CN114987857A - 一种条透包装机的烟包小盒美容器的控制方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种条透包装机的烟包小盒美容器的控制方法及装置,控制方法包括:采集烟包小盒美容器上烙铁的当前温度;依据当前温度和预设温度确定烙铁的第一加热功率;判断条透包装机是否存在车速变化;若是,则依据当前时刻和上一时刻的车速变化值确定烙铁的当前调节系数;依据当前调节系数和上一时刻的第一加热功率确定烙铁的第二加热功率;依据第二加热功率控制烙铁加热。本申请在车速变化时及时依据调节系数调整烙铁的加热功率,加快温度调节速度,改善烟包的美容效果。
Description
技术领域
本申请涉及卷烟生产技术领域,更具体地,涉及一种条透包装机的烟包小盒美容器的控制方法及装置。
背景技术
卷烟机厂目前大规模使用的GDX1/2条透包装机上安装了烟包小盒透明纸整形美容装置,主要通过温控器实现各个面烙铁的加热控制,防止外包装透明纸松弛,皱折等现象。
目前,当基本处于常温状态的烟包依次经过美容器近100℃的温度后,烟包上带走的热量非常大,烙铁会出现瞬间的降温过程,该过程的温度波动非常大,若条透包装机的车速发生变化,则烙铁的温度波动还会加剧,但是热电偶的温度检测有一定的滞后性,这就导致了温控不准现象的发生,烟包透明纸的美容效果不理想。
并且,GDX1/2条透包装机的车速变化导致烟包小盒美容器的透明纸熨烫时间不同,引起包裹质量有差异。随着卷烟产品外观包裹质量的提升需求,目前安装的烟包小盒美容器无法满足生产要求。
发明内容
本申请提供一种条透包装机的烟包小盒美容器的控制方法及装置,在车速变化时及时依据调节系数调整烙铁的加热功率,加快温度调节速度,改善烟包的美容效果。
本申请提供了一种条透包装机的烟包小盒美容器的控制方法,包括:
采集烟包小盒美容器上烙铁的当前温度;
依据当前温度和预设温度确定烙铁的第一加热功率;
判断条透包装机是否存在车速变化;
若是,则依据当前时刻和上一时刻的车速变化值确定烙铁的当前调节系数;
依据当前调节系数和上一时刻的第一加热功率确定烙铁的第二加热功率;
依据第二加热功率控制烙铁加热。
优选地,还包括:
依据条透包装机的当前车速确定烙铁的拍合时长;
依据拍合时长控制烙铁拍合。
优选地,若条透包装机的车速未变化,则依据第一加热功率控制烙铁加热。
优选地,当前调节系数与预设温度相关。
优选地,当前调节系数还与产品的品牌、牌号以及烟包的商标纸颜色相关。
优选地,依据第一加热功率或第二加热功率控制烙铁上的电热管的导通时长占空比,实现对烙铁的加热。
本申请还提供一种条透包装机的烟包小盒美容器的控制装置,包括当前温度采集模块、第一加热功率确定模块、判断模块、系数确定模块、第二加热功率确定模块以及控制模块;
当前温度采集模块用于采集烟包小盒美容器上烙铁的当前温度;
第一加热功率确定模块用于依据当前温度和预设温度确定烙铁的第一加热功率;
判断模块用于判断是否存在车速变化;
系数确定模块用于依据当前时刻和上一时刻的车速变化值确定烙铁的调节系数;
第二加热功率确定模块用于依据当前调节系数和上一时刻的第一加热功率确定烙铁的第二加热功率;
控制模块用于依据第二加热功率控制烙铁加热。
优选地,还包括拍合时长确定模块;
拍合时长确定模块用于依据条透包装机的当前车速确定烙铁的拍合时长;
并且,控制模块还用于依据拍合时长控制烙铁拍合。
优选地,控制模块还用于若条透包装机的车速未变化,则依据第一加热功率控制烙铁加热。
优选地,控制模块包括占空比控制子模块,占空比控制子模块用于依据第一加热功率或第二加热功率控制烙铁上的电热管的导通时长占空比。
通过以下参照附图对本申请的示例性实施例的详细描述,本申请的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本申请的实施例,并且连同其说明一起用于解释本申请的原理。
图1为本申请提供的条透包装机的烟包小盒美容器的控制系统的结构图;
图2为本申请提供的电热管和热电偶的安装示意图;
图3为本申请提供的条透包装机的烟包小盒美容器的控制方法的流程图;
图4为本申请提供的条透包装机的烟包小盒美容器的控制装置的结构图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本申请的各种示例性实施例。应注意到:除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
如图1所示,本申请提供的条透包装机的烟包小盒美容器的控制系统包括本申请提供的条透包装机的烟包小盒美容器的控制装置、显示屏、烙铁上的电热管、控制电热管加热的固态继电器、控制烙铁拍合的拍合气缸、以及控制拍合气缸的控制电磁阀。
优选地,控制装置为PLC控制器。
显示屏作为与控制装置的上位机的显示设备,显示屏与控制装置通过RS485通讯连接,实时显示温度信息、速度信息和相应的加热信息。控制装置的输入模块主要采集条透包装机加装的编码器脉冲信号、热电偶模拟量信号、条透包装机的运行信号以及复位信号,输出模块主要控制固态继电器和控制电磁阀及相应的报警信号。
如图2所示,作为一个实施例,条透包装机的烙铁由多块烙铁板组成。在图2所示的实施例中,上部包括左上烙铁板和右上烙铁板,中部包括左中烙铁板和右中烙铁板,下部包括左下烙铁板和右下烙铁板,美容时,上部和中部烙铁板之间拍合一层烟包,中部和下部之间拍合另一层烟包。每个烙铁板上设有多个电热管(本实施例包括2个电热管)和一个热电偶,通过热电偶的模拟量信号确定烙铁板的温度,通过控制电热管对烙铁板进行加热。
实施例一
如图3所示,条透包装机的烟包小盒美容器的控制方法包括:
S310:采集烟包小盒美容器上烙铁的当前温度。
当条透包装机和烟包小盒美容器的控制装置上电完成自检后,控制装置接收实时的热电偶模拟量信号,并通过计算转化成当前温度显示在显示屏上。显示屏还显示预设温度。
S320:依据当前温度和预设温度确定烙铁的第一加热功率。
具体地,根据预设度与当前温度的偏差值,通过PID控制原理实时计算第一加热功率。预设温度与当前温度偏差越大,加热功率越大;预设温度与当前温度越接近,加热功率越小。
S330:采集条透包装机的车速,并执行S340和S390。
条透包装机的车速即为烟包的生产速度。具体地,当控制装置接收到条透包装机设备的运行信号,并且烟包小盒美容器随着包装机一起运转时,控制装置接收到编码器发送的高频脉冲信号,控制装置根据脉冲信号进行内部换算,获得条透包装机的实时车速,并显示在显示屏上。
作为一个实例,烟包小盒美容器选用了12位分辨率的绝对值编码器,编码器旋转一周,编码器最高位发送的脉冲数量是360个,按照编码器旋转一周生产一包烟进行计算,根据脉冲频率计算出当前车速,比如接收到的脉冲频率是2400HZ,进行换算后,计算得到车速为400包/分钟。相比温度检测的滞后性,速度检测响应速度更加快捷,实现了每秒钟刷新的基本功能,且准确性高。
S340:判断条透包装机是否存在车速变化。若是,则执行S350-S370;否则,执行S380。
S350:若车速发生变化,说明烙铁的温度波动较大,则依据当前时刻和上一时刻的车速变化值确定烙铁的当前调节系数。
在任意时刻t,烙铁的第一加热功率为P1,对应车速为V1。在t+1时刻,对应的车速变成了V2,烙铁温度的检测因为滞后性还没有发生变化,但是此时烙铁表面烟包带走的热量已经发生较大幅度的变化,原来的PID控制模型的平衡性已经发生改变,因此控制系统自主对t+1时刻的加热功率进行调整,首先获得当前调节系数K,进而获得第二加热功率P2。
作为一个实施例,依据当前车速V2、前一时刻的车速V1以及预设系数A来确定当前调节系数,公式如下:
作为一个实施例,当前调节系数K与烙铁的预设温度、产品的品牌、牌号以及烟包的商标纸颜色相关。
具体地,A=a*b
其中,a表示与预设的卷烟品牌、牌号和商标纸颜色对应的第一系数。作为一个实例,相同品牌和牌号的卷烟,白色包装商标纸取a=1,黑色商标纸取a=1.5,其他颜色对应的第一系数在1~1.5之间。
当条透包装机设备生产的卷烟品牌进行切换后,可以在显示屏上进行相应品牌切换,切换完成后各项参数自动调整,当前调节系数K也随之改变。
S360:依据当前调节系数和上一时刻的第一加热功率确定烙铁的第二加热功率,即
P2=KP1
当控制装置检测到条透包装机的车速为零时,令P2=P1,加热功率不再调节,按照原有的PID控制逻辑自动进行加热控制。
S370:依据第二加热功率控制烙铁加热。
S380:依据第一加热功率控制烙铁加热。
作为一个实施例,依据第一加热功率或第二加热功率控制烙铁上的电热管的导通时长占空比,实现对烙铁的加热。
在一个实例中,加热过程的控制以1秒钟为一个控制周期,依据烙铁的第一加热功率或第二加热功率确定1秒钟内烙铁上的电热管的导通时长所占的占空比,在导通时长内电热管导通加热,导通时长外,电热管不加热。例如,加热功率为50%,则1秒钟时间内,电热管的导通时长为0.5秒钟。
在该实施例中,在第二加热功率对应的第二导通时长占空比T2的计算公式如下:
T2=K*T1
其中,T1表示第一加热功率对应的第一导通时长占空比。
具体地,控制装置通过固态继电器控制电热管的导通时长占空比,从而实现电热管的加热,实现烙铁的温度控制。
S390:依据条透包装机的当前车速确定烙铁的拍合时长。
现有的烟包小盒美容器对烟包进行熨烫美容的过程,是由烟包小盒美容器的凸轮的旋转信号驱动拍合气缸拍合,车速越快,拍合时间越短,对烟包的熨烫时间也就更短,所以在设备高速运转时,发现烟包的透明纸没有低速时平整挺阔。为此,本申请在速度模型的基础上,结合烟包小盒美容器的工作原理,以凸轮的旋转为烙铁动作触发信号,在不影响设备正常工作的情况下,适当增加烙铁拍合时长,以增加烙铁的熨烫时间。
作为一个实施例,按照如下公式计算烙铁的拍合时长
T=C*V2+B
其中,C表示拍合时长调节系数,B表示常数。
速度越快,拍合时长越长。但是最高拍合时长应小于烟包在条透包装机的熨烫工位的停留时间,停留时间按照条透包装机的额定车速计算。
S3100:依据拍合时长控制烙铁拍合。
具体的,控制装置通过控制电磁阀的开启和关闭控制拍合气缸的动作,从而实现烙铁的拍合。
实施例二
基于上述烟包小盒美容器的控制方法,本申请还提供一种条透包装机的烟包小盒美容器的控制装置。如图4所示,控制装置包括当前温度采集模块410、第一加热功率确定模块420、判断模块430、系数确定模块440、第二加热功率确定模块450以及控制模块460。
当前温度采集模块410用于采集烟包小盒美容器上烙铁的当前温度。
第一加热功率确定模块420用于依据当前温度和预设温度确定烙铁的第一加热功率。
判断模块430用于判断是否存在车速变化。
系数确定模块440用于在车速变化的去情况下依据当前时刻和上一时刻的车速变化值确定烙铁的调节系数。
第二加热功率确定模块450用于依据当前调节系数和上一时刻的第一加热功率确定烙铁的第二加热功率。
控制模块460用于依据第二加热功率控制烙铁加热。
控制模块460还用于若条透包装机的车速未变化,则依据第一加热功率控制烙铁加热。
具体地,控制模块460包括占空比控制子模块4601,占空比控制子模块4601用于依据第一加热功率或第二加热功率控制烙铁上的电热管的导通时长占空比。
控制装置还包括拍合时长确定模块470,拍合时长确定模块470用于依据条透包装机的当前车速确定烙铁的拍合时长。在此基础上,控制模块460还用于依据拍合时长控制烙铁拍合。
本申请随车速变化改变烙铁的加热功率,提高了烟包小盒美容器的温度控制的准确性和有效性。并且,本申请随车速变化改变烙铁的拍合时长,从而控制烟包的熨烫时间,切实提高烟包的美容质量。
本申请通过准确的生产速度信息为精准化和智能化的温度控制提供数据支撑,在此基础上,根据速度信息实现不同时长的熨烫美容控制,再结合不同的品牌信息,建立对应的数学模型,实现不同的加热功率控制,该装置使得加热烙铁的温度偏差控制在±3℃以内,温度波动控制在理想范围内,对提升卷烟产品透明纸包裹质量,具有良好的适应性和推广性。
虽然已经通过例子对本申请的一些特定实施例进行了详细说明,但是本领域的技术人员应该理解,以上例子仅是为了进行说明,而不是为了限制本申请的范围。本领域的技术人员应该理解,可在不脱离本申请的范围和精神的情况下,对以上实施例进行修改。本申请的范围由所附权利要求来限定。
Claims (10)
1.一种条透包装机的烟包小盒美容器的控制方法,其特征在于,包括:
采集烟包小盒美容器上烙铁的当前温度;
依据所述当前温度和预设温度确定所述烙铁的第一加热功率;
判断条透包装机是否存在车速变化;
若是,则依据当前时刻和上一时刻的车速变化值确定所述烙铁的当前调节系数;
依据所述当前调节系数和上一时刻的第一加热功率确定所述烙铁的第二加热功率;
依据所述第二加热功率控制所述烙铁加热。
2.根据权利要求1所述的条透包装机的烟包小盒美容器的控制方法,其特征在于,还包括:
依据条透包装机的当前车速确定所述烙铁的拍合时长;
依据所述拍合时长控制所述烙铁拍合。
3.根据权利要求1所述的条透包装机的烟包小盒美容器的控制方法,其特征在于,若条透包装机的车速未变化,则依据所述第一加热功率控制所述烙铁加热。
4.根据权利要求1所述的条透包装机的烟包小盒美容器的控制方法,其特征在于,所述当前调节系数与所述预设温度相关。
5.根据权利要求4所述的条透包装机的烟包小盒美容器的控制方法,其特征在于,所述当前调节系数还与产品的品牌、牌号以及烟包的商标纸颜色相关。
6.根据权利要求3所述的条透包装机的烟包小盒美容器的控制方法,其特征在于,依据所述第一加热功率或所述第二加热功率控制烙铁上的电热管的导通时长占空比,实现对所述烙铁的加热。
7.一种条透包装机的烟包小盒美容器的控制装置,其特征在于,包括当前温度采集模块、第一加热功率确定模块、判断模块、系数确定模块、第二加热功率确定模块以及控制模块;
所述当前温度采集模块用于采集烟包小盒美容器上烙铁的当前温度;
所述第一加热功率确定模块用于依据所述当前温度和预设温度确定所述烙铁的第一加热功率;
所述判断模块用于判断是否存在车速变化;
所述系数确定模块用于依据当前时刻和上一时刻的车速变化值确定所述烙铁的调节系数;
所述第二加热功率确定模块用于依据所述当前调节系数和上一时刻的第一加热功率确定所述烙铁的第二加热功率;
所述控制模块用于依据所述第二加热功率控制所述烙铁加热。
8.根据权利要求7所述的条透包装机的烟包小盒美容器的控制装置,其特征在于,还包括拍合时长确定模块;
所述拍合时长确定模块用于依据条透包装机的当前车速确定所述烙铁的拍合时长;
并且,所述控制模块还用于依据所述拍合时长控制所述烙铁拍合。
9.根据权利要求7所述的条透包装机的烟包小盒美容器的控制装置,其特征在于,所述控制模块还用于若条透包装机的车速未变化,则依据所述第一加热功率控制所述烙铁加热。
10.根据权利要求9所述的条透包装机的烟包小盒美容器的控制装置,其特征在于,所述控制模块包括占空比控制子模块,所述占空比控制子模块用于依据所述第一加热功率或所述第二加热功率控制烙铁上的电热管的导通时长占空比。
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