CN113979132A - 一种风力送丝烟丝管道状态智能诊断系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种风力送丝烟丝管道状态智能诊断系统及方法，所述系统包括多个送丝管道、丝管密封对接装置、气压密封执行阀组、信号采集处理子站、主控制器；所述多个送丝管道通过丝管密封对接装置相连接；所述信号采集处理子站与丝管密封对接装置和主控制器相连接；所述气压密封执行阀组与环形气压密封圈相连接；所述主控制器与气压密封执行阀组相连接，用于接收信号采集处理子站发送的信号，控制气压密封执行阀组对环形气压密封圈进行充气，本发明提高了烟丝输送过程中的稳定性，指明了送丝管道的维修方向，对管网结构的合理性可做出评估和预测，寻找最为合适的送丝布局，并且对烟丝输送之后的品质及各项生产工艺指标都有很大的提升。

Description

一种风力送丝烟丝管道状态智能诊断系统及方法
技术领域
本发明涉及一种风力送丝烟丝管道状态智能诊断系统及方法，属于风力送丝系统技术领域。
背景技术
风力送丝系统的工艺衔接制丝、卷包、动力三大车间，动力车间为烟丝输送提供应有的动力，制丝车间为烟丝输送提供成品的烟丝，卷包车间通过和制丝车间对接的送丝管道接收输送过来的烟丝完成烟支的生产。由于卷烟设备现场设备布局存在差异，导致送丝管道的走向、长度、以及拐弯角度各不相同。送丝管道整体结构的完整性和布局走向的合理性，决定了烟丝能否顺利完成输送的关键，送丝管道在出现漏灰、漏气、漏压问题时，从生产环境方面看，漏灰易形成烟虫的滋生；从生产工艺方面看，漏气、漏压会发生卷烟机烟丝供应不及时，断丝或丝管堵塞频繁的现象。管道布局不够合理会使烟丝输送出现气旋造成烟丝燥碎率增加，丝管风速无法稳定控制等问题，为保证风力送丝工艺指标的恒定及卷烟设备的稳定运行，如何能够对风力送丝烟丝管道状态进行有效监控、快速定位故障点就显得十分重要。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种风力送丝烟丝管道状态智能诊断系统及方法，使风力送丝过程中烟丝管道的运行状态得以实现监测，提高了烟丝输送过程中的稳定性，指明了送丝管道的维修方向，对管网结构的合理性可做出评估和预测，寻找最为合适的送丝布局，并且对烟丝输送之后的品质及各项生产工艺指标都有很大的提升。
为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：
第一方面，本发明提供了一种风力送丝烟丝管道状态智能诊断系统，包括多个送丝管道、丝管密封对接装置、气压密封执行阀组、信号采集处理子站、主控制器；
所述多个送丝管道通过丝管密封对接装置相连接，所述丝管密封对接装置包括：安装在所述送丝管道两端的主对接座和辅对接座，多个送丝管道之间通过主对接座和辅对接座相连接，所述主对接座、辅对接座接口处均开设有插槽，所述主对接座和辅对接座的插槽内侧分别安装有主环形压力传感器和辅环形压力传感器，所述主对接座和辅对接座的插槽内部安装有环形气压密封圈，所述环形气压密封圈于主环形压力传感器和辅环形压力传感器之间；
所述信号采集处理子站与丝管密封对接装置和主控制器相连接，用于接收主环形压力传感器、辅环形压力传感器的信号，传送至主控制器；
所述气压密封执行阀组与环形气压密封圈相连接，用于对环形气压密封圈进行充气；
所述主控制器与气压密封执行阀组相连接，用于接收信号采集处理子站发送的信号，控制气压密封执行阀组对环形气压密封圈进行充气。
进一步的，所述主对接座还包括：主安装平面、多个卡扣基座、扣板，所述多个卡口基座沿圆形阵列分布于主安装平面的表面，所述的扣板与卡扣基座环绕支点形成贯穿，通过轴杆进行同轴安装，由卡簧将扣板固定在轴杆上，所述扣板上开设有螺纹孔，用于与辅对接座进行螺丝环抱固定。
进一步的，所述辅对接座还包括：辅安装平面、多个扣座、辅环形压力传感器，所述多个扣座分别沿圆形阵列分布于辅安装平面的表面，所述扣座上开设有螺丝孔，使扣板能够通过螺丝固定在扣座上。
进一步的，还包括风速风压检测装置，所述风速风压检测装置设有两个采风点，所述采风点分别安装在丝管密封对接装置的主对接座和辅对接座上，采风点通过软管连接到风速风压检测装置气压分配结构上，辅对接座采集管道动态压力，连接风速风压检测装置气压分配结构上端口，主对接座采集管道静态压力，连接风速风压检测装置气压分配结构下端口，所述风速风压检测装置气压分配结构上端口的前端面有两个气压分配点，一点分配给压力传感器，一点分配给压差传感器，所述风速风压检测装置气压分配结构下端口的前端面有一个气压分配点，分配给压差传感器，通过风速风压检测装置内部的压力传感器和压差传感器产生4至20mA的模拟量电流信号，风速风压检测装置将模拟量信号传输至信号采集处理子站。
进一步的，所述主环形压力传感器和辅环形压力传感器采用片式压力传感器，采用贴片方式安装。
进一步的，还包括人机对话装置，其实时反映烟丝管道内风速、风压的情况、管道对接口的密封压力状态、烟丝管道各段处的报警阈值情况。
第二方面，本发明提供一种根据上述任一项所述的风力送丝烟丝管道状态智能诊断系统的诊断方法，包括：
通过主环形压力检测器和辅环形压力检测器检测环形气压密封圈充气达到送丝管道接口密封的压力，与预设的阈值进行比较；
根据比较结果判断环形气压密封圈是否达到密封气压；
判断结果为否时，主控制器通过信号采集处理子站控制气压密封执行阀组工作，对环形气压密封圈进行充气，当主环形压力检测器和辅环形压力检测器的气压检测都大于等于预设的阈值时，气压密封执行阀组停止工作。
进一步的，包括：
当主环形压力检测器先达到预设的阈值时，一定时间后，辅环形压力检测器的气压仍未达到预先的阈值时，说明辅对接座安装有问题；
当辅环形压力检测器先达到预设的阈值时，一定时间后，主环形压力检测器的气压仍未达到预设的阈值时，说明主对接座安装有问题；
通过对送丝管道接口衔接安装的完整性进行预判，对存在故障的进行指明和报警。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：
1、本发明提供一种风力送丝烟丝管道状态智能诊断系统及方法，使风力送丝过程中烟丝管道的运行状态得以实现监测，提高了烟丝输送过程中的稳定性，指明了送丝管道的维修方向，并且对烟丝输送之后的品质及各项生产工艺指标都有很大的提升；
2、本发明提供的一种风力送丝烟丝管道状态智能诊断系统及方法，当送丝管道发生烟丝堵塞时，维修人员无需逐段进行所有管道的拆卸查找，当送丝管道发生气压泄露，送丝状态不稳定时，维修人员无需进行整段管道的排查，只需按照系统提示的故障点，进行精准的定点维修即可，并且当送丝管道管网结构发生变化时，对管网结构的合理性可做出评估和预测，寻找最为合适的送丝布局。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种风力送丝烟丝管道状态智能诊断系统的系统连接示意图；
图2是本发明实施例提供的丝管密封对接装置和送丝管道的连接结构示意图；
图3是本发明实施例提供的丝管密封对接装置的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的主对接座的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的辅对接座的结构示意图；
图6是本发明实施例提供的风速风压检测装置的结构示意图；
图7是本发明实施例提供的风力送丝烟丝管道状态智能诊断系统的方法流程图。
图中：1-1、丝管密封对接装置；1-2、风速风压检测装置；1-3、主控制器；1-4、信号采集处理子站；1-5、人机对话装置；2-1、主对接座；2-2、辅对接座；2-3、送丝管道；2-4、采风点；3-1、环形气压密封圈；4-1、主安装平面；4-2、卡扣基座；4-3、扣板；4-4、主环形压力传感器；4-5、环绕支点；4-6、轴杆；4-7、卡簧；4-8、主对接座对接口；5-1、辅安装平面；5-2、扣座；5-3、辅环形压力传感器；5-4、辅对接座对接口；6-1、风速风压检测装置气压分配结构；6-2、风速风压检测装置气压分配结构上端口；6-3、风速风压检测装置气压分配结构下端口；6-4、第一气压分配点；6-5、第二气压分配点。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
本实施例介绍一种风力送丝烟丝管道状态智能诊断系统，包括：
包括多个送丝管道2-3、丝管密封对接装置1-1、气压密封执行阀组、信号采集处理子站1-4、主控制器1-3；
所述多个送丝管道2-3通过丝管密封对接装置1-1相连接，所述丝管密封对接装置1-1包括：安装在所述送丝管道2-3两端的主对接座2-1和辅对接座2-2，多个送丝管道2-3之间通过主对接座2-1和辅对接座2-2相连接，所述主对接座2-1、辅对接座2-2接口处均开设有插槽，所述主对接座2-1和辅对接座2-2的插槽内侧分别安装有主环形压力传感器4-4和辅环形压力传感器5-3，所述主对接座2-1和辅对接座2-2的插槽内部安装有环形气压密封圈3-1，所述环形气压密封圈3-1于主环形压力传感器4-4和辅环形压力传感器5-3之间；
所述信号采集处理子站1-4与丝管密封对接装置1-1和主控制器1-3相连接，用于接收主环形压力传感器4-4、辅环形压力传感器5-3的信号，传送至主控制器1-3；
所述气压密封执行阀组与环形气压密封圈3-1相连接，用于对环形气压密封圈3-1进行充气；
所述主控制器1-3与气压密封执行阀组相连接，用于接收信号采集处理子站1-4发送的信号，控制气压密封执行阀组对环形气压密封圈3-1进行充气。下面结合附图，对上述实施例中设计到的内容进行说明。
如图1所示风力送丝烟丝管道状态智能诊断系统，该诊断系统包括丝管密封对接装置1-1、风速风压检测装置1-2、主控制器1-3、信号采集处理子站1-4、气压密封执行阀组、人机对话装置1-5；
其中，所述的主控制器1-3采用S7-300PLC系统，其包括了CPU模块、CP通讯模块、网络交换模块，所述的信号采集处理子站1-4采用ET200S子站系统，其中包括了输入输出模块、模拟量输入模块。
如图2所示，所述的丝管密封对接装置包括主对接座2-1和辅对接座2-2，主对接座2-1和辅对接座2-2各安装在每段送丝管道2-3的两端，采用前一段送丝管道的主对接座2-1环抱固定后一段送丝管道的辅对接座2-2进行送丝管道的衔接；
如图4所示，所述主对接座2-1分为主安装平面4-1、卡扣基座4-2、扣板4-3、主环形压力传感器4-4，所述的主对接座2-1上的主安装平面4-1分别位于90°、180°、270°、360°的4个位置，所述主对接座2-1上的4个卡扣基座4-2分别安装固定于主安装平面4-1的4个位置上，所述的扣板4-3与卡扣基座4-2环绕支点4-5形成贯穿，通过轴杆4-6进行同轴安装，由卡簧4-7将扣板固定在轴杆4-6上，扣板上开有6.8mm的孔，用于与辅对接座2-2进行螺丝环抱固定，所述的主对接座对接口4-8采用抽壳设计，主环形压力传感器4-4安装于主对接座对接口4-8外圈壳底；
如图5所示，所述辅对接座2-2分为辅安装平面5-1、扣座5-2、辅环形压力传感器5-3，所述的辅对接座上的辅安装平面5-1分别位于90°、180°、270°、360°的4个位置，所述辅对接座上的4个扣座5-2分别安装固定于辅安装平面5-1的4个位置上，所述的扣座5-2上开有一个6mm的螺丝孔，使扣板4-3能够通过螺丝固定在扣座5-2上，所述的辅对接座对接口5-4采用抽壳设计，辅环形压力传感器5-3安装于辅对接座接口5-4外圈壳底；
如图1、图2、图6所示，所述风速风压检测装置1-2的两个采风点2-4分别安装在丝管密封对接装置1-1的主对接座2-1和辅对接座2-2上，采风点2-4通过软管连接到风速风压检测装置气压分配结构6-1上，辅对接座2-2采集管道动态压力，连接风速风压检测装置气压分配结构上端口6-2，主对接座2-1采集管道静态压力，连接风速风压检测装置气压分配结构下端口6-3，所述风速风压检测装置气压分配结构上端口6-2的前端面有两个第一气压分配点6-4，一点分配给压力传感器，一点分配给压差传感器，所述风速风压检测装置气压分配结构下端口6-3的前端面有一个第二气压分配点6-5，分配给压差传感器，通过风速风压检测装置内部的压力传感器和压差传感器产生4至20mA的模拟量电流信号，风速风压检测装置1-2将模拟量信号传输至信号采集处理子站1-4；
如图3所示，所述的环形气压密封圈3-1安装于主对接座2-1接口和辅对接座2-2接口外圈内，置于主环形压力传感器4-4和辅环形压力传感器5-3之间；所述的气压密封执行阀组在主对接座2-1和辅对接座2-2完成环抱固定后，对环形气压密封圈3-1进行充气，使送丝管道接口进行气压式膨胀密封，主环形压力传感器4-4和辅环形压力传感器5-3，实时监测环形气压密封圈3-1的膨胀压力，经过信号采集处理子站1-4处理，反馈给主控制器分析，控制气压密封执行阀组的执行充气；所述主环形压力传感器4-4和辅环形压力传感器5-3采用片式压力传感器，采用贴片方式安装；
所述诊断系统还包括人机对话装置，其实时反映烟丝管道内风速、风压的情况、管道对接口的密封压力状态、烟丝管道各段处的报警阈值情况；
如图7所示，信号采集处理子站接收到卷烟机要料信号、风送平衡装置运行信号、以及喂丝机的运行信号，三者同时存在信号时，说明整个供丝系统处于接通工作状态，管道内的风速恒定通过风送平衡装置进行控制，此时风力送丝烟丝管道状态智能诊断系统启动。每段送丝管道的前后主对接座上的采风点和辅对接座上的采风点将采集的信号由风速风压传感器转换成4到20mA的电流信号，再由信号采集处理子站的模拟量输入模块采集，信号采集处理子站通过PROFINET TCP/IP标准通信协议，将数据传入主控制器进行处理运算，每一段送丝管道内采集的风速与风送平衡装置反馈的实时风速进行比较，诊断每段送丝管道内风速的稳定性，如果某段管道内风速低于87％，说明此段送丝管道布局存在不合理之处；同时从卷烟机进丝口开始至喂丝机，送丝管道之间相互逐段进行管道压力之间的比较，诊断送丝管道中有无烟丝堵塞、漏气、漏压等问题，当前后段管道压力损耗超过15％时，进行提示并报警，输出故障点具体的管道位置；
主环形压力检测器和辅环形压力检测器检测丝管之间环抱之后，环形气压密封圈充气达到丝管接口密封的压力，当主环形压力检测器和辅环形压力检测器的气压检测都低于5bar或有一端低于5bar时，主控制器通过信号采集处理子站控制气压密封执行阀组工作，对环形气压密封圈进行充气，当主环形压力检测器和辅环形压力检测器的气压检测都大于等于5bar时，气压密封执行阀组停止工作，说明环形气压密封圈已到达密封气压，丝管接口对接安装无问题，当主环形压力检测器先达到5bar时，在15s后，辅环形压力检测器的气压仍未达到5bar时，说明辅对接座安装有问题，当辅环形压力检测器先达到5bar时，在15s后，主环形压力检测器的气压仍未达到5bar时，说明主对接座安装有问题，通过气压监测系统对丝管接口衔接安装的完整性进行预判，对存在故障的进行指明和报警。
实施例2
本实施例提供一种根据实施例1中任一项所述的风力送丝烟丝管道状态智能诊断系统的诊断方法，包括：
通过主环形压力检测器和辅环形压力检测器检测环形气压密封圈充气达到送丝管道接口密封的压力，与预设的阈值进行比较；
根据比较结果判断环形气压密封圈是否达到密封气压；
判断结果为否时，主控制器通过信号采集处理子站控制气压密封执行阀组工作，对环形气压密封圈进行充气，当主环形压力检测器和辅环形压力检测器的气压检测都大于等于预设的阈值时，气压密封执行阀组停止工作。
进一步的，包括：当主环形压力检测器先达到预设的阈值时，一定时间后，辅环形压力检测器的气压仍未达到预先的阈值时，说明辅对接座安装有问题；
当辅环形压力检测器先达到预设的阈值时，一定时间后，主环形压力检测器的气压仍未达到预设的阈值时，说明主对接座安装有问题；
通过对送丝管道接口衔接安装的完整性进行预判，对存在故障的进行指明和报警。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种风力送丝烟丝管道状态智能诊断系统，其特征在于，包括多个送丝管道、丝管密封对接装置、气压密封执行阀组、信号采集处理子站、主控制器；
所述多个送丝管道通过丝管密封对接装置相连接，所述丝管密封对接装置包括：安装在所述送丝管道两端的主对接座和辅对接座，多个送丝管道之间通过主对接座和辅对接座相连接，所述主对接座、辅对接座接口处均开设有插槽，所述主对接座和辅对接座的插槽内侧分别安装有主环形压力传感器和辅环形压力传感器，所述主对接座和辅对接座的插槽内部安装有环形气压密封圈，所述环形气压密封圈于主环形压力传感器和辅环形压力传感器之间；
所述信号采集处理子站与丝管密封对接装置和主控制器相连接，用于接收主环形压力传感器、辅环形压力传感器的信号，传送至主控制器；
所述气压密封执行阀组与环形气压密封圈相连接，用于对环形气压密封圈进行充气；
所述主控制器与气压密封执行阀组相连接，用于接收信号采集处理子站发送的信号，控制气压密封执行阀组对环形气压密封圈进行充气。
2.根据权利要求1所述的风力送丝烟丝管道状态智能诊断系统，其特征在于：所述主对接座还包括：主安装平面、多个卡扣基座、扣板，所述多个卡口基座沿圆形阵列分布于主安装平面的表面，所述的扣板与卡扣基座环绕支点形成贯穿，通过轴杆进行同轴安装，由卡簧将扣板固定在轴杆上，所述扣板上开设有螺纹孔，用于与辅对接座进行螺丝环抱固定。
3.根据权利要求1所述的风力送丝烟丝管道状态智能诊断系统，其特征在于：所述辅对接座还包括：辅安装平面、多个扣座、辅环形压力传感器，所述多个扣座分别沿圆形阵列分布于辅安装平面的表面，所述扣座上开设有螺丝孔，使扣板能够通过螺丝固定在扣座上。
4.根据权利要求1所述的风力送丝烟丝管道状态智能诊断系统，其特征在于：还包括风速风压检测装置，所述风速风压检测装置设有两个采风点，所述采风点分别安装在丝管密封对接装置的主对接座和辅对接座上，采风点通过软管连接到风速风压检测装置气压分配结构上，辅对接座采集管道动态压力，连接风速风压检测装置气压分配结构上端口，主对接座采集管道静态压力，连接风速风压检测装置气压分配结构下端口，所述风速风压检测装置气压分配结构上端口的前端面有两个气压分配点，一点分配给压力传感器，一点分配给压差传感器，所述风速风压检测装置气压分配结构下端口的前端面有一个气压分配点，分配给压差传感器，通过风速风压检测装置内部的压力传感器和压差传感器产生4至20mA的模拟量电流信号，风速风压检测装置将模拟量信号传输至信号采集处理子站。
5.根据权利要求1所述的风力送丝烟丝管道状态智能诊断系统，其特征在于：所述主环形压力传感器和辅环形压力传感器采用片式压力传感器，采用贴片方式安装。
6.根据权利要求1所述的风力送丝烟丝管道状态智能诊断系统，其特征在于：还包括人机对话装置，其实时反映烟丝管道内风速、风压的情况、管道对接口的密封压力状态、烟丝管道各段处的报警阈值情况。
7.一种根据权利要求1至6任一项所述的风力送丝烟丝管道状态智能诊断系统的诊断方法，其特征在于，包括：
通过主环形压力检测器和辅环形压力检测器检测环形气压密封圈充气达到送丝管道接口密封的压力，与预设的阈值进行比较；
根据比较结果判断环形气压密封圈是否达到密封气压；
判断结果为否时，主控制器通过信号采集处理子站控制气压密封执行阀组工作，对环形气压密封圈进行充气，当主环形压力检测器和辅环形压力检测器的气压检测都大于等于预设的阈值时，气压密封执行阀组停止工作。
8.一种根据权利要求7所述的诊断方法，其特征在于，包括：
当主环形压力检测器先达到预设的阈值时，一定时间后，辅环形压力检测器的气压仍未达到预先的阈值时，说明辅对接座安装有问题；
当辅环形压力检测器先达到预设的阈值时，一定时间后，主环形压力检测器的气压仍未达到预设的阈值时，说明主对接座安装有问题；
通过对送丝管道接口衔接安装的完整性进行预判，对存在故障的进行指明和报警。
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