CN114747791A - 一种控制薄片丝柜出料均匀性的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种控制薄片丝柜出料均匀性的方法，使用料位检测器检测料层高度，使用底带电机启停频次检测装置检测底带电机的启停频次，使用薄片丝掺配电子秤料位检测装置检测薄片丝掺配电子秤限量槽中物料的料层高度，并根据料层高度、底带电机的启停频次、薄片丝掺配电子秤限量槽中物料的料层高度，通过PLC控制模块对底带电机的频率进行调整。本发明的优点是使用本方法对底带电机频率进行调整，可以实现物料均匀出柜，能有效提高薄片丝掺配均匀性，保证成品吸味风格同一性，减少因薄片丝掺配不均匀带来的口感风格差异，并避免了设备频繁启停造成物料阻塞、水分散失和造碎。

Description

一种控制薄片丝柜出料均匀性的方法

技术领域

本发明涉及烟草加工技术领域，具体的说，涉及一种控制薄片丝柜出料均匀性的方法。

背景技术

薄片丝是卷烟生产中使用的一种再造烟丝，薄片丝的掺入对于改善烟丝的结构和填充能力，降低焦油释放量及烟叶消耗，降低某些烟气有害成分，提高烟叶的有效利用率具有重要的作用。

目前薄片丝出柜和梗丝、膨胀丝出柜控制一样，采用设定频率出柜，过程中靠操作人员经验来调节设定值以控制出柜底带的速度，从而控制出柜量。但薄片丝因生产过程决定了其摩擦系数、堆积密度、吸湿与放湿速率等指标均与普通烟丝有很大区别。薄片丝静摩擦系数为0.31-0.46，烟丝静摩擦系数为0.48-0.64，因此薄片丝在堆积时比普通烟丝更容易发生相互运动，即出柜时更容易发生料层高度的改变。薄片丝堆积密度小于等于烟丝，平均不到烟丝的60％，在相同体积下，薄片丝重量小于烟丝，若薄片丝掺配电子秤限量槽内物料长时间处于低料位以下，极易引起薄片丝掺配电子秤流量波动，从而影响掺配均匀性；若物料长时间超过高料位，则会增加设备启停频次，不仅对设备损伤较大，影响使用寿命，且容易造成物料阻塞，影响批次质量。同时，薄片丝水分散失速率远比烟丝快的多，频繁启停薄片丝在运输过程中就会增加水分的散失，产生大量造碎。若薄片丝出柜控制按照原梗丝、膨胀丝掺配出柜的控制方法，极易出柜不均匀而导致掺配流量波动的情况。薄片丝出柜不均就会导致薄片丝掺配异常，影响烟丝结构和填充能力，改变烟气成分，对卷烟的感官质量影响较大。且一旦掺配精度超过判定标准范围，则需投入大量人力物力进行评吸鉴定，严重时甚至导致烟丝降级返掺，给工厂造成较大经济损失。

因此，控制薄片丝柜出料的均匀性对于卷烟的内在品质具有重要的意义。

发明专利内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种控制薄片丝柜出料均匀性的方法，根据料层高度和底带电机启停频次实时调节薄片丝柜底带电机频率，保证薄片丝出柜量的均匀性。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

一种控制薄片丝柜出料均匀性的方法，使用控制薄片丝柜出料均匀性的装置，包括：薄片丝柜、底带、底带电机、料位检测器和PLC控制模块，还包括底带电机启停频次检测装置和/或薄片丝掺配电子秤料位检测装置；

所述薄片丝柜用于储存薄片丝物料，薄片丝柜底部设置有底带，用于承载物料和输送物料；

所述底带电机用于带动底带从薄片丝柜中输出物料，所述底带电机为变频电机，能够控制物料输出的速度；

所述料位检测器设置于薄片丝柜出料端柜的物料上方，用于采集薄片丝柜中物料的料层高度信号，并将料层高度信号发送到PLC控制模块；

所述PLC控制模块用于接收料层高度信号，控制底带电机对底带电机的频率进行调整；

所述底带电机启停频次检测装置用于采集底带电机的启停频次信号，并将启停频次信号发送到PLC控制模块；

所述薄片丝掺配电子秤料位检测装置用于检测薄片丝掺配电子秤的限量槽中物料的料层高度，并将薄片丝掺配电子秤限量槽中物料的料层高度信号发送到PLC控制模块；

包括以下步骤：

S1、计算出底带电机的设定频率f0；

S2、使用料位检测器检测料层高度，并根据料层高度，通过PLC控制模块将底带电机的频率初步调整为f；

S3、使用底带电机启停频次检测装置检测底带电机的启停频次，并根据底带电机的启停频次，通过PLC控制模块将底带电机的频率进一步调整为f’；和/或

S4、使用薄片丝掺配电子秤料位检测装置，检测薄片丝掺配电子秤限量槽中物料的料层高度，并根据薄片丝掺配电子秤限量槽中物料的料层高度，通过PLC控制模块将底带电机的频率进一步调整为f”。

进一步的，计算设定频率f0的具体方法包括以下步骤：

S11、获取进入薄片丝柜的薄片丝的重量M、纯丝流量L、薄片丝掺配比例P、满柜薄片丝所占格数N、底带满速运行速度S和底带满速运行频率值F；

S12、根据公式1：

计算出薄片丝出柜的设定频率值F0；

S13、根据公式2：

计算出设定频率f0。

进一步的，纯丝流量L＝烘丝前纯丝电子秤流量的设定值*烘丝后的折重系数。

进一步的，根据料层高度，将底带电机的频率调整为f的方法包括以下步骤：

S21、获取底带电机频率的范围f1～f2(f1＜f2)；

S22、料位检测器采集料层高度信号，发送到PLC控制模块；

S23、料层高度H≥最高料高H2时，底带电机的频率f按照最低频率f1运行；

料层高度H≤最低料高H1时，底带电机的频率f按照最高频率f2运行；

最低料高H1＜料层高度H＜最高料高H2时，进行插值计算，计算出料层高度H对应的底带电机的频率f。

进一步的，获取底带电机频率的范围f1～f2的方法包括以下步骤：

S211、统计n批次薄片丝的料层高度，获取平均料高H0、最低料高H1和最高料高H2；

S212、根据公式3：设定频率f0*平均料高H0＝最高频率f2*最低料高H1＝最低频率f1*最高料高H2，计算得出最低频率f1和最高频率f2。

进一步的，根据最低频率f1、最高频率f2计算出底带电机频率的修正量的范围Δf1～Δf2，其中，

Δf1＝最低频率f1-设定频率f0，Δf2＝最高频率f2-设定频率f0；和/或

根据底带电机频率f计算出料层高度H所对应的频率修正量Δf，Δf＝底带电机频率f-设定频率f0。

进一步的，根据底带电机的启停频次，通过PLC控制模块将底带电机的频率进一步调整为f’的方法为：

当启停频次≥2次/分钟时，将底带电机初步调整后的频率f进一步减小1％得到f’；

当1次/分钟≤启停频次＜2次/分钟时，底带电机初步调整后的频率f保持不变；

当启停频次＜1次/分钟时，将底带电机初步调整后的频率f进一步增加2％得到f’。

进一步的，所述薄片丝掺配电子秤料位检测装置为薄片丝掺配电子秤的限量槽中由高到低依次设置的高料位检测光电管、中料位检测光电管和低料位检测光电管。

进一步的，根据薄片丝掺配电子秤限量槽中物料的料层高度，通过PLC控制模块将底带电机的频率进一步调整为f”的方法为：

当薄片丝掺配电子秤限量槽中的物料遮挡高料位检测光电管时，将底带电机初步调整后的频率f或者进一步调整后的频率f’进一步减小1％得到f”；

当薄片丝掺配电子秤限量槽中的物料遮挡中料位检测光电管，且未遮挡高料位检测光电管时，底带电机初步调整后的频率f或者进一步调整后的频率f’保持不变；

当薄片丝掺配电子秤限量槽中的物料仅遮挡低料位检测光电管时，将底带电机初步调整后的频率f或者进一步调整后的频率f’进一步增加2％得到f”。

进一步的，所述料位检测器设置于薄片丝柜出料端柜的宽度中心垂直处，距离出料端柜的端口450mm-550mm，距离柜底1720mm-1780mm。

进一步的，所述PLC控制模块经过堆栈时间t延时处理后，再控制底带电机调整到底带电机需要调整的频率。

进一步的，堆栈时间t的设置方法为：

在底带电机的频率为设定频率f0时，测量物料从料位检测器所在位置运输到出料口所需要的时间t0，将t0作为堆栈时间t；或者

将底带电机按照调整前频率f3运行时，物料从料位检测器所在位置运输到出料口所需要的时间t3作为堆栈时间t，所述时间t3的获取方法为：

(1)在底带电机的频率为设定频率f0时，测量物料从料位检测器所在位置运输到出料口所需要的时间t0；

(2)根据公式4：设定频率f0*设定堆栈时间t0＝最高频率f2*最低堆栈时间t1＝最低频率f1*最高堆栈时间t2，计算出堆栈时间的范围t1-t2(t1＜t2)；

(3)根据f1-f2、t1-t2，插值计算底带电机的频率为f3时，所对应的堆栈时间t3。

进一步的，所述料位检测器为超声波料位检测器或者激光料位检测器。

进一步的，还设置有模拟量输入模块，所述模拟量输入模块设置于料位检测器或者底带电机的变频器中，用于接收料位传感器发送的料层高度模拟量信号，并将料层高度模拟量信号转换成数字信号，发送到PLC控制模块。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、使用料位检测器实时监测薄片丝物料的料层高度，通过料层高度来控制薄片丝柜底带电机的自动调频，从而实现物料均匀出柜，能有效提高薄片丝掺配均匀性，保证成品吸味风格同一性，减少因薄片丝掺配不均匀带来的口感风格差异。

2、增加底带电机启停频次检测装置，对底带电机的频率进行进一步调整，避免设备频繁启停造成物料阻塞、水分散失和造碎。

3、增加薄片丝掺配电子秤料位检测装置，对底带电机的频率进行进一步调整，提高薄片丝掺配的均匀性。

4、设置堆栈时间，提高底带电机频率调节的精确性。

附图说明

图1为本发明控制薄片丝柜出料均匀性的装置结构示意图。

图2为本发明底带底部结构示意图。

图3为本发明控制薄片丝柜出料均匀性的方法的一个实施例示意图。

图中：1-薄片丝柜；2-底带；21-金属托条；22-接近开关；3-底带电机；4-料位检测器；5-PLC控制模块；6-底带电机启停频次检测装置；7-薄片丝掺配电子秤；71-高料位检测光电管；72-中料位检测光电管；73-低料位检测光电管；8-模拟量输入模块；9-薄片丝。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

本发明提供了一种控制薄片丝柜出料均匀性的方法，使用控制薄片丝柜出料均匀性的装置来控制薄片丝柜1出料的均匀性，如图1所示，包括薄片丝柜1、底带2、底带电机3、料位检测器4和PLC控制模块5，还包括底带电机启停频次检测装置6和/或薄片丝掺配电子秤料位检测装置。

如图3所示，控制薄片丝柜1出料均匀性的方法具体包括以下步骤：

S1、计算出底带电机3的设定频率f0；

S2、使用料位检测器4检测料层高度，并根据料层高度，通过PLC控制模块5调整底带电机3的频率为f；

S3、使用底带电机启停频次检测装置6检测底带电机3的启停频次，并根据底带电机3的启停频次，通过PLC控制模块5进一步调整底带电机3的频率为f’；和/或

S4、使用薄片丝掺配电子秤料位检测装置，检测薄片丝掺配电子秤7限量槽中物料的料层高度，并根据薄片丝掺配电子秤7限量槽中物料的料层高度，通过PLC控制模块5进一步调整底带电机3的频率为f”。

所述薄片丝柜1用于储存薄片丝9物料，薄片丝9通过生产线加工后进入薄片丝柜1进行储存，等待使用。当薄片丝9需要使用时，通过安装在柜底的底带2将薄片丝9输出。所述底带2通过底带电机3带动其运动，底带2上承载薄片丝9，所述底带电机3为变频电机，具有变频器，可以调整底带电机3的频率，从而调整底带2运行的速度，实现物料输出速度的调整。出料端为薄片丝柜1的出料端柜，底带2如图1中箭头所示方向运动，薄片丝9通过底带2运动从出料端柜的出料口出来，所述料位检测器4设置于薄片丝柜1出料端柜的物料上方，用于采集薄片丝柜1中物料的料层高度信号，并将料层高度信号发送到PLC控制模块5。所述料位检测器4可以使用超声波料位检测器4，也可以使用激光料位检测器4等惯常使用的料位检测器4。薄片丝9在堆积时比普通烟丝更容易发生相互运动，即出柜时更容易发生料层高度的改变，需要将料位检测器4设置在出料端口附近，提高检测的准确性，但是出料端口处设置有耙钉，因此需要离出料端口一定距离；测量高度也要满足柜内物料最高、最低时的高度。在料位检测器4安装后，需要调整料位检测器4零位以适应不同安装高度，将无薄片丝9时，从料位检测器4照射至底带2的位置设置为零位，即将这一位置确认为最低点。优选的，所述料位检测器4设置于薄片丝柜1出料端柜的宽度中心垂直处，即位于出料端柜宽度方向的中间位置，距离出料端柜的端口450mm-550mm，距离柜底1720mm-1780mm。所述PLC控制模块5用于接收料层高度信号，并根据料层高度，控制底带电机的变频器初步调整底带电机3的频率为f，当料层高度较高时，降低底带电机3的频率，使底带2输送物料的速度减慢，当料层高度较低时，提高底带电机3的频率，使底带2输送物料的速度加快，保持薄片丝柜1出料均匀。所述料位检测器4通常输出4-20mA模拟量信号，为了便于控制，充分利用PLC控制模块5的数字输入端口，还可以设置模拟量输入模块8，用于接收料位检测器4发送的料层高度模拟量信号，并将料层高度模拟量信号转换成数字信号后，发送到PLC控制模块5。所述模拟量输入模块8可以设置于料位检测器4中，与料位检测器4集成设置，使料位检测器4直接输出料层高度数字信号；也可以设置在底带电机3的变频器中，就近安装在变频器的一个子站箱中，便于后期维修。

为避免设备频繁启停造成物料阻塞、水分散失和造碎，还可以增加底带电机启停频次检测装置6，用于采集底带电机3的启停频次信号，并将启停频次信号发送到PLC控制模块5，例如，可以通过检测馈电器的通断次数来判断底带电机3是否频繁启停，还可以生成控制曲线，更直观的反应设备启停规律。如果底带电机3启停较频繁，可以通过PLC控制模块5降低底带电机3的频率为f’，如果底带电机3启停频次较少，可以通过PLC控制模块5提升底带电机3的频率为f’。优选的，当启停频次≥2次/分钟时，将底带电机3初步调整后的频率f进一步减小1％得到f’；当1次/分钟≤启停频次＜2次/分钟时，底带电机3初步调整后的频率f保持不变，f’等于f；当启停频次＜1次/分钟时，将底带电机3初步调整后的频率f进一步增加2％得到f’。

薄片丝9堆积密度小于烟丝，薄片丝掺配电子秤7限量槽来料减少对掺配均匀性影响较大，薄片丝掺配电子秤7限量槽来料过多又会造成设备频繁启停，还可以增加薄片丝掺配电子秤料位检测装置，优选的，所述薄片丝掺配电子秤料位检测装置为薄片丝掺配电子秤7的限量槽中由高到低依次设置的高料位检测光电管71、中料位检测光电管72和低料位检测光电管73，用于检测薄片丝掺配电子秤的限量槽中物料的料层高度。通过某一时间段内，例如，30s内物料遮挡不同高度的薄片丝掺配电子秤料位检测光电管，可以反应该段时间来料的多少。所述薄片丝掺配电子秤料位检测装置检测到薄片丝掺配电子秤7的限量槽中物料的料层高度后，将料层高度信号发送到PLC控制模块5，通过PLC控制模块5调整底带电机3的频率为f”。优选的，当薄片丝掺配电子秤7限量槽中的物料遮挡高料位检测光电管71时，将底带电机3初步调整后的频率f或者进一步调整后的频率f’进一步减小1％得到f”；当薄片丝掺配电子秤7限量槽中的物料遮挡中料位检测光电管72，且未遮挡高料位检测光电管71时，底带电机3初步调整后的频率f或者进一步调整后的频率f’保持不变，f”等于f或者f”等于f’；当薄片丝掺配电子秤7限量槽中的物料仅遮挡低料位检测光电管73时，将底带电机3初步调整后的频率f或者进一步调整后的频率f’进一步增加2％得到f”。

对底带电机3的频率进行调整时，可以先通过料位检测器4所检测的料层高度信号对底带电机3的频率进行初步调整，再通过底带电机启停频次检测装置6所检测的底带电机3的启停频次信号对底带电机3的频率进行二次调整；或者通过薄片丝掺配电子秤料位检测光电管所检测的薄片丝掺配电子秤的限量槽中物料的料层高度信号对底带电机3的频率进行二次调整。或者先通过料位检测器4对底带电机3的频率进行初步调整后，再通过底带电机启停频次检测装置6和薄片丝掺配电子秤料位检测装置的其中一个对底带电机3的频率进行二次调整，再通过底带电机启停频次检测装置6和薄片丝掺配电子秤料位检测装置的其中另一个对底带电机3的频率进行三次调整。

通过料位检测器4检测的料层高度信号对底带电机3的频率进行调整是根据底带电机3的初始设定频率f0进行调整，根据进入薄片丝柜1的薄片丝9的重量可以计算出设定频率f0，计算设定频率f0的具体方法包括以下步骤：

S11、获取薄片丝9进柜重量M、纯丝流量L、薄片丝9掺配比例P、满柜薄片丝9所占格数N、底带2满速运行速度S和底带2满速运行频率值F；

S12、根据公式1：

计算出薄片丝9出柜的设定频率值F0；

S13、根据公式2：

计算出设定频率f0。

纯丝流量L、批内薄片丝9掺配比例P、薄片丝9进柜重量M、满柜时薄片丝9所占格数N、底带2满速运行速度S、底带2满速运行频率值F均为定值。烘丝是生产烟丝的工序之一，烘丝工序出来的烟丝称为纯丝，为没有掺配梗丝、膨胀丝、薄片丝9的烟丝。在烟丝生产过程中，需要对薄片丝9和纯丝进行掺配，由薄片丝掺配电子秤称量薄片丝9的重量，由纯丝电子秤称量纯丝的重量，然后将薄片丝9和纯丝进行掺配。纯丝流量L可以利用烘丝前纯丝电子秤流量的设定值计算得出，纯丝流量L＝烘丝前纯丝电子秤流量的设定值*烘丝后的折重系数。需要说明的是，为了便于计算，设定频率值F0和底带2满速运行频率值F的单位为HZ，为底带电机3的实际运行频率值，设定频率f0、底带电机3调整后的频率f、f’、f”为百分比，为底带电机3的实际运行频率值与底带2满速运行频率值F的比值。

下面以某玉溪牌号X需要掺配7％的薄片丝9为例，说明计算设定频率f0的具体步骤。

烘丝前纯丝电子秤流量的设定值为5000kg/h，烘丝后的折重系数为0.94，可以计算出纯丝流量L为4700kg。薄片丝9进柜重量M的范围一般在3300kg-3800kg，某批次薄片丝9进柜重量M为3600kg，薄片丝9掺配比例P为7％，满柜薄片丝9所占格数N为310格，底带2满速运行速度S为300格/h，底带2满速运行频率F为50HZ，则根据公式1可以计算出薄片丝9出柜的设定频率值F0为4.7HZ，根据公式2可以计算出设定频率f0为9.4％。需要说明的是，如图2所示，底带2背面设置有多个间距相同的金属托条21，相邻金属托条21之间的距离相同，相邻金属托条21之间的底带2可以作为一格，底带2底部设置有接近开关22，当金属接近后，接近开关22的信号发生变化，因此，在底带2的运动过程中，可以用单位时间内输送的格数表示薄片丝9的出柜速度。满柜薄片丝9所占格数N为310格，表示薄片丝柜1存放满薄片丝9后可以覆盖310个格子；底带2满速运行速度S为300格/h，表示底带2按最高速度运行时，每小时可输送300个格子。

计算出底带电机3的设定频率f0后，根据料位检测器4检测的料层高度，可以将底带电机3的频率由设定频率f0调整为f，具体包括以下步骤：

S21、获取底带电机3频率的范围f1～f2(f1＜f2)；

S22、料位检测器4采集料层高度信号，发送到PLC控制模块5；

S23、料层高度H≥最高料高H2时，底带电机3的频率按照最低频率f1运行；

料层高度H≤最低料高H1时，底带电机3的频率按照最高频率f2运行；

最低料高H1＜料层高度H＜最高料高H2时，进行插值计算，计算出料层高度H对应的底带电机3的频率f。

获取底带电机3频率的范围f1～f2的方法包括以下步骤：

S211、统计n批次薄片丝9的料层高度，获取平均料高H0、最低料高H1和最高料高H2；

S212、根据公式3：设定频率f0*平均料高H0＝最高频率f2*最低料高H1＝最低频率f1*最高料高H2，计算得出最低频率f1和最高频率f2。

根据最低频率f1、最高频率f2还可以计算出底带电机3频率的修正量的范围Δf1～Δf2，以便操作人员了解底带电机3的频率能够调节的范围，其中，Δf1＝最低频率f1-设定频率f0，Δf2＝最高频率f2-设定频率f0。还可以根据底带电机3频率f计算出料层高度H所对应的频率修正量Δf，Δf＝底带电机频率f-设定频率f0。根据频率的修正量Δf的正负，可以知道在设定频率的基础上是需要提高底带电机3的频率还是需要降低底带电机3的频率。当Δf为正数时，需要提高底带电机3的频率；当Δf为负数时，需要降低底带电机3的频率；当Δf为0时，保持底带电机3的频率不变。

最低料高H1为n批次薄片丝9最低料高的平均值，最高料高H2为n批次薄片丝9最高料高的平均值。平均料高H0为先计算每批次薄片丝9的平均料高，再平均计算n批次薄片丝9的平均料高所得出的平均值。

为便于理解本发明，以下举例说明根据料位检测器4检测的料层高度，将底带电机3的频率由设定频率f0调整为f的方法，以及获取底带电机3频率的修正量的范围Δf1～Δf2的方法。例如，可以对进入薄片丝柜1的10批次薄片丝9的料层高度进行统计，具体如表1所示(料层高度均取整数)，当然，为了提高准确性可以使用更多批次来进行测量统计。

表1薄片丝料层高度统计

批次	最低料高H1(mm)	最高料高H2(mm)	平均料高H0(mm)
				1	589	1064	846
2	623	1075	867
				3	613	1067	824
4	604	1022	812
				5	674	1013	798
6	600	1067	816
				7	543	1042	837
8	593	1061	824
				9	611	1031	816
10	552	1054	834
				平均值	600	1050	827

由表1可知，该10批次薄片丝9的料层高度为600mm-1050mm，平均料高为827mm，设定频率f0为9.4％，因此，根据公式3：设定频率f0*平均料高H0＝最高频率f2*最低料高H1＝最低频率f1*最高料高H2，可以计算出最高频率f2为13％，最低频率f1为7.4％，底带电机3的频率范围为7.4％-13％。Δf1＝最低频率f1-设定频率f0＝﹣2％，Δf2＝最高频率f2-设定频率f0＝3.6％，底带电机3频率的修正量的范围为﹣2％～3.6％。料层高度H≥最高料高H2时，底带电机3的频率按照最低频率f1运行，本例中，当料位检测器4检测到的料层高度H≥1050mm时，底带电机3按照最低频率f1运行，即按照底带2满速运行频率值F的7.4％(50*7.4％＝3.7HZ)运行。料层高度H≤最低料高H1时，底带电机3的频率按照最高频率f2运行，本例中，当料层高度H≤600mm时，底带电机3按照最高频率f2运行，即按照底带2满速运行频率值F的13％(50*13％＝6.5HZ)运行。当最低料高H1＜料层高度H＜最高料高H2时，需要进行插值计算，计算出料层高度H对应的底带电机3频率f。以料位检测器4检测的料位高度H为960mm为例，料层高度范围为600mm-1050mm，料层高度对应的底带电机3频率范围为13％-7.4％，通过插值计算，可以算出料位高度H为960mm时，所对应的底带电机3的频率为8.52％，此时对应的底带电机3频率修正量Δf＝8.52％-9.4％＝﹣0.88％，需要在设定频率的基础上将频率降低0.88％。

所述料位检测器4距离出料端柜的端口450mm-550mm，料位检测器4安装位置距离出料口具有一定距离，所述物料从检测位置移动到出料位置需要一定时间，因此，所述PLC控制模块5需要经过堆栈时间t延时处理后，再控制底带电机3调整到底带电机3需要调整的频率。堆栈时间t可以设置为固定值，也可以随底带电机3的频率而变化。当堆栈时间t设置为固定值时，可以在底带电机3的频率为设定频率f0时，测量物料从料位检测器4所在位置运输到出料口所需要的时间t0，将t0作为堆栈时间t。当堆栈时间t随底带电机3的频率而变化时，优选的，将底带电机3按照调整前频率f3运行时，物料从料位检测器4所在位置运输到出料口所需要的时间t3作为堆栈时间t。具体的，所述时间t3的获取方法为：

(1)在底带电机3的频率为设定频率f0时，测量物料从料位检测器4所在位置运输到出料口所需要的时间t0；

(2)根据公式4：设定频率f0*设定堆栈时间t0＝最高频率f2*最低堆栈时间t1＝最低频率f1*最高堆栈时间t2，计算出堆栈时间的范围t1-t2(t1＜t2)；

(3)根据f1-f2、t1-t2，插值计算底带电机3的频率为f3时，所对应的堆栈时间t3。

以上述设定频率f0为9.4％，最高频率f2为13％，最低频率f1为7.4％，底带电机3的频率范围为7.4％-13％为例，当料位检测器4距离出料端柜的端口500mm时，通过本领域技术人员惯常使用的测量方法，例如可以在料位检测器4下方的底带2上标记一点，测量底带2上的该标记点从料位检测器4所在位置运输到出料口所需要的时间，即为物料从料位检测器4所在位置运输到出料口所需要的时间，经过测量，t0为70s，则从料位检测器4检测到物料高度开始，都需要经过70s后，所述PLC控制模块5才控制底带电机3的频率从f3调整到底带电机3需要调整的频率f。根据f0*t0＝f2*t1＝f1*t2，可以计算出t1＝51s，t2＝89s，当底带电机3调整前料位高度H为960mm时，所对应的底带电机3的频率f3为8.52％，此时插值计算，可得出对应的堆栈时间t3为81s，则从料位检测器4检测到物料高度开始，需要经过81s后，所述PLC控制模块5才控制底带电机3的频率从f3调整到底带电机3需要调整的频率f。当底带电机3频率调整到f后，下一时刻计算出需要调整的频率为f4，则堆栈时间t以频率f为基础进行计算，堆栈时间t随底带电机3的频率而变化，使薄片丝9出柜速度的调节更加精确。

为了检验采用本发明的方法对薄片丝柜1出料均匀性进行控制的效果，可以通过该玉溪品牌X的混合丝填充值、主流烟气以及感官评价进行验证。

检验组：生产中选取纯丝水分稳定在13.8％的时段，按照本发明的方法对薄片丝柜1出料速度进行控制，在加香前取该玉溪品牌X混合丝1070g，作为检验组样本。

对比组：生产中选取纯丝水分稳定在13.8％的时段，在掺配前取1000g纯丝，按照7％的薄片丝9掺配比例再取70g薄片丝9，人工充分混合，得到1070g混合丝。

测试方法：

(1)将检验组样本和对比组样本通过PROTOS 2C卷烟机卷制得到样品W1和W2，将样品置于温度22℃、相对湿度60％的恒温恒湿箱中平衡48h后，将卷制后的样品W1等分为W1.1和W1.2两份备用，卷制后的样品W2等分为W2.1和W2.2两份备用。

(2)两种样品W1和W2的其中一份用于烟丝填充值的测定，样品W1.1、W2.1各取10组，每组10支，按照YC/T152-2001标准中的方法测定样品烟丝的填充值。测定结果如表1所示。

(3)两种样品W1和W2的另一份用于主流烟气测定以及感官评价，样品W1.2、W2.2各取10组，每组10支，按照GB/T5606.1-2004和GB/T16447-2004测定烟支主流烟气常规指标(焦油、烟碱、CO)。感官评价按照GB5606.4-2005和GB5606.5-2005标准，由工厂评吸小组10位成员通过对比评吸的方法进行评价。将W2.2样品作为标准，评吸指标优于对比组用“+”表示，劣于对比组用“-”表示；程度值分为3档：0(无变化)、1(有明显变化)、2(变化明显)，测定结果如表2、表3所示。

表2填充值及常规主流烟气均值统计结果

表3样品感官质量评价

指标	香气	谐调	杂与	刺激性	余味
						W1	+1	0	+1	+1	0
W2	0	0	0	0	0

综上，通过本发明的方法对薄片丝柜出料均匀性进行控制，最终掺配的混合丝无论从填充值、主流烟气、还是感官质量来对比，都能够达到甚至超过标准掺配时的混合丝水平。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种控制薄片丝柜出料均匀性的方法，其特征在于，使用控制薄片丝柜出料均匀性的装置，包括：薄片丝柜、底带、底带电机、料位检测器和PLC控制模块，还包括底带电机启停频次检测装置和/或薄片丝掺配电子秤料位检测装置；

所述薄片丝柜用于储存薄片丝物料，薄片丝柜底部设置有底带；

所述底带电机用于带动底带从薄片丝柜中输出物料，所述底带电机为变频电机，能够控制物料输出的速度；

所述料位检测器设置于薄片丝柜出料端柜的物料上方，用于采集薄片丝柜中物料的料层高度信号，并将料层高度信号发送到PLC控制模块；

所述PLC控制模块用于接收料层高度信号，并控制底带电机对底带电机的频率进行调整；

所述底带电机启停频次检测装置用于采集底带电机的启停频次信号，并将启停频次信号发送到PLC控制模块；

所述薄片丝掺配电子秤料位检测装置用于检测薄片丝掺配电子秤的限量槽中物料的料层高度，并将薄片丝掺配电子秤限量槽中物料的料层高度信号发送到PLC控制模块；

包括以下步骤：

S1、计算出底带电机的设定频率f0；

S2、使用料位检测器检测料层高度，并根据料层高度，通过PLC控制模块将底带电机的频率初步调整为f；

S3、使用底带电机启停频次检测装置检测底带电机的启停频次，并根据底带电机的启停频次，通过PLC控制模块将底带电机的频率进一步调整为f’；和/或

S4、使用薄片丝掺配电子秤料位检测装置，检测薄片丝掺配电子秤限量槽中物料的料层高度，并根据薄片丝掺配电子秤限量槽中物料的料层高度，通过PLC控制模块将底带电机的频率进一步调整为f”。

2.根据权利要求1所述的控制薄片丝柜出料均匀性的方法，其特征在于，计算设定频率f0的具体方法包括以下步骤：

S11、获取进入薄片丝柜的薄片丝的重量M、纯丝流量L、薄片丝掺配比例P、满柜薄片丝所占格数N、底带满速运行速度S和底带满速运行频率值F；

S12、根据公式1：

计算出薄片丝出柜的设定频率值F0；

S13、根据公式2：

计算出设定频率f0。

3.根据权利要求2所述的控制薄片丝柜出料均匀性的方法，其特征在于，纯丝流量L＝烘丝前纯丝电子秤流量的设定值*烘丝后的折重系数。

4.根据权利要求2所述的控制薄片丝柜出料均匀性的方法，其特征在于，根据料层高度，将底带电机的频率调整为f的方法包括以下步骤：

S21、获取底带电机频率的范围f1～f2(f1＜f2)；

S22、料位检测器采集料层高度信号，发送到PLC控制模块；

S23、料层高度H≥最高料高H2时，底带电机的频率f按照最低频率f1运行；

料层高度H≤最低料高H1时，底带电机的频率f按照最高频率f2运行；

最低料高H1＜料层高度H＜最高料高H2时，进行插值计算，计算出料层高度H对应的底带电机的频率f。

5.根据权利要求4所述的控制薄片丝柜出料均匀性的方法，其特征在于，获取底带电机频率的范围f1～f2的方法包括以下步骤：

S211、统计n批次薄片丝的料层高度，获取平均料高H0、最低料高H1和最高料高H2；

S212、根据公式3：设定频率f0*平均料高H0＝最高频率f2*最低料高H1＝最低频率f1*最高料高H2，计算得出最低频率f1和最高频率f2。

6.根据权利要求4所述的控制薄片丝柜出料均匀性的方法，其特征在于，根据最低频率f1、最高频率f2计算出底带电机频率的修正量的范围Δf1～Δf2，其中，

Δf1＝最低频率f1-设定频率f0，Δf2＝最高频率f2-设定频率f0；和/或

根据底带电机频率f计算出料层高度H所对应的频率修正量Δf，Δf＝底带电机频率f-设定频率f0。

7.根据权利要求4所述的控制薄片丝柜出料均匀性的方法，其特征在于，根据底带电机的启停频次，通过PLC控制模块将底带电机的频率进一步调整为f’的方法为：

当启停频次≥2次/分钟时，将底带电机初步调整后的频率f进一步减小1％得到f’；

当1次/分钟≤启停频次＜2次/分钟时，底带电机初步调整后的频率f保持不变；

当启停频次＜1次/分钟时，将底带电机初步调整后的频率f进一步增加2％得到f’。

8.根据权利要求4或7所述的控制薄片丝柜出料均匀性的方法，其特征在于，所述薄片丝掺配电子秤料位检测装置为在薄片丝掺配电子秤的限量槽中由高到低依次设置的高料位检测光电管、中料位检测光电管和低料位检测光电管。

9.根据权利要求8所述的控制薄片丝柜出料均匀性的方法，其特征在于，根据薄片丝掺配电子秤限量槽中物料的料层高度，通过PLC控制模块将底带电机的频率进一步调整为f”的方法为：

当薄片丝掺配电子秤限量槽中的物料遮挡高料位检测光电管时，将底带电机初步调整后的频率f或者进一步调整后的频率f’进一步减小1％得到f”；

当薄片丝掺配电子秤限量槽中的物料遮挡中料位检测光电管，且未遮挡高料位检测光电管时，底带电机初步调整后的频率f或者进一步调整后的频率f’保持不变；

当薄片丝掺配电子秤限量槽中的物料仅遮挡低料位检测光电管时，将底带电机初步调整后的频率f或者进一步调整后的频率f’进一步增加2％得到f”。

10.根据权利要求4所述的控制薄片丝柜出料均匀性的方法，其特征在于，所述料位检测器设置于薄片丝柜出料端柜的宽度中心垂直处，距离出料端柜的端口450mm-550mm，距离柜底1720mm-1780mm。

11.根据权利要求10所述的控制薄片丝柜出料均匀性的方法，其特征在于，所述PLC控制模块经过堆栈时间t延时处理后，再控制底带电机调整到底带电机需要调整的频率。

12.根据权利要求11所述的控制薄片丝柜出料均匀性的方法，其特征在于，堆栈时间t的设置方法为：

在底带电机的频率为设定频率f0时，测量物料从料位检测器所在位置运输到出料口所需要的时间t0，将t0作为堆栈时间t；或者

将底带电机按照调整前频率f3运行时，物料从料位检测器所在位置运输到出料口所需要的时间t3作为堆栈时间t，所述时间t3的获取方法为：

(1)在底带电机的频率为设定频率f0时，测量物料从料位检测器所在位置运输到出料口所需要的时间t0；

(2)根据公式4：设定频率f0*设定堆栈时间t0＝最高频率f2*最低堆栈时间t1＝最低频率f1*最高堆栈时间t2，计算出堆栈时间的范围t1-t2(t1＜t2)；

(3)根据f1-f2、t1-t2，插值计算底带电机的频率为f3时，所对应的堆栈时间t3。

13.根据权利要求1所述的控制薄片丝柜出料均匀性的方法，其特征在于，所述料位检测器为超声波料位检测器或者激光料位检测器。

14.根据权利要求1所述的控制薄片丝柜出料均匀性的方法，其特征在于，还设置有模拟量输入模块，所述模拟量输入模块设置于料位检测器或者底带电机的变频器中，用于接收料位传感器发送的料层高度模拟量信号，并将料层高度模拟量信号转换成数字信号，发送到PLC控制模块。

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