CN115067532A - 一种稳定掺配工序叶丝流量系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种稳定掺配工序叶丝流量系统，包括混丝柜、设在混丝柜内用于烟丝混合的皮带传送装置、设在所述皮带传送装置上方布料机构、设在所述皮带传送装置下方的接料装置、设在所述皮带传送机构端部的耙料装置、控制装置以及用于探测烟丝厚度的探测装置；所述控制装置分别与所述探测装置、耙料装置、布料机构、接料装置以及皮带传送装置信号连接；本发明的有益效果是，通过设置的双变频，使得烟丝入料更加平稳，出料更均匀，检测和控制烟丝出料高度和重量，保证掺配的精度。
Description
技术领域
本发明涉及烟丝掺配技术领域，特别是指一种稳定掺配工序叶丝流量系统。
背景技术
在卷烟加工企业，烟丝掺配工艺任务是将模块或配方叶丝、梗丝、膨胀叶丝、再造叶丝、回收烟丝等按设计要求进行配比和掺兑，混合烟丝各组分。其中叶丝经过掺配进入混丝柜混合均匀，之后由混丝柜出料进行烟丝掺配。在烟丝进入混丝柜布料时，为避免烟丝物料洒落到混丝柜外，布料行车行进到距混丝柜边缘一定距离即会返回，导致混丝柜两端料层较薄，出料时料头料尾段,料位不稳定，流量较小，且余料出料时间长。由于混丝柜构造和布料等原因，混丝柜中部会有料位的凹陷或突起，容易造成出料流量的波动；
叶丝出柜后到叶丝掺配秤的输送距离较长，需要经过3-7个输送带，输送物料流量不稳定，堵料现象时有发生，引起掺配物料流量的波动，导致质量指标不稳定、过程损耗增加和生产效率较低。它直接关系到烟丝配比的质量,从而也在很大程度上决定着后续烟支成品的内在吸味质量的稳定性和均衡性；需要解决。
现有专利中，申请号为CN201520676176.9，名称为用于梗丝与叶丝掺配的掺配装置的专利，公开了包括梗丝进料传送机构、梗丝柜、叶丝进料传送机构、混合烟丝传送机构以及梗丝回收传送机构，梗丝进料传送机构通过第一传送机构与梗丝柜配合，将梗丝传送至梗丝柜中，梗丝柜通过第二传送机构将梗丝柜中的梗丝传送至混合烟丝传送机构，第二传送机构的出口端与叶丝进料传送机构的出口端位置相对，均位于混合烟丝传送机构上方，梗丝回收传送机构的一端位于混合烟丝传送机构下方，另一端位于第一传送机构上；该专利传送机构速度固定，不能按照丝料的厚度进行掺配，不完善，需要改进；
另一个申请号为CN201710896072.2，名称为一种烟丝掺配系统的专利中，公开了包括制叶丝段和掺配段，所述制叶丝段包括烘丝工序段，装箱入库工艺段和存储段，其中叶丝在装箱入库工艺段，注册点WMS会对每个烟箱进行排序，记录装箱序号，根据装箱序号对每批次叶丝的头3个烟箱和尾3个烟箱进行“头三尾三”的特殊标记；2)所述掺配段共设计了2条掺配线，每条线分别设计了9条掺配通道；该专利也没有公布烟丝掺配时，如何控制速度，需要改进。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种稳定掺配工序叶丝流量系统，掺配烟丝时能够根据料的高度(也就是料的厚度)调整掺料的皮带速度，达到掺料均匀的目的。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：
一种稳定掺配工序叶丝流量系统，包括混丝柜、设在混丝柜内用于烟丝混合的皮带传送装置、设在所述皮带传送装置上方布料机构、设在所述皮带传送装置下方的接料装置、设在所述皮带传送机构端部的耙料装置、控制装置以及用于探测烟丝厚度的探测装置；所述控制装置分别与所述探测装置、耙料装置、布料机构、接料装置以及皮带传送装置信号连接。
进一步的，所述布料机构包括设在所述混丝柜上部沿皮带传送装置长度方向行走的布料行车以及设在所述布料行车上的分配行车。
进一步的，所述烟丝柜包括壁板；所述布料行车设有车轮；所述车轮与壁板滚动连接。
进一步的，所述分配行车的行走方向与所述布料行车的行走方向垂直。
进一步的，所述探测装置包括设在所述混丝柜上且用于检测皮带上烟丝的尾料检测光电管、设在接料装置上的烟丝料层高度传感器以及设在耙料机构上的编码器。
进一步的，所述耙料装置包括用于从皮带传送装置上耙料的耙料棍以及用于驱动耙料棍转动的耙料电机。
进一步的，所述皮带传送机构包括皮带以及用于驱动皮带行走的皮带电机。
进一步的，所述皮带电机以及所述耙料电机均设有变频器。
进一步的，所述控制装置包括PLC控制器，所述PLC控制器分别与所述变频器、所述皮带电机、所述耙料电机、所述烟丝料层高度传感器以及所述尾料检测光电管信号连接。
一种稳定掺配工序叶丝流量系统的使用方法，包括以下步骤，
步骤S1，入柜过程速度设置，根据设备行走行车及铺料皮带速度，分别计算入柜时行车行走与铺料皮带的频率,保证入柜物料高度的均匀性,减少出料过程频率调整压力；
步骤S2，数据采集；
步骤S20，获取下游计量设备设定流量数据,将反馈的设定流量数据传送给控制器；
步骤S21,获取混丝柜出料速度，将安装于出料装置被动辊上的编码器测得脉冲信号传送给控制器；
步骤S22，获取出料厚度，将安装于混丝柜出料皮带上的超声波传感器测量的高度值传送给控制器；
步骤S3，基准计算及过程参数确定；
步骤S30，计算贮柜底带设定频率基准值，根据采集的出柜设定流量、控制器贮量重量、贮柜底带长度、50HZ下运行速度计算贮柜底带设定频率基准值；
步骤S31，实时计算贮柜出料进度条，根据采集到的脉冲信号及贮柜底带长度；底带运行过程中，实时计算出料进度；
步骤S32，根据物料形态确定料头、尾料控制模式，设定料头终止进度及设定频率、料尾开始进度及设定频率以及从头尾料切换至正常出料的过渡时间；
步骤S33，计算出料皮带基准厚度值，根据采集的出柜设定流量，估算出料皮带基准厚度值；
步骤S34，设定出料皮带备料基准频率值；
步骤S4，速度控制，
步骤S41，出料底带频率控制；料头、料尾阶段，根据步骤S32设定料头、料尾控制参数，调整出料底带频率；正常过料过程中，按照步骤S30计算的基准频率运行，过程中根据实测物料厚度与基准厚度比较，微调出料底带频率。
步骤S42，出料皮带频率控制，备料阶段按照步骤S34频率进行备料，当检测物料厚度大于步骤S33设定厚度值时，根据实测物料厚度，调整出料皮带频率，保证备料过程中物料厚度均匀性，备料完成后，出料皮带速度跟随下游计量设备供料变化调整出料皮带速度。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.通过设置的双变频电机以及光电管，可以根据光电管测得烟丝厚度，增强烟丝高度的平整性，使得烟丝入柜时平铺的更均匀，烟丝出柜时，通过出柜的耙料棍采用双向控制的方式，对烟丝出柜速度建模，使用编码器采集耙料棍的转速，计算出柜量和剩余量，增加尾料的出柜速度，提高流量稳定性和生产效率；
2.通过设置的烟丝高度传感器，探测和控制烟丝高度，通过控制出柜流量来保证出料流量的稳定；
3.通过设置的光电管，编码器、双变频电机以及烟丝高度传感器，经过控制器分析对比后，烟丝流量的变异系数由之前的0.2％降低到0.15％，因为堵料造成的断料次数由之前的平均0.03次/批降低到0次，进而提高了掺配的精度，提高了均质化管控水平，进一步提高了生产效率，稳定了产品质量。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明使用方法步骤图；
图3为本发明变频器的电路原理图；
图4为本发明的控制原理图。
附图中：
1-尾料坡面、2-混丝柜、3-中间储丝段、4-布料行车、5-分配行车、6-中间凹凸丝段、7-尾料检测光电管、8-料头坡面、9-耙料电机、10-出料耙辊、11-皮带传送辊、12-皮带机烟丝、13-烟丝料层高度传感器、14-第一出料皮带机、15-第二皮带出料机、16-皮带电机、17-皮带、18-超声波传感器。
具体实施方式
首先需要说明的是，本发明任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供。因此，其它实施例也在相应权利要求项的保护范围之内。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。
实施例1
请参阅图1-图4所示：
本实施例提供了一种稳定掺配工序叶丝流量系统，包括混丝柜2、设在混丝柜2内用于烟丝混合的皮带传送装置、设在所述皮带传送装置上方布料机构、设在所述皮带传送装置下方的接料装置、设在所述皮带传送机构端部的耙料装置、控制装置以及用于探测烟丝厚度的探测装置；所述控制装置分别与所述探测装置、耙料装置、布料机构、接料装置以及皮带传送装置信号连接。接料装置上设有烟丝称重的计量设备，计量设备与控制器信号连接；
所述布料机构包括设在所述混丝柜2上部沿皮带传送装置长度方向行走的布料行车4以及设在所述布料行车4上的分配行车5。
所述烟丝柜2包括壁板；所述布料行车4设有车轮；所述车轮与壁板滚动连接。
所述分配行车5的行走方向与所述布料行车4的行走方向垂直。
所述探测装置包括设在所述混丝柜2上且用于检测皮带上烟丝的尾料检测光电管7、设在接料装置上的烟丝料层高度传感器13、设在接料装置上接料口且用于探测烟丝厚度的超声波传感器18以及设在耙料机构上的编码器。
所述耙料装置包括用于从皮带传送装置上耙料的耙料棍10以及用于驱动耙料棍10转动的耙料电机9。
所述皮带传送机构包括皮带17以及用于驱动皮带行走的皮带电机16。
所述皮带电机16以及所述耙料电机9均设有变频器；用变频器控制转速。
所述控制装置包括PLC控制器，所述PLC控制器分别与所述变频器、所述皮带电机16、所述耙料电机9、所述烟丝料层高度传感器13以及所述尾料检测光电管7信号连接。
本发明的工作过程，
烟丝在掺配时，一般时将烟丝落在混丝柜2的皮带17上，进行掺配，落在皮带17上的烟丝在皮带的端部会形成尾料坡面1和料头坡面8，尾料坡面1和料头坡面8一般就比较薄，在皮带17中部的中间储丝段3，由于布料行车4布料时，布料不均，难免会形成个别的中间凹凸段6，布好的料通过耙料棍10，将掺配好的烟丝耙到第一出料皮带机14上；然后再从第一出料皮带机14上落在第二出料皮带机15上，掺配时的重量通过计量设备来控制，完成烟丝的掺配；
烟丝布料时，布料行车4、分配行车5上设有变频电机，通过设置的双变频电机以及光电管7，可以根据光电管7测得烟丝厚度，增强烟丝高度的平整性，使得烟丝入柜时平铺的更均匀，烟丝出柜时，通过出柜的耙料棍10采用双向控制的方式，对烟丝出柜速度建模，使用编码器采集耙料棍10的转速，计算出柜量和剩余量，增加尾料的出柜速度，提高流量稳定性和生产效率；
通过设置的烟丝高度传感器13，探测和控制烟丝高度，通过控制出柜流量来保证出料流量的稳定；
通过设置的光电管7，编码器、双变频电机以及烟丝高度传感器13，经过控制器分析对比后，烟丝流量的变异系数由之前的0.2％降低到0.15％，因为堵料造成的断料次数由之前的平均0.03次/批降低到0次，进而提高了掺配的精度，提高了均质化管控水平，进一步提高了生产效率，稳定了产品质量。
实施例2
本实施例与实施例1基本相同；
不同之处在于，一种稳定掺配工序叶丝流量系统的使用方法，包括以下步骤，
步骤S1，入柜过程速度设置，根据设备行走行车及铺料皮带速度，分别计算入柜时行车行走与铺料皮带的频率,保证入柜物料高度的均匀性,减少出料过程频率调整压力；
步骤S2，数据采集；
步骤S20，获取烟丝计量设备设定流量数据,将反馈的设定流量数据传送给控制器；
步骤S21,获取混丝柜出料速度，将安装于出料装置被动辊上的编码器测得脉冲信号传送给控制器；
步骤S22，获取出料厚度，将安装于混丝柜出料皮带上的超声波传感器18测量的高度值传送给控制器；
步骤S3，基准计算及过程参数确定；
步骤S30，计算贮柜底带设定频率基准值，根据采集的出柜设定流量、控制器贮量重量、贮柜底带长度、50HZ下运行速度计算贮柜底带设定频率基准值；
步骤S31，实时计算贮柜出料进度条，根据采集到的脉冲信号及贮柜底带长度；底带运行过程中，实时计算出料进度；
步骤S32，根据物料形态确定料头、尾料控制模式，设定料头终止进度及设定频率、料尾开始进度及设定频率以及从头尾料切换至正常出料的过渡时间；
步骤S33，计算出料皮带基准厚度值，根据采集的出柜设定流量，估算出料皮带基准厚度值；
步骤S34，设定出料皮带备料基准频率值；
步骤S4，速度控制，
步骤S41，出料底带频率控制；料头、料尾阶段，根据步骤S32设定料头、料尾控制参数，调整出料底带频率；正常过料过程中，按照步骤S30计算的基准频率运行，过程中根据实测物料厚度与基准厚度比较，微调出料底带频率。
步骤S42，出料皮带频率控制，备料阶段按照步骤S34频率进行备料，当检测物料厚度大于步骤S33设定厚度值时，根据实测物料厚度，调整出料皮带频率，保证备料过程中物料厚度均匀性，备料完成后，出料皮带速度跟随下游计量设备供料变化调整出料皮带速度。
实施例与实施例1的原理基本相同。就不在赘述。
实施例3
本实施例与实施例1基本相同。编码器采用德国倍加福公司生产的编码器型号为RHI90N-OFAAAR61N-100/9416-Z281.1.1BMQ1。该编码器具有质量稳定，测量精确等优点。
实施例与实施例1的原理基本相同。就不在赘述。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。目前，本申请的技术方案已经采用实施例1的最佳实施方式，已经进行了中试，即产品在大规模量产前的小规模实验；中试完成后，在小范围内开展了用户使用调研，调研结果表明用户满意度较高；现在已经着手准备产品正式投产进行产业化；以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (10)
1.一种稳定掺配工序叶丝流量系统，其特征在于，包括混丝柜、设在混丝柜内用于烟丝混合的皮带传送装置、设在所述皮带传送装置上方的布料机构、设在所述皮带传送装置下方的接料装置、设在所述皮带传送机构端部的耙料装置、控制装置以及用于探测烟丝厚度的探测装置；所述控制装置分别与所述探测装置、耙料装置、布料机构、接料装置以及皮带传送装置信号连接。
2.根据权利要求1所述的一种稳定掺配工序叶丝流量系统，其特征在于：所述布料机构包括设在所述混丝柜上部沿皮带传送装置长度方向行走的布料行车以及设在所述布料行车上的分配行车。
3.根据权利要求2所述的一种稳定掺配工序叶丝流量系统，其特征在于：所述接料装置上设有用于烟丝称重的计量设备。
4.根据权利要求3所述的一种稳定掺配工序叶丝流量系统，其特征在于：所述分配行车的行走方向与所述布料行车的行走方向垂直。
5.根据权利要求4所述的一种稳定掺配工序叶丝流量系统，其特征在于：所述探测装置包括用于检测皮带上烟丝的尾料检测光电管、设在接料装置上的烟丝料层高度传感器以及设在皮带传送装置上的编码器。
6.根据权利要求5所述的一种稳定掺配工序叶丝流量系统，其特征在于：所述耙料装置包括用于从皮带传送装置上耙料的耙料棍以及用于驱动耙料棍转动的耙料电机。
7.根据权利要求6所述的一种稳定掺配工序叶丝流量系统，其特征在于：所述皮带传送机构包括皮带以及用于驱动皮带行走的皮带电机。
8.根据权利要求7所述的一种稳定掺配工序叶丝流量系统，其特征在于：所述皮带电机上设有变频器。
9.根据权利要求8所述的一种稳定掺配工序叶丝流量系统，其特征在于：所述控制装置包括PLC控制器，所述PLC控制器分别与所述变频器、所述皮带电机、所述耙料电机、所述烟丝料层高度传感器以及所述尾料检测光电管信号连接。
10.一种稳定掺配工序叶丝流量系统的使用方法，包括以下步骤，
步骤S1，入柜过程速度设置，根据设备行走行车及铺料皮带速度，分别计算入柜时行车行走与铺料皮带的频率,保证入柜物料高度的均匀性,减少出料过程频率调整压力；
步骤S2，数据采集；
步骤S20，获取下游计量设备设定流量数据,将反馈的设定流量数据传送给控制器；
步骤S21,获取混丝柜出料速度，将安装于出料装置被动辊上的编码器测得脉冲信号传送给控制器；
步骤S22，获取出料厚度，将安装于混丝柜出料皮带上的超声波传感器测量的高度值传送给控制器；
步骤S3，基准计算及过程参数确定；
步骤S30，计算贮柜底带设定频率基准值，根据采集的出柜设定流量、控制器贮量重量、贮柜底带长度、50HZ下运行速度计算贮柜底带设定频率基准值；
步骤S31，实时计算贮柜出料进度条，根据采集到的脉冲信号及贮柜底带长度；底带运行过程中，实时计算出料进度；
步骤S32，根据物料形态确定料头、尾料控制模式，设定料头终止进度及设定频率、料尾开始进度及设定频率以及从头尾料切换至正常出料的过渡时间；
步骤S33，计算出料皮带基准厚度值，根据采集的出柜设定流量，估算出料皮带基准厚度值；
步骤S34，设定出料皮带备料基准频率值；
步骤S4，速度控制，
步骤S41，出料底带频率控制；料头、料尾阶段，根据步骤S32设定料头、料尾控制参数，调整出料底带频率；正常过料过程中，按照步骤S30计算的基准频率运行，过程中根据实测物料厚度与基准厚度比较，微调出料底带频率。
步骤S42，出料皮带频率控制，备料阶段按照步骤S34频率进行备料，当检测物料厚度大于步骤S33设定厚度值时，根据实测物料厚度，调整出料皮带频率，保证备料过程中物料厚度均匀性，备料完成后，出料皮带速度跟随下游计量设备供料变化调整出料皮带速度。
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