控PLC输入设定值M，首先喂料机提升带光电开关被物料挡光后,并且当瞬时累计重量A值增加到设定值M时喂料机提升带启动；
当终点重量计量设备的PLC刚产生有料信号时，将此时瞬时累计重量A值的瞬时值定为均值B，段控PLC记录B值；
步骤二：计算步骤 
段控PLC按以下公式(1)计算瞬时D值，再进一步按公式（2）计算E值
D=B+C-A             （1）
E=B-D               （2）
其中：
A ——起始重量计量设备累计重量 Kg；
C ——终点重量计量设备累计重量 Kg；
B ——均值 Kg；
D ——偏差 Kg；
M ——定值 Kg；
E ——物料重量 Kg；
步骤三：执行流量调节 
段控PLC通过物料重量E值的结果向起始重量计量设备的PLC或终点重量计量设备的PLC发出信号，起始重量计量设备的PLC或终点重量计量设备的PLC通过接受到的信号指令进行流量调节，以实现这两个重量计量设备之间的实际物料重量E值保持一个稳定的数值，最终实现制丝线生产流量的稳定控制。
作为本发明的进一步改进，其中起始重量计量设备的PLC或终点重量计量设备的PLC通过接受到的信号指令进行流量调节的方法为：段控PLC根据物料重量E值计算结果向起始重量计量设备的PLC或终点重量计量设备的PLC传送设定流量值，起始重量计量设备的PLC或终点重量计量设备的PLC根据重量传感器和速度传感器计算出瞬时流量，并实时调节皮带速度，使瞬时流量始终跟踪设定流量，达到调节流量的目的。
本发明的另一方面还提供给了一种基于物料流量平衡的制丝生产线控制系统，具体技术方案如下：包括起始重量计量设备、终点重量计量设备、以及位于所述起始计量设备和终点重量计量设备之间的皮带、振槽、喂料机、提升带以及段控PLC，所述起始重量计量设备由起始PLC控制并与段控PLC建立通讯连接，所述终点重量计量设备由终点PLC控制并与段控PLC建立通讯连接，所述段控PLC采集喂料机提升带的光电开关。
本发明积极效果如下：
由于一个计量设备控制一个点，两个计量设备就可以控制一条线。本发明思路是将制丝线工艺段相邻的两个计量设备之间的设备均作为物料缓冲区，使生产线上物料流量更加均衡，控制更加精确，生产线上每一批物料重量都可以控制在一个很精确的数值上。本发明将传统的生产线流量控制由体积控制转为高精度的重量控制。可以提高整线的自动化水平，稳定提高产品质量、降低设备频繁启停次数，真正实现了生产线控制的数字化、透明化。
附图说明
图1为发明提供的方法示意图。
具体实施方式
实施例1 以掺兑加香线为例
生产时，段控PLC记录掺配秤的PLC瞬时累计重量A值，混合后的叶丝经皮带机、振槽到达喂料机，首先当喂料机前光电开关被物料挡光后，且掺配称的PLC瞬时累计重量A值到达460公斤（设定值M， M值根据不同的烟丝品牌,可以选择不同的数值）时，喂料机提升带开始启动，随后叶丝加香秤的PLC发出有料信号，段控PLC记录这一时刻的掺配秤的PLC瞬时累计重量A的瞬时值记为均值B（500Kg）,段控PLC并记录叶丝加香主秤的累计重量C值，在最初B+C-A=0=D。
但是因为掺配秤累计重量A值和叶丝加香秤的累计重量C值为累计重量值且一直在变化中，并且两者变化不一定同步，容易造成D这个数值不为零，同时造成这一段工艺段的实际物料重量（B-D）或（A-C）即物料重量E值是个变化的数值。为了保持生产流畅稳定，需要段控PLC调节掺配秤或叶丝加香秤的流量，使得物料重量E值保持在恒定的水平。比如某时刻物料重量E的值为470Kg，此时段控PLC结合物料重量E的值470Kg偏低向掺配称的PLC发送指令设定流量，掺配称的PLC接受设定流量的指令后，会根据重量传感器和速度传感器，计算出瞬时流量，并实时调节皮带速度，使瞬时流量始终跟踪设定流量，进行变频调节，最终使物料重量E值恒定500Kg。
本发明也适合在制丝线中的其他工艺路段使用。如切丝机烘丝机工序，切丝机可以作为一个重量计量设备。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种基于物料流量平衡的制丝生产线控制方法，其特征在于其选择相邻的重量计量设备作为工艺段的起始和终点，具体步骤如下：
步骤一：数据采集 
起始重量计量设备的PLC、终点重量计量设备的PLC分别与段控PLC建立通讯连接，起始重量计量设备PLC向段控PLC输送瞬时累计重量A值；
终点重量计量设备PLC向段控PLC输送瞬时累计重量C值；
段控PLC采集喂料机提升带控制光电开关的状态；
向段控PLC输入设定值M，首先喂料机提升带光电开关被物料挡光后,并且当瞬时累计重量A值增加到设定值M时喂料机提升带启动；
当终点重量计量设备的PLC刚产生有料信号时，将此时瞬时累计重量A值的瞬时值定为均值B，段控PLC记录B值；
步骤二：计算步骤 
段控PLC按以下公式(1)计算瞬时D值，再进一步按公式（2）计算E值
D=B+C-A             （1）
E=B-D               （2）
其中：
A ——起始重量计量设备累计重量 Kg；
C ——终点重量计量设备累计重量 Kg；
B ——均值 Kg；
D ——偏差 Kg；
M ——定值 Kg；
E ——物料重量 Kg；
步骤三：执行流量调节 
段控PLC通过物料重量E值的结果向起始重量计量设备的PLC或终点重量计量设备的PLC发出信号，起始重量计量设备的PLC或终点重量计量设备的PLC通过接受到的信号指令进行流量调节，以实现这两个重量计量设备之间的物料重量E值保持一个稳定的数值，最终实现制丝线生产流量的稳定控制。
2.根据权利要求1所述的一种基于物料流量平衡的制丝生产线控制方法，其特征在于，所述起始重量计量设备的PLC或终点重量计量设备的PLC通过接受到的信号指令进行流量调节的方法为：段控PLC根据物料重量E计算结果向起始重量计量设备的PLC或终点重量计量设备的PLC传送设定流量值，起始重量计量设备的PLC或终点重量计量设备的PLC根据重量传感器和速度传感器计算出瞬时流量，并调节皮带速度，使瞬时流量始终跟踪设定流量，达到调节流量的目的。
3.一种基于物料流量平衡的制丝生产线控制系统，其特征在于其包括起始重量计量设备、终点重量计量设备、以及位于所述起始计量设备和终点皮计量设备之间的皮带、振槽、喂料机、提升带以及段控PLC，所述起始重量计量设备由起始PLC控制并与段控PLC建立通讯连接，所述终点重量计量设备由终点PLC控制并与段控PLC建立通讯连接，所述段控PLC采集喂料机提升带的光电开关的状态。
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