CN114532565B - 一种基于低梗丝掺配断料率的储梗丝柜自动换柜方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于低梗丝掺配断料率的储梗丝柜自动换柜方法，包括：1、通过计算得出储梗丝柜底带在额定频率f时的运行速度，2、依据梗丝的加料量和烘梗丝机干燥去除的水份，计算得出该批次储梗丝柜内梗丝的实际重量，3、利用单位频率内的出料流量是相等的关系，得出储梗丝柜底带实时出料频率f_掺配，4、利用变频器频率与底带出料速度成线性关系得出料尾的出料时间t，5、利用PLC中实现f_掺配和t的自动运算、在中控集控上进行显示，提示中控操作人员及时进行换柜操作。本发明实现f_掺配和t的自动跟踪运算，极大的降低了人工强度，且方法稳定可靠，有效的减少了梗丝掺配断料率。

Description

一种基于低梗丝掺配断料率的储梗丝柜自动换柜方法

技术领域

本发明属于卷烟生产过程中梗丝掺配领域。

背景技术

梗丝掺配的工艺任务是按照生产中叶丝的流量基数，将梗丝按照工艺下达的设定比例和叶丝进行实时掺配混合，以达到在制品按照规定比例掺配，并且在连续的生产过程中波动较小，是烟丝掺配中的重要环节，对卷烟生产的质量有着重要的影响。

梗丝储存在储梗丝柜，生产过程中储梗丝柜的底带出料，与叶丝进行掺配，掺配的流量等于叶丝主秤的瞬时流量与工艺下发的掺配比例的乘积，由于底带的出料频率缺少自动跟踪功能，是通过中控人员手动调节频率，需要不断到现场目测出料量情况来反复调整频率，进而满足出料量的要求，存在调节不准确、反复调节或来不及调节的现象，不能自动跟踪。出料过程中中控操作人员频繁调节储梗丝出料的频率，频率偏大会造成堵料，频率偏小会造成缺料，尤其是在一台储梗丝柜出完，需要切换另一台储梗丝柜出料时操作人员发现不及时，这些都会导致梗丝掺配断料的发生，经统计每月梗丝掺兑断料率为0.44次/万箱。

发明内容

本发明是为了解决上述现有技术存在的不足之处，提出一种基于低梗丝掺配断料率的储梗丝柜自动换柜方法，以期实现f_掺配和t的自动跟踪运算，以提示控操作人员及时进行换柜操作，从而减少梗丝掺配断料率。

本发明为达到上述发明目的，采用如下技术方案：

本发明一种基于低梗丝掺配断料率的储梗丝柜自动换柜方法的特点在于，应用由电子皮带秤、梗丝加料机、烘梗丝机和m个储梗丝柜所构成的生产流程线中，并包括如下步骤：

步骤1.在任意第i台储梗丝柜底带的滚轮上做记号，用于测算在单位时间内底带运行的距离，从而计算得出第i台储梗丝柜底带在变频器的额定频率为f时的出料速度V_{额_i}；

步骤2.一个批次的烟梗切成的梗丝后，经过梗丝加料机施加香料液，再经过烘梗丝机的干燥处理后，进入第i台储梗丝柜中等待出料，出料后的梗丝与叶丝进行掺配，并推算出第i台梗丝柜内实际的梗丝重量M_{实_i}；

步骤2.1设置施加香料液的比例为k％，利用电子皮带秤测量分配给第i台储梗丝柜的梗丝重量M_{显_i}，从而利用式(1)计算梗丝加料后的重量M_{加料后_i}：

M_{加料后_i}＝M_{显_i}×(1+k％) (1)

步骤2.2烘梗丝机的进料端和出料端分别安装有水份检测仪，用以记录进料端口的水份数值为x_进％以及出料端口的水份数值为x_出％；梗丝加料后，进入烘梗丝机中进行干燥处理后，再进入第i台储梗丝柜内，并利用式(2)得到第i台储梗丝柜内梗丝实际重量为M_{实_i}：

步骤3.利用式(3)计算第i台储梗丝柜在额定频率为f时的出口瞬时流量Q_{柜_i}：

式(3)中，L_{总_i}为第i台储梗丝柜的长度；

步骤4.利用式(4)计算实际生产过程中第i台储梗丝柜底带的出料频率f_{掺配_i}；

式(4)中，Q_叶为当前批次叶丝的瞬时流量；y％为当前批次所需梗丝的掺配比例；

步骤5.建立储梗丝柜的物料状态模型抽象为等腰梯形模型，将等腰梯形模型的一侧腰为斜边的直角三角形所构成柜体作为料头，另一侧腰为斜边的直角三角形所构成柜体作为料尾，从而利用式(5)计算第i台储梗丝柜的料尾或料头的出料时间t_i：

式(5)中，L_i表示第i台储梗丝柜的料尾或料头的长度；

步骤6.根据出料时间t_i得到第i台储梗丝柜的换柜时间T_i，用于提醒换柜，并在达到换柜时间T_i时，将i+1赋值给i后返回2.1顺序执行，直到i>m为止，从而实现储梗丝柜的自动换柜。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明能够有效防止储梗丝柜因人工调整出料频率不合理或换柜操作不及时，带来的底带出料堵料、缺料，降低了梗丝掺配断料率，由改进前每月断料率0.44次/万箱，降低至每月断料率0.01次/万箱，每月掺配断料率同比降低了97.73％。当梗丝所需流量瞬时发生变化时，该方法能够自动计算此时所需的底带出料频率值，需要换柜操作时，中控操作人员能够及时看到提示并进行换柜操作，减少了人工劳动强度，达到了梗丝掺配的均匀和稳定，为卷烟生产的质量提供了保障。

具体实施方式

本实施例中，一种基于低梗丝掺配断料率的储梗丝柜自动换柜方法，是应用由电子皮带秤、梗丝加料机、烘梗丝机和m个储梗丝柜所构成的生产流程线中，并包括如下步骤：

步骤1.在任意第i台储梗丝柜底带的滚轮上做记号，用于测算在单位时间内底带运行的距离，从而计算得出第i台储梗丝柜底带在变频器的额定频率为f时的出料速度V_{额_i}；

步骤2.一个批次的烟梗切成的梗丝后，经过梗丝加料机施加香料液，再经过烘梗丝机的干燥处理后，进入第i台储梗丝柜中等待出料，出料后的梗丝与叶丝进行掺配，并推算出第i台梗丝柜内实际的梗丝重量M_{实_i}；

步骤2.1设置施加香料液的比例为k％，利用电子皮带秤测量分配给第i台储梗丝柜的梗丝重量M_{显_i}，从而利用式(1)计算梗丝加料后的重量M_{加料后_i}：

M_{加料后_i}＝M_{显_i}×(1+k％) (1)

步骤2.2烘梗丝机的进料端和出料端分别安装有水份检测仪，用以记录进料端口的水份数值为x_进％以及出料端口的水份数值为x_出％，按照工艺技术规范中水份折算的规则M_加料后×(1-x_进％)＝M_实×(1-x_出％)，梗丝加料后，进入烘梗丝机中进行干燥处理后，再进入第i台储梗丝柜内，并利用式(2)得到第i台储梗丝柜内梗丝实际重量为M_{实_i}：

步骤3.根据储梗丝柜运行特点，可以得出

进一步得出式(3)，利用式(3)计算第i台储梗丝柜在额定频率为f时的出口瞬时流量Q_{柜_i}：

式(3)中，L_{总_i}为第i台储梗丝柜的长度；

步骤4.根据单位频率内的出料流量相等的关系，可得出

以及根据工艺流程Q_掺配＝Q_叶×y％，推导到后进一步得出式(4)，利用式(4)计算实际生产过程中第i台储梗丝柜底带的出料频率f_{掺配_i}；

式(4)中，Q_叶为该批次叶丝瞬时流量；y％为该批次所需梗丝掺配比例；

步骤5.建立储梗丝柜物料状态模型，经过梗丝加料机、烘梗丝机后的梗丝首先进入储梗丝柜柜体上方的投料行车上，行车在柜体上把梗丝投入到储梗丝柜内，大行车距离储梗丝柜底带有一定的高度落差，由于重力的自然作用，所以在大行车往复铺料的过程中，造成柜体两端的物料状态是坡式分布，由于铺料大行车在储梗丝柜体上方左右两侧进行往复铺料，所以柜体两侧的物料量是对等的，柜体内的物料呈等腰梯形分布，可把储梗丝柜内的物料状态看作等腰梯形模型，进行料尾出料时间的研究；将等腰梯形模型的一侧腰为斜边的直角三角形所构成柜体作为料头，另一侧腰为斜边的直角三角形所构成柜体作为料尾，从而利用式(5)计算第i台储梗丝柜的料尾或料头的出料时间t_i：

式(5)中，L_i表示第i台储梗丝柜的料尾或料头的长度；

步骤6.根据出料时间t_i得到第i台储梗丝柜的换柜时间T_i，用于提醒换柜，并在达到换柜时间T_i时，将i+1赋值给i后返回2.1顺序执行，直到i>m为止，从而实现储梗丝柜的自动换柜。

通过在线的PLC S7-400控制器进行编程，新建FC6作为底带变频器出料频率f_{掺配_i}和料尾出料时间t_i的函数功能块进行以上公式的编写，添加数据块DB60用于储存L_i、L_{总_i}、V_{额_i}、M_{显_i}、M_{实_i}、k、y、Q_叶、x_进、x_出的临时数据，根据控制程序在组织块OB32中循环调用FC6，实现f_{掺配_i}和t_i的自动运算；PLC S7-400通过Profinet现场总线把运算结果输出到底带变频器，控制底带随掺配要求的流量自动实时跟踪调节；PLC S7-400将参数f_{掺配_i}和t_i通过中控交换机送到中央集控上进行显示，提醒操作人员及时进行换柜操作。

Claims (1)

1.一种基于低梗丝掺配断料率的储梗丝柜自动换柜方法，其特征在于，应用由电子皮带秤、梗丝加料机、烘梗丝机和m个储梗丝柜所构成的生产流程线中，并包括如下步骤：

步骤1.在任意第i台储梗丝柜底带的滚轮上做记号，用于测算在单位时间内底带运行的距离，从而计算得出第i台储梗丝柜底带在变频器的额定频率为f时的出料速度V_{额_i}；

步骤2.一个批次的烟梗切成的梗丝后，经过梗丝加料机施加香料液，再经过烘梗丝机的干燥处理后，进入第i台储梗丝柜中等待出料，出料后的梗丝与叶丝进行掺配，并推算出第i台梗丝柜内实际的梗丝重量M_{实_i}；

步骤2.1设置施加香料液的比例为k％，利用电子皮带秤测量分配给第i台储梗丝柜的梗丝重量M_{显_i}，从而利用式(1)计算梗丝加料后的重量M_{加料后_i}：

M_{加料后_i}＝M_{显_i}×(1+k％) (1)

步骤2.2烘梗丝机的进料端和出料端分别安装有水份检测仪，用以记录进料端口的水份数值为x_进％以及出料端口的水份数值为x_出％；梗丝加料后，进入烘梗丝机中进行干燥处理后，再进入第i台储梗丝柜内，并利用式(2)得到第i台储梗丝柜内梗丝实际重量为M_{实_i}：

步骤3.利用式(3)计算第i台储梗丝柜在额定频率为f时的出口瞬时流量Q_{柜_i}：

式(3)中，L_{总_i}为第i台储梗丝柜的长度；

步骤4.利用式(4)计算实际生产过程中第i台储梗丝柜底带的出料频率f_{掺配_i}；

式(4)中，Q_叶为当前批次叶丝的瞬时流量；y％为当前批次所需梗丝的掺配比例；

步骤5.建立储梗丝柜的物料状态模型抽象为等腰梯形模型，将等腰梯形模型的一侧腰为斜边的直角三角形所构成柜体作为料头，另一侧腰为斜边的直角三角形所构成柜体作为料尾，从而利用式(5)计算第i台储梗丝柜的料尾或料头的出料时间t_i：

式(5)中，L_i表示第i台储梗丝柜的料尾或料头的长度；

步骤6.根据出料时间t_i得到第i台储梗丝柜的换柜时间T_i，用于提醒换柜，并在达到换柜时间T_i时，将i+1赋值给i后返回2.1顺序执行，直到i>m为止，从而实现储梗丝柜的自动换柜。