CN113173430B - 一种基于物料水分的定量管物料高度控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于物料水分的定量管物料高度控制方法，通过控制器控制水分检测装置采集定量管前物料的水分瞬时值，并实时传送至PLC控制器，PLC控制根据物料水分瞬时值的变化，结合内部存储的公式，计算出高料位遮挡后的进料延时停止参数T高和低料位无遮挡后的进料延时启动参数T低，即高料位和低料位检测到信号的延时时间，传送给控制器，控制器根据接收到的信号，控制上游设备电机的转速，从而保障定量管中物料重量适中并趋于稳定，进而保障下游电子皮带秤流量的稳定，避免定量管中物料不足或过剩。

Description

一种基于物料水分的定量管物料高度控制方法
技术领域
本发明涉及一种物料高度控制方法，具体是一种基于物料水分的定量管物料高度控制方法，属于烟草制丝生产工艺控制技术领域。
背景技术
烟丝的生产过程中为了保证电子皮带秤上物料流量的稳定，一般需要提前在电子皮带秤前设置一个定量管，从而起到存储物料并规整物料进入皮带秤前的形状的作用，减少流量的波动，减轻皮带秤的计量控制压力，所以定量管中的物料高度对于物料整体的稳定性影响非常大，如果定量管中的料位高度很低甚至出现跑空现象，势必会导致皮带秤流量断续，如果定量管中物料高度很高则容易出现定量管堵料的现象，也不利于流量的稳定。当定量管中物料积累到一定高度时，由于重力作用物料掉落挤压，其中的物料相对来说才会比较充盈，物料规整的效果才会比较明显。现有技术的定量管控制方式多采用的是固定参数的料位高度控制方式，但是由于一条生产线往往要生产不同批次牌号的产品，物料水分不固定，导致在同一体积下物料重量是不固定的，由于参数的单一性，导致控制参数也是死板的，对于要求恒质量流量的生产线，此种控制体积的方式不利于流量的稳定性，从而经常导致供料不足或者供料过剩甚至堵料的情况。
目前，针对定量管控制的研究众多，如一种可精准控制物料流量的定量管(CN201520783015.X)采用了根据物料高度实现上游设备供料速度无极调速的方式，但是仍然存在缺陷，比如当物料水分较高时，按照上述专利中技术方案的思路，同一体积下控制的物料重量较大，导致定量管逐步被填满，达不到控制要求，而当物料水分较低时，同一体积下控制的物料重量较小，导致定量管逐步被拉空，所以上述专利的技术方案对于控制定量管中物料高度的稳定性，抑制其波动仍然存在缺陷。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种基于物料水分的定量管物料高度控制方法，能够根据当前定量管中的物料水分的变化，通过公式计算出高、低料位检测到信号的延时时间，从而保障定量管中物料重量适中并趋于稳定，进而保障下游电子皮带秤流量的稳定，避免定量管中物料不足或过剩。
为达到以上目的，本发明一种基于物料水分的定量管物料高度控制方法，包括以下步骤：
S1通过控制器控制水分检测装置每隔固定时间采集一次定量管前物料的水分瞬时值d实；
S2实时检测低料位是否被遮挡，若是，则将检测到的物料信号传送至控制器，控制器接收到信号后，控制上游设备电机中速运转持续进料，进入步骤S3；若否，则未检测到物料信号，当未检测到物料信号的时间等于低料位无遮挡后的进料延时启动参数T低时，将未检测到物料的信号传送至控制器，控制器接收到信号后，控制上游设备电机高速运转持续进料，控制器通过公式(1)计算出T低的值：
T低＝T2-K2*(d设-d实)      (1)
其中，T2为延时标准值，K2为补偿系数，d设为水分参考值，d实为水分瞬时值；
S3实时检测高料位是否被物料遮挡，若是，则检测到物料信号的时间等于高料位遮挡后的进料延时停止参数T高时，将该信号传送至控制器，控制器接收到信号后，控制上游设备电机停止工作，暂停进料，继续检测高料位是否被遮挡；若否，则控制上游设备电机中速运转持续进料，控制器通过公式(2)计算出T高的值：
T高＝T1+K1*(d设-d实)      (2)
其中，T1为延时标准值，K1为补偿系数，d设为水分参考值，d实为水分瞬时值。
优选地，根据定量管中的物料高度判断低料位和高料位是否被遮挡，设定量管中的物料实际高度为h，高料位的高度为h高，低料位的高度为h低，
若h≥h高，则认为高料位被遮挡；
若h≥h低，则认为低料位被遮挡。
优选地，定量管中物料高度通过光栅测量，测量精确度高。
优选地，步骤S1的水分检测装置为水分检测仪，且每隔一秒采集一次定量管前物料的水分瞬时值d实，当然也可以选用其他测量水分的检测仪，但是本发明优先选用水分检测仪，体积小巧，便于安装，且测量精确度高。
优选地，控制器为PLC控制器，数据处理速度快，响应速度快。
与现有技术相比，本发明根据当前定量管中的物料水分的变化，通过公式(1)和公式(2)对T低和T高进行实时延时补偿，从而延时控制器收到低料位、高料位的物料信号，T低为高料位检测到信号的延时时间，T高为底料位检测到信号的延时时间，对于T低而言，当物料水分瞬时值d实低于水分参考值d设时，减少T低的时间，反之，增加T低的时间；对于T高而言，当物料水分瞬时值d实低于水分参考值d设时，增加T高的时间，反之，减少T高的时间，从而控制高、低料位检测到信号的延时时间，保障了定量管中物料重量适中并趋于稳定，进而保障了下游电子皮带秤流量的稳定，避免定量管中物料不足或过剩。
附图说明
图1是本发明流程图；
图2为本发明实施例应用设备图。
图中：1-下料斗，2-定量管，3-光栅，4-水分检测仪，5-进料皮带，6-皮带秤。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1、图2所示，本发明一种基于物料水分的定量管物料高度控制方法，包括以下步骤：
一种基于物料水分的定量管物料高度控制方法，包括以下步骤：
S1通过控制器控制水分检测装置每隔固定时间采集一次定量管2前物料的水分瞬时值d实；
S2实时检测低料位是否被遮挡，若是，则将检测到的物料信号传送至控制器，控制器接收到信号后，控制上游设备电机中速运转持续进料，进入步骤S3；若否，则未检测到物料信号，当未检测到物料信号的时间等于低料位无遮挡后的进料延时启动参数T低时，将未检测到物料的信号传送至控制器，控制器接收到信号后，控制上游设备电机高速运转持续进料，控制器通过公式(1)计算出T低的值：
T低＝T2-K2*(d设-d实)      (1)
其中，T2为延时标准值，K2为补偿系数，d设为水分参考值，d实为水分瞬时值；
S3实时检测高料位是否被物料遮挡，若是，则检测到物料信号的时间等于高料位遮挡后的进料延时停止参数T高时，将该信号传送至控制器，控制器接收到信号后，控制上游设备电机停止工作，暂停进料，继续检测高料位是否被遮挡；若否，则控制上游设备电机中速运转持续进料，控制器通过公式(2)计算出T高的值：
T高＝T1+K1*(d设-d实)      (2)
其中，T1为延时标准值，K1为补偿系数，d设为水分参考值，d实为水分瞬时值。
作为本发明的优选方式，定量管2中物料高度通过光栅3测量，测量精确度高。
作为本发明的优选方式，步骤S1的水分检测装置为水分检测仪，且每隔一秒采集一次定量管2前物料的水分瞬时值d实，当然也可以选用其他测量水分的检测仪，但是本发明优先选用水分检测仪，体积小巧，便于安装，且测量精确度高。
作为本发明的优选方式，控制器为PLC控制器，数据处理速度快，响应速度快。
本发明根据当前定量管2中的物料水分的变化，通过公式(1)和公式(2)对T低和T高进行实时延时补偿，从而使控制器延时接收到物料处于高料位或低料位的信号，对于T低而言，当物料水分瞬时值d实低于水分参考值d设时，减少T低的时间，反之，增加T低的时间；对于T高而言，当物料水分瞬时值d实低于水分参考值d设时，增加T高的时间，反之，减少T高的时间。
本发明可以应用在以下系统，如图2所示，该系统包括下料斗1、定量管2、光栅3、水分检测仪4、上游设备、下游设备、报警器(图中未显示)以及控制器；光栅3、水分检测仪4、上游设备、下游设备和报警器分别通过控制电路与控制器电连接；下料斗1安装在定量管2上部，光栅3安装在定量管2侧壁，用于检测定量管2中物料高度，上游设备安装在定量管2上方，下游设备安装在定量管2下方，水分检测仪4安装在上游设备上方，用于检测上游设备运送的物料的水分瞬时值。上游设备为进料皮带5，下游设备为皮带秤6。

Claims (5)

1.一种基于物料水分的定量管物料高度控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1通过控制器控制水分检测装置每隔固定时间采集一次定量管(2)前物料的水分瞬时值d实；
S2实时检测低料位是否被遮挡，若是，则将检测到的物料信号传送至控制器，控制器接收到信号后，控制上游设备电机中速运转持续进料，进入步骤S3；若否，则未检测到物料信号，当未检测到物料信号的时间等于低料位无遮挡后的进料延时启动参数T低时，将未检测到物料的信号传送至控制器，控制器接收到信号后，控制上游设备电机高速运转持续进料，控制器通过公式(1)计算出T低的值：
T低＝T2-K2*(d设-d实)      (1)
其中，T2为延时标准值，K2为补偿系数，d设为水分参考值，d实为水分瞬时值；
S3实时检测高料位是否被遮挡，若是，则检测到物料信号的时间等于高料位遮挡后的进料延时停止参数T高时，将该信号传送至控制器，控制器接收到信号后，控制上游设备电机停止工作，暂停进料，继续检测高料位是否被遮挡；若否，则控制上游设备电机中速运转持续进料，控制器通过公式(2)计算出T高的值：
T高＝T1+K1*(d设-d实)      (2)
其中，T1为延时标准值，K1为补偿系数，d设为水分参考值，d实为水分瞬时值。
2.根据权利要求1所述的一种基于物料水分的定量管物料高度控制方法，其特征在于，根据定量管(2)中的物料高度判断低料位和高料位是否被遮挡，设定量管(2)中的物料实际高度为h，高料位的高度为h高，低料位的高度为h低，
若h≥h高，则认为高料位被遮挡；
若h≥h低，则认为低料位被遮挡。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于物料水分的定量管物料高度控制方法，其特征在于，定量管(2)中物料高度通过光栅(3)测量。
4.根据权利要求1所述的一种基于物料水分的定量管物料高度控制方法，其特征在于，步骤S1的水分检测装置为水分检测仪(4)，且每隔一秒采集一次定量管(2)前物料的水分瞬时值d实。
5.根据权利要求1所述的一种基于物料水分的定量管物料高度控制方法，其特征在于，控制器为PLC控制器。
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