CN113086559B - 一种贮丝柜出料流量控制装置及控制方法 - Google Patents

一种贮丝柜出料流量控制装置及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种贮丝柜出料流量控制装置及控制方法，贮丝柜包括第一出料皮带机、第二出料皮带机、尾料检测光电管、高度传感器、电控柜。底带电机设置为底带变频电机；底带上形成梯形烟丝料，梯形烟丝料从出料口处依次包括料头坡面、中间贮丝段和尾料坡面，中间贮丝段包括中间凹凸形段；尾料检测光电管设于柜体侧壁，且位于距离出料口的预设位置处；高度传感器设于第一出料皮带机或第二出料皮带机，用于采集第一出料皮带机或第二出料皮带机上烟丝层的实际高度H1；电控柜用于调控底带变频电机的运行频率和调控耙辊电机的运行方向。提高了贮丝柜出料流量的均匀性，全过程不需人工干预，减少堵料风险，提高生产线工艺稳定性。

Description

一种贮丝柜出料流量控制装置及控制方法
技术领域
本发明涉及烟草制丝设备技术领域，尤其涉及一种贮丝柜出料流量控制及控制方法。
背景技术
贮丝柜是卷烟厂的一种用来贮存烟丝的设备，贮丝柜一般由柜体、底带、出料耙辊、布料行车等部分组成，能够起到贮存烟丝、缓冲前后工序生产节拍、平衡烟丝水分、均混配方组份、促进香精平衡吸收等作用。
由于设备结构特征及运动方式等原因，在贮丝柜底带上堆积的料层的两端会产生坡面，中间有凹凸形，其中两端坡面、坡面无法消除，中间凹凸形可通过调节布料行车的行程来改善，但难以完全消除，由于两端坡面及中间凹凸形的存在，会使贮丝柜出料时流量发生变化，由于出料时底带电机一般是定速运行，当料头坡面位于出料口时，出料流量由小逐渐增大，当尾料坡面处于出料口时，出料流量由正常流量逐渐减小，当中间凹凸形段处于出料口时流量也会产生波动；
另外，出料耙辊是按向上翻取烟丝方向旋转，由于耙辊与贮柜内烟丝相对位置及耙钉弯曲方向的原因，在翻取烟丝出料时会对贮柜内的烟丝产生一个向后的推力，当贮柜上烟丝较少时会使烟丝向后移动，在贮丝柜尾料出料时耙辊将烟丝后推的现象比较明显，造成尾料出料流量进一步减小、出料时间延长。
以上出料流量的变化会对下游设备的生产造成影响，目前主要采取人工干预的方来控制，在料头阶段、料尾段出料时提高底带电机的频率，以提高料头、料尾段的出料流量，但如果控制不好会发生堵料，中间凹凸形段由于难以观察到一般不作处理，贮丝柜出料流量波动的问题目前还没有较好的解决办法。
发明内容
为解决现有技术不足，本发明提供一种贮丝柜出料流量控制及控制方法，能够自动检测贮丝柜出料口的实际出料流量，通过生产设定流量与实际流量的差值自动控制底带变频电机的频率和耙辊电机的正反转，以提高贮丝柜出料流量的均匀性，全过程不需人工干预，减少堵料风险，提高生产线工艺稳定性。
为了实现本发明的目的，拟采用以下方案：
一种贮丝柜出料流量控制装置，贮丝柜包括柜体、出料口、布料行车、分配行车、底带、底带电机、底带传动辊、出料耙辊和耙辊电机，贮丝柜还包括第一出料皮带机、第二出料皮带机、尾料检测光电管、高度传感器、电控柜。
底带电机设置为底带变频电机；
底带上形成梯形烟丝料，梯形烟丝料从出料口处依次包括料头坡面、中间贮丝段和尾料坡面，中间贮丝段包括中间凹凸形段，梯形烟丝料从出料口依次被传送至第一出料皮带机、第二出料皮带机；
尾料检测光电管设于柜体侧壁，且位于距离出料口的预设位置处，用于检测尾料坡面，将检测的结果发送给电控柜；
高度传感器设于第一出料皮带机或第二出料皮带机，用于采集第一出料皮带机或第二出料皮带机上烟丝层的实际高度H1，将实际高度H1发送给电控柜；
电控柜用于预设生产高度H0；用于接收实际高度H1，建立生产高度H0和实际高度H1的数学模型，调控底带变频电机的运行频率；还用于接收尾料检测光电管的检测结果，根据检测结果判断尾料坡面是否被传送至出料口，根据判断结果调控耙辊电机的运行方向。
进一步的，尾料检测光电管距离出料口间距等于尾料坡面沿传送方向的水平宽度。
进一步的，耙辊电机连接正反转馈电器。
进一步的，高度传感器设于第一出料皮带机，当H1=80%~95% H0，且实际高度H1处于增加趋势时，电控柜将开始减小底带变频电机的运行频率。
进一步的，高度传感器设于第二出料皮带机，当H1=60%~75% H0，且实际高度H1处于增加趋势时，电控柜将开始减小底带变频电机的运行频率。
一种贮丝柜出料流量控制方法，采用上述所述的贮丝柜出料流量控制装置，包括以下步骤：
料头坡面出料S1：生产开始时，料头坡面被底带输送至出料口，在出料耙辊的驱动下，料头坡面依次被传送到第一出料皮带机、第二出料皮带机上，高度传感器开始检测相应烟丝层的实际高度H1，将实际高度H1发送给电控柜；电控柜接收实际高度H1，并建立生产高度H0和实际高度H1的数学模型，根据第一出料皮带机或第二出料皮带机的烟丝流量推断出料口的实际烟丝流量，其中，电控柜提前预设生产高度H0；
当H1=0，电控柜调控底带变频电机的运行频率，使运行频率增大至最高值，实际高度H1持续增加；
当H0-H1=0时，电控柜调控底带变频电机的运行频率，运行频率减小，直到料头坡面出料结束，实际高度H1一直等于生产高度H0；
中间贮丝段出料S2：中间贮丝段出料时，电控柜根据生产高度H0和实际高度H1的差值高调控底带变频电机，使实际高度H1一直等于生产高度H0；
料尾坡面出料S3：尾料坡面被底带输送至出料口，尾料检测光电管检测不到尾料坡面时，将检测的结果发送给电控柜；电控柜接收尾料检测光电管的检测结果，根据检测结果判断尾料坡面已被传送至出料口，电控柜自动调高底带变频电机的运行频率，增加出料口的实际烟丝流量；
电控柜将尾料坡面已被传送至出料口的判断结果作为调控耙辊电机运行方向的第一条件，当底带变频电机的运行频率调至最高时，实际高度H1还小于生产高度H0，那么电控柜将生产高度H0和实际高度H1的差值作为第二条件，电控柜调控耙辊电机反转，同时调控底带变频电机的运行频率，提高出料口的出料量。
进一步的，料头坡面出料S1中：将高度传感器设于第一出料皮带机，当H1=80%~95% H0，电控柜将开始减小底带变频电机的运行频率，直到料头坡面出料结束，实际高度H1一直等于生产高度H0。
进一步的，料头坡面出料S1中：将高度传感器设于第二出料皮带机，当H1=60%~75% H0，电控柜将开始减小底带变频电机的运行频率，直到料头坡面出料结束，实际高度H1一直等于生产高度H0。
进一步的，料尾坡面出料S3中：当尾料检测光电管开始检测到尾料坡面时，将检测的结果发送给电控柜；电控柜接收尾料检测光电管的检测结果，根据检测结果判断尾料坡面已被传送至出料口。
进一步的，步骤还包括结束阶段S4：当高度传感器检测不到烟丝层的信号后，延时预设时间再停机。
进一步的，底带变频电机的最高运行频率为50Hz。
本发明的有益效果在于：
1、本发明贮丝柜出料流量稳定性明显提高，在贮丝柜料头、料尾及中间凹凸段出料等全过程均能实现自动检测、自动控制，以缩短波动区间时间、降低波动幅度，从而降低因流量波动对加香精度的影响，提高加香质量；
2、通过在皮带机上安装高度传感器，建立生产高度H0和实际高度H1的数学模型，根据第一出料皮带机或第二出料皮带机的烟丝流量推断出料口的实际烟丝流量，可以相对准确地反映贮丝柜出料的实时流量；
3、电控柜将生产高度H0和实际高度H1进行比较，自动调节底带变频电机频率，使生产高度H0和实际高度H1一致，从而尽量减小料头、料尾及中间凹凸形段的出料流量波动；
4、在尾料出料时，通过尾料探测光电管检测尾料坡面是否已通过，当底带变频电机频率调至最高仍达不到设定流量时，电控柜控制耙辊电机反转，以提高尾料出料流量，电控柜根据实时检测皮带机的烟丝高度来控制底带变频电机的运行频率以达到设定高度，直至贮丝柜内烟丝出料结束；
5、出料过程全程自动控制，不需要人工干预，可有效提高料头、料尾及中间凹凸形段的出料流量的稳定性，减小流量波动，缩短料头、料尾段的出料流量偏离设定流量的时间，避免人工控制造成的流量波动和堵料问题发生。
附图说明
图1为实施例的贮丝柜出料流量控制装置示意图。
图2为实施例的贮丝柜出料流量控制方法流程图。
图3为实施例的电控柜调控连接图。
实施方式
实施例1
如图1、图3所示，本实施例提供了一种贮丝柜出料流量控制装置，贮丝柜包括柜体1、出料口11、布料行车12、分配行车13、底带2、底带电机、底带传动辊22、出料耙辊3和耙辊电机31，具体的，贮丝柜还包括第一出料皮带机4、第二出料皮带机5、尾料检测光电管6、高度传感器7、电控柜。
具体的，布料行车12接收前级分配行车13的来料，在贮丝柜纵向作往复布料，分配行车13沿布料的宽度方向作步进往返供料，使烟丝在贮丝柜底带2上均匀布料，底带2上形成梯形烟丝料9，梯形烟丝料9从出料口11处依次包括料头坡面91、中间贮丝段92和尾料坡面93，中间贮丝段92包括中间凹凸形段921，梯形烟丝料9从出料口11依次被传送至第一出料皮带机4、第二出料皮带机5。
具体的，为了调节底带2的运行频率，从而保证出料口11的烟丝流量保持稳定，底带电机设置为底带变频电机21，还将耙辊电机31连接正反转馈电器，可以实现出料耙辊3的反转，从而在尾料坡面93出料时，减弱出料耙辊3将烟丝后推的现象，防止造成尾料坡面93出料流量进一步减小、出料时间延长。
具体的，尾料检测光电管6设于柜体1侧壁，且位于距离出料口11的预设位置处，通过有机玻璃透窗来检测贮丝柜内的烟丝，用于检测尾料坡面93是否通过了尾料检测光电管6，将检测的结果发送给电控柜。
更具体的，尾料检测光电管6距离出料口11间距等于尾料坡面93沿传送方向的水平宽度，这样当尾料坡面93的前端到达出料口11，尾料检测光电管6刚好检测不到尾料坡面93。
具体的，高度传感器7设于第一出料皮带机4，用于采集第一出料皮带机4上烟丝层的实际高度H1，将实际高度H1发送给电控柜。
具体的，电控柜用于预设生产高度H0；用于接收实际高度H1，建立生产高度H0和实际高度H1的数学模型，调控底带变频电机21的运转频率；还用于接收尾料检测光电管6的检测结果，根据检测结果判断尾料坡面93是否被传送至出料口11，根据判断结果调控耙辊电机31的运行方向。
更具体的，高度传感器7设于第一出料皮带机4，当H1=80%~95% H0，且实际高度H1处于增加趋势时，电控柜将开始减小底带变频电机21的运行频率。
实施例2
本实施例2提供的一种贮丝柜出料流量控制装置，与实施例1的结构基本相同，相同之处不再赘述，不同之处在于：高度传感器7设于第二出料皮带机5，用于采集第二出料皮带机5上烟丝层的实际高度H1，将实际高度H1发送给电控柜，当H1=60%~75% H0，且实际高度H1处于增加趋势时，电控柜将开始减小底带变频电机21的运行频率。
实施例3
如图2所示，本实施例3提供的一种贮丝柜出料流量控制方法，采用实施例1所述的贮丝柜出料流量控制装置，电控柜接收实际高度H1，并建立生产高度H0和实际高度H1的数学模型，根据第一出料皮带机4的烟丝流量推断出料口11的实际烟丝流量，其中，电控柜提前预设生产高度H0，控制方法包括以下步骤：
料头坡面出料S1：生产开始时，由于料头坡面91前部有一段空料段，此时，安装在第一出料皮带机14上的高度传感器7检测不到烟丝，出料口11出料流量为零；
生产设定流量Q与出料口11实际烟丝流量Q1的差值T最大，电控柜自动调节底带变频电机21的运行频率至最高值，最高值通常为50Hz，在出料耙辊3和耙辊电机31的驱动下，料头坡面91依次被传送到第一出料皮带机4、第二出料皮带机5上；
由于料头坡面91部位的烟丝高度逐渐增加，实际烟丝流量Q1也逐渐提高，T=Q -Q1则逐渐减小；
由于出料口11与高度传感器7安装位置有一段距离，存在检测滞后性，实际控制时电控柜会在T＝0前,便开始调低底带变频电机21的运行频率，防止超设定流量出料，比如当H1=80% H0，电控柜将开始减小底带变频电机21的运行频率，直到料头坡面91出料结束；
中间贮丝段出料S2：中间贮丝段92出料时，出料流量会出现变化，此时，高度传感器7会检测到流量的变化，电控柜会根据T值自动调高或调低底带变频电机21的运行频率，使T值趋于0；
料尾坡面出料S3：尾料坡面93被底带2输送至出料口11，由于尾料坡面93部位的烟丝高度逐渐减小，当尾料检测光电管6检测不到尾料坡面93时，将检测的结果发送给电控柜；电控柜接收尾料检测光电管6的检测结果，根据检测结果判断尾料坡面93已被传送至出料口11，电控柜自动调高底带变频电机21的运行频率，增加出料口11的实际烟丝流量；
底带变频电机21的运行频率未达到50Hz时，实际高度H1已经等于生产高度H0，那么电控柜继续调控底带变频电机21的运行频率，保证出料口11的出料量。
结束阶段S4：当高度传感器7检测不到烟丝层的信号后，延时预设时间再停机，或者结合尾料检测光电管6检测结果再决定何时停机，这样是确保所有烟丝已经出料完。
本实施例4
本实施例4提供的一种贮丝柜出料流量控制方法，采用实施例2所述的贮丝柜出料流量控制装置，步骤与实施例3的基本相同，相同之处不再赘述，不同之处在于：
料头坡面出料S1中：高度传感器7设于第二出料皮带机5，由于出料口11与高度传感器7安装位置有一段距离，存在检测滞后性，且第二出料皮带机5距离出料口11比第一出料皮带机4更远，所以当H1=70% H0，电控柜便开始减小底带变频电机21的运行频率，直到料头坡面91出料结束。
电控柜将尾料坡面93已被传送至出料口11的判断结果作为调控耙辊电机31运行方向的第一条件，底带变频电机21的运行频率调至50Hz时，实际高度H1还小于生产高度H0，那么电控柜将生产高度H0和实际高度H1的差值作为第二条件，电控柜调控耙辊电机31反转，同时调控底带变频电机21的运行频率，从而提高出料口11的烟丝出料量。
本实施例5
本实施例5提供的一种贮丝柜出料流量控制方法，控制方法的步骤与实施例3或实施例4基本相同，相同之处不再赘述，不同之处在于：
料尾坡面出料S3中：同样由于出料口11与高度传感器7安装位置有一段距离，存在检测滞后性，当尾料检测光电管6开始检测到尾料坡面93时，就将检测的结果发送给电控柜，而不是等到尾料坡面93已完全通过尾料检测光电管6，电控柜接收尾料检测光电管6的检测结果，根据检测结果判断尾料坡面93已被传送至出料口11。
以上实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点，并不表示是唯一的或是限制本发明。本领域技术人员应理解，在不脱离本发明的范围情况下，对本发明进行的各种改变或同等替换，均属于本发明保护的范围。

Claims (5)

1.一种贮丝柜出料流量控制方法，其特征在于，采用贮丝柜出料流量控制装置，所述贮丝柜包括柜体（1）、出料口（11）、布料行车（12）、分配行车（13）、底带（2）、底带电机、底带传动辊（22）、出料耙辊（3）和耙辊电机（31），所述贮丝柜还包括第一出料皮带机（4）、第二出料皮带机（5）、尾料检测光电管（6）、高度传感器（7）、电控柜；
所述底带电机设置为底带变频电机（21），所述耙辊电机（31）连接正反转馈电器；
所述底带（2）上形成梯形烟丝料（9），所述梯形烟丝料（9）从所述出料口（11）处依次包括料头坡面（91）、中间贮丝段（92）和尾料坡面（93），所述中间贮丝段（92）包括中间凹凸形段（921），所述梯形烟丝料（9）从所述出料口（11）依次被传送至所述第一出料皮带机（4）、所述第二出料皮带机（5）；
所述尾料检测光电管（6）设于所述柜体（1）侧壁，所述尾料检测光电管（6）距离所述出料口（11）间距等于尾料坡面（93）沿传送方向的水平宽度，用于检测所述尾料坡面（93），将检测的结果发送给所述电控柜；
所述高度传感器（7）设于所述第一出料皮带机（4）或所述第二出料皮带机（5），用于采集所述第一出料皮带机（4）或所述第二出料皮带机（5）上烟丝层的实际高度H1，将所述实际高度H1发送给所述电控柜；
所述电控柜用于预设生产高度H0；用于接收所述实际高度H1，建立所述生产高度H0和所述实际高度H1的数学模型，调控所述底带变频电机（21）的运转频率；还用于接收所述尾料检测光电管（6）的检测结果，根据所述检测结果判断尾料坡面（93）是否被传送至出料口（11），根据判断结果调控所述耙辊电机（31）的运行方向，方法包括以下步骤：
料头坡面出料S1：生产开始时，所述料头坡面（91）被所述底带（2）输送至所述出料口（11），在所述出料耙辊（3）的驱动下，所述料头坡面（91）依次被传送到所述第一出料皮带机（4）、所述第二出料皮带机（5）上，所述高度传感器（7）开始检测相应烟丝层的所述实际高度H1，将所述实际高度H1发送给所述电控柜；所述电控柜接收所述实际高度H1，并建立所述生产高度H0和所述实际高度H1的数学模型，根据所述第一出料皮带机（4）或所述第二出料皮带机（5）的烟丝流量推断所述出料口（11）的实际烟丝流量，其中，所述电控柜提前预设所述生产高度H0；
当H1=0，所述电控柜调控所述底带变频电机（21）的运行频率，使运行频率增大至最高值，所述实际高度H1持续增加；
当H0-H1=0时，所述电控柜调控所述底带变频电机（21）的运行频率，运行频率减小，直到所述料头坡面（91）出料结束，所述实际高度H1一直等于所述生产高度H0；
中间贮丝段出料S2：所述中间贮丝段（92）出料时，所述电控柜根据所述生产高度H0和所述实际高度H1的差值高调控所述底带变频电机（21），使所述实际高度H1一直等于所述生产高度H0；
料尾坡面出料S3：所述尾料坡面（93）被所述底带（2）输送至所述出料口（11），所述尾料检测光电管（6）检测不到所述尾料坡面（93）时，将检测的结果发送给所述电控柜；所述电控柜接收所述尾料检测光电管（6）的检测结果，根据所述检测结果判断所述尾料坡面（93）已被传送至所述出料口（11），所述电控柜自动调高所述底带变频电机（21）的运行频率，增加所述出料口（11）的实际烟丝流量；
所述电控柜将所述尾料坡面（93）已被传送至所述出料口（11）的判断结果作为调控耙辊电机（31）运行方向的第一条件，当所述底带变频电机（21）的运行频率调至最高时，所述实际高度H1还小于所述生产高度H0，那么所述电控柜将所述生产高度H0和所述实际高度H1的差值作为第二条件，所述电控柜调控所述耙辊电机（31）反转，同时调控底带变频电机（21）的运行频率，提高所述出料口（11）的出料量。
2. 根据权利要求1所述的贮丝柜出料流量控制方法，其特征在于，所述料头坡面出料S1中：将所述高度传感器（7）设于所述第一出料皮带机（4），当H1=80%~95% H0，所述电控柜将开始减小所述底带变频电机（21）的运行频率，直到所述料头坡面（91）出料结束，所述实际高度H1一直等于所述生产高度H0。
3. 根据权利要求1所述的贮丝柜出料流量控制方法，其特征在于，所述料头坡面出料S1中：将所述高度传感器（7）设于所述第二出料皮带机（5），当H1=60%~75% H0，所述电控柜将开始减小所述底带变频电机（21）的运行频率，直到所述料头坡面（91）出料结束，所述实际高度H1一直等于所述生产高度H0。
4.根据权利要求1所述的贮丝柜出料流量控制方法，其特征在于，所述料尾坡面出料S3中：当所述尾料检测光电管（6）开始检测到所述尾料坡面（93）时，将检测的结果发送给所述电控柜；所述电控柜接收所述尾料检测光电管（6）的检测结果，根据所述检测结果判断所述尾料坡面（93）已被传送至所述出料口（11）。
5.根据权利要求1~4任一项所述的贮丝柜出料流量控制方法，其特征在于，步骤还包括结束阶段S4：当所述高度传感器（7）检测不到烟丝层的信号后，延时预设时间再停机。
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