CN116784514A - 一种基于积分法的烟丝回丝控制方法及在线称重装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种基于积分法的烟丝回丝控制方法及在线称重装置，涉及烟草机械技术领域；方法包括：S1、对回丝过程中的烟丝进行在线称重，监测得到每一瞬时的烟丝回丝重量；S2、基于积分法以及每一瞬时的烟丝回丝重量，计算得到预设间隔内累计的烟丝回丝量；S3、根据累计的烟丝回丝量以及预设间隔内的烟丝总消耗量，计算得到预设间隔内的烟丝回丝率；S4、根据烟丝回丝率以及预设间隔内的烟丝预设回丝率，比较分析后对生产过程中的供丝速度进行调整，在线控制烟丝回丝率。上述方法基于积分法对烟丝回丝量进行检测和计算，进一步对烟丝回丝率进行计算和比较，实现对回丝率的闭环控制，自动化程度高，减少了操作人员的工作量，提升了烟机智能化水平。

Description

一种基于积分法的烟丝回丝控制方法及在线称重装置

技术领域

本申请涉及烟草机械技术领域，特别涉及一种基于积分法的烟丝回丝控制方法。还涉及一种在线称重装置。

背景技术

烟丝回丝的稳定受控，是卷烟生产过程中保证烟支质量的一个重要因素，烟丝回丝的重要参数包括烟丝回丝量和烟丝回丝率。

在现有卷烟机供料成条装置中，要想控制回丝率，必须将劈刀切下的烟丝收集起来进行线下人工称重得到烟丝回丝量，称重完成后将数据输入机器控制系统进行反馈，进而控制机器进行相关速度的匹配，最终完成对回丝率的调整。其存在的问题是，整个控制回丝率的过程没有形成一个闭环控制，此种控制方式操作复杂、费时费力；并且由于人工的参与，增加了人为操作带来的误差，影响烟丝回丝的控制效果。

发明内容

本申请的目的是提供一种基于积分法的烟丝回丝控制方法，基于积分法对烟丝回丝量进行检测和计算，进一步对烟丝回丝率进行计算和比较，实现对回丝率的闭环控制，这一控制回丝率的方式自动化程度高，大大减少了操作人员的工作量，提升了烟机的智能化水平。本申请的另一目的是提供一种在线称重装置。

为实现上述目的，本申请提供一种基于积分法的烟丝回丝控制方法，包括：

S1、对回丝过程中的烟丝进行在线称重，监测得到每一瞬时的烟丝回丝重量；

S2、基于积分法以及每一瞬时的烟丝回丝重量，计算得到预设间隔内累计的烟丝回丝量；

S3、根据累计的烟丝回丝量以及预设间隔内的烟丝总消耗量，计算得到预设间隔内的烟丝回丝率；

S4、根据烟丝回丝率以及预设间隔内的烟丝预设回丝率，比较分析后对生产过程中的供丝速度进行调整，在线控制烟丝回丝率。

在一些实施例中，在S1中，利用称重传感器实时监测输送烟丝的第一螺旋回丝机构的整体重量，剔除第一螺旋回丝机构的本身重量后，得到每一瞬时第一螺旋回丝机构内烟丝的烟丝回丝重量M。

在一些实施例中，在S2中，对第一螺旋回丝机构中烟丝的流速进行在线监测，得到烟丝的实时流速V，对第一螺旋回丝机构进行测量，得到烟丝在第一螺旋回丝机构中流动的总长度L，计算得到单位时间内流过第一螺旋回丝机构的烟丝重量为其在t时间间隔的累积量为烟丝回丝量W，/>

在一些实施例中，在S3中，得到烟丝总消耗量Z，计算得到烟丝回丝率R，

本申请还提供了一种在线称重装置，应用上述基于积分法的烟丝回丝控制方法，所述在线称重装置包括第一螺旋回丝机构、称重传感器和轴编码器，所述第一螺旋回丝机构具有进口和出口，所述进口和所述出口用以分别与第二螺旋回丝机构和第三螺旋回丝机构连通，所述第一螺旋回丝机构内烟丝从所述进口向所述出口输送，所述称重传感器用以实时监测所述第一螺旋回丝机构重量，所述轴编码器用以实时监测所述第一螺旋回丝机构内烟丝输送流速。

在一些实施例中，所述在线称重装置还包括安装支架，所述称重传感器的固定安装端与所述安装支架连接，所述称重传感器的称重安装端与所述第一螺旋回丝机构连接。

在一些实施例中，所述在线称重装置还包括限位件，所述限位件的安装端与所述安装支架连接，所述限位件的支撑端低于所述称重传感器的称重安装端，所述限位件用以在所述第一螺旋回丝机构的位移超出所述称重传感器的量程时支撑所述第一螺旋回丝机构。

在一些实施例中，所述第一螺旋回丝机构在从所述进口向所述出口的方向上向上倾斜，所述安装支架包括位于所述进口一侧的第一安装支架和位于所述出口一侧的第二安装支架，所述第一安装支架上安装有第一称重传感器，所述第二安装支架上安装有第二称重传感器。

在一些实施例中，所述第一称重传感器的数量为一个，所述第二称重传感器的数量为两个，一个所述第一称重传感器和两个所述第二称重传感器对所述第一螺旋回丝机构实现三点式支撑。

在一些实施例中，所述在线称重装置还包括柔性烟丝通道，所述柔性烟丝通道包括设置于所述进口的第一柔性烟丝通道和设置于所述出口的第二柔性烟丝通道，所述第一柔性烟丝通道用以与第二螺旋回丝机构柔性连接，所述第二柔性烟丝通道用以与第三螺旋回丝机构柔性连接。

相对于上述背景技术，本申请所提供的基于积分法的烟丝回丝控制方法包括：S1、对回丝过程中的烟丝进行在线称重，监测得到每一瞬时的烟丝回丝重量；S2、基于积分法以及每一瞬时的烟丝回丝重量，计算得到预设间隔内累计的烟丝回丝量；S3、根据累计的烟丝回丝量以及预设间隔内的烟丝总消耗量，计算得到预设间隔内的烟丝回丝率；

S4、根据烟丝回丝率以及预设间隔内的烟丝预设回丝率，比较分析后对生产过程中的供丝速度进行调整，在线控制烟丝回丝率。

该基于积分法的烟丝回丝控制方法，基于积分法对烟丝回丝量进行检测和计算，进一步对烟丝回丝率进行计算和比较，实现对回丝率的闭环控制，这一控制回丝率的方式自动化程度高，大大减少了操作人员的工作量，提升了烟机的智能化水平。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的基于积分法的烟丝回丝控制方法的示意图；

图2为本申请实施例提供的线称重装置的正视图；

图3为本申请实施例提供的线称重装置的侧视图；

图4为本申请实施例提供的称重传感器的示意图；

图5为本申请实施例提供的数据传输简图。

其中：

10-第一螺旋回丝机构、21-第一称重传感器、22-第二称重传感器、30-轴编码器、41-第一安装支架、42-第二安装支架、51-第一限位件、52-第二限位件、61-第一柔性烟丝通道、62-第二柔性烟丝通道、70-侧墙板、81-第二螺旋回丝机构出料口、82-第三螺旋回丝机构进料口、201-固定安装端、202-称重安装端。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。

总体上来说，目前控制回丝率的方式自动化程度低，与目前卷烟机械智能化发展的趋势不符。

针对上述技术问题，本申请提供了一种基于积分法的烟丝回丝控制方法，使得机器回丝率的闭环控制成为可能，大大减少了操作人员的工作量，提升了烟机的智能化水平。

请参考图1，图1为本申请实施例提供的基于积分法的烟丝回丝控制方法的示意图。

如图1所示，基于积分法的烟丝回丝控制方法包括：S1、对回丝过程中的烟丝进行在线称重，监测得到每一瞬时的烟丝回丝重量；S2、基于积分法以及每一瞬时的烟丝回丝重量，计算得到预设间隔内累计的烟丝回丝量；S3、根据累计的烟丝回丝量以及预设间隔内的烟丝总消耗量，计算得到预设间隔内的烟丝回丝率；S4、根据烟丝回丝率以及预设间隔内的烟丝预设回丝率，比较分析后对生产过程中的供丝速度进行调整，在线控制烟丝回丝率。

该基于积分法的烟丝回丝控制方法主要分为两部分，包括烟丝回丝量部分和烟丝回丝率部分，上述S1和S2与烟丝回丝量部分对应，S3和S4与烟丝回丝率部分对应。

在烟丝回丝量部分中，涉及内容主要分为两部分，包括检测部分和计算部分，上述S1与检测部分对应，S2与计算部分对应。在烟丝回丝率部分中，涉及内容主要分为两部分，分为计算部分和比较部分，上述S3与计算部分对应，S4与比较部分对应。

在该基于积分法的烟丝回丝控制方法中，结合S1和S2，是基于积分法对烟丝回丝量进行的检测和计算，在此基础上，结合S3和S4，是进一步对烟丝回丝率进行的计算和比较，结合S1至S4，实现的是对回丝率的闭环控制，使回丝过程的烟丝回丝与生产过程的烟丝供丝匹配。这一控制回丝率的方式自动化程度高，大大减少了操作人员的工作量，提升了烟机的智能化水平。

除上述基础内容以外，该基于积分法的烟丝回丝控制方法还主要包括了烟丝回丝量在线称重方法，以及烟丝回丝率在线控制方法。

首先，从烟丝回丝量在线称重方法这一角度对该基于积分法的烟丝回丝控制方法进行说明。为便于理解烟丝回丝量在线称重方法，同时对本申请还提供的一种在线称重装置进行说明。

请参考图2和图3，图2为本申请实施例提供的线称重装置的正视图，图3为本申请实施例提供的线称重装置的侧视图。

如图2和图3所示，在线称重装置包括第一螺旋回丝机构10、称重传感器(第一称重传感器21、第二称重传感器22)和轴编码器30，在线称重装置应用上述基于积分法的烟丝回丝控制方法，与烟丝回丝量在线称重方法对应。

第一螺旋回丝机构10具有进口和出口，进口和出口用以分别与第二螺旋回丝机构和第三螺旋回丝机构连通，以使回丝过程中的烟丝从进口进入第一螺旋回丝机构10，烟丝在第一螺旋回丝机构10内从进口向出口输送，这一烟丝的输送过程发生在回丝过程中。烟丝在从出口离开第一螺旋回丝机构10之前一直位于第一螺旋回丝机构10内部。其中，第一螺旋回丝机构10涉及的螺旋回丝机构应包括驱动器、螺杆和罩壳，实现的效果是用驱动器驱动螺杆旋转，用螺杆带动烟丝在罩壳内螺旋输送；第二螺旋回丝机构和第三螺旋回丝机构与之类似，不再赘述。

除此以外，称重传感器用以实时监测第一螺旋回丝机构10重量，轴编码器30用以实时监测第一螺旋回丝机构10内烟丝输送流速。

对照上述在线称重装置，对烟丝回丝量在线称重方法进行说明。

在一些实施例中，在S1中，利用称重传感器实时监测输送烟丝的第一螺旋回丝机构10的整体重量，剔除第一螺旋回丝机构10的本身重量后，得到每一瞬时第一螺旋回丝机构10内烟丝的烟丝回丝重量M。

需要说明的是，在第一螺旋回丝机构10内未有烟丝时，称重传感器的监测数据为第一螺旋回丝机构10本身的重量，即第一螺旋回丝机构10的净重；在第一螺旋回丝机构10内有烟丝时，称重传感器的监测数据为第一螺旋回丝机构10和烟丝整体的重量，即第一螺旋回丝机构10的净重与烟丝的净重的和。基于此，用第一螺旋回丝机构10的净重与烟丝的净重的和减去第一螺旋回丝机构10的净重，即可得到烟丝的净重；因为称重传感器的监测数据基于每一瞬时，所以这里烟丝的净重是每一瞬时第一螺旋回丝机构10内烟丝的烟丝回丝重量M。

在一些实施例中，在S2中，对第一螺旋回丝机构10中烟丝的流速进行在线监测，得到烟丝的实时流速V，对第一螺旋回丝机构10进行测量，得到烟丝在第一螺旋回丝机构10中流动的总长度L，计算得到单位时间内流过第一螺旋回丝机构10的烟丝重量为其在t时间间隔的累积量为烟丝回丝量W，/>

需要说明的是，实时流速V可通过第一螺旋回丝机构10的螺杆上安装的轴编码器30监测得到，由轴编码器30精确测量第一螺旋回丝机构10内烟丝输送的实时流速V。第一螺旋回丝机构10内烟丝流的总长度L可直接测量出来。则可计算出单位时间内流过第一螺旋回丝机构10的烟丝重量为因烟丝输送的不均匀性和第一螺旋回丝机构10的螺杆速度随时间的变化，所以在t时间间隔的累积流量可以用积分式表示为：式中，W，烟丝回丝量为t时间间隔内所输送烟丝的累计量(kg)；M(t)，烟丝回丝重量为第一螺旋回丝机构10内的烟丝重量(kg)；V(t)，实时流速为烟丝在第一螺旋回丝机构10内的输送速度(m/s)；dt为烟丝通过第一螺旋回丝机构10的时间(s)。

然后，从烟丝回丝率在线控制方法这一角度对该基于积分法的烟丝回丝控制方法进行说明。

在一些实施例中，在S3中，得到烟丝总消耗量Z，计算得到烟丝回丝率R，

需要说明的是，任一时间间隔内消耗的烟丝总消耗量Z可由机器(烟机)生产数据直接计算得出，进而计算出此段时间间隔内机器的烟丝回丝率R，进一步的，烟机的控制系统将烟丝回丝率R与机器预设的烟丝预设回丝率做出比较分析，进而发出指令对机器的相关生产速度进行重新匹配，达到精准、在线控制烟丝回丝率的目的。

请参考图4，图4为本申请实施例提供的称重传感器的示意图。

在一种具体的实施方式中，对于在线称重装置，在线称重装置还包括安装支架，称重传感器的固定安装端201与安装支架连接，称重传感器的称重安装端202与第一螺旋回丝机构10连接。

请继续参考图2和图3，该在线称重装置安装固定在侧墙板70。安装支架通过螺钉固定安装在侧墙板70，称重传感器固定安装在安装支架，第一螺旋回丝机构10固定安装在称重传感器，保证第一螺旋回丝机构10以及其中输送的烟丝重量全部由称重传感器支撑。

进一步的，第一螺旋回丝机构10在从进口向出口的方向上向上倾斜，烟丝在第一螺旋回丝机构10中由斜下方向斜上方输送。安装支架包括位于进口一侧的第一安装支架41和位于出口一侧的第二安装支架42，第一安装支架41和第二安装支架42通过螺钉安装固定在侧墙板70。第一安装支架41上安装有第一称重传感器21，第二安装支架42上安装有第二称重传感器22，保证第一螺旋回丝机构10以及其中输送的烟丝重量全部由第一称重传感器21和第二称重传感器22共同支撑。

在一些实施例中，在线称重装置还包括限位件，限位件包括安装于第一安装支架41的第一限位件51和安装于第二安装支架42的第二限位件52。

在本实施例中，限位件的安装端与安装支架连接，限位件的支撑端低于称重传感器的称重安装端202。限位件位于称重传感器附近，限位件优选为可调整的结构。当称重重量超出称重传感器量程时，或是在机器运输过程中第一螺旋回丝机构10受到外力冲击时，超出称重传感器量程的重量由限位件支撑，起到保护称重传感器的作用。其中，限位件可选为螺钉结构。

在一些实施例中，第一称重传感器21的数量为一个，第二称重传感器22的数量为两个。

在本实施例中，三个称重传感器的固定安装端201通过螺钉分别安装于第一安装支架41和第二安装支架42上。第一螺旋回丝机构10由三个称重传感器的称重安装端202进行三点式支撑。

在一些实施例中，在线称重装置还包括柔性烟丝通道，第一螺旋回丝机构10通过柔性烟丝通道与第二螺旋回丝机构和第三螺旋回丝机构连接。

在本实施例中，柔性烟丝通道包括设置于进口的第一柔性烟丝通道61和设置于出口的第二柔性烟丝通道62，通过第一柔性烟丝通道61实现第一螺旋回丝机构10与第二螺旋回丝机构的柔性连接，通过第二柔性烟丝通道62实现第一螺旋回丝机构10与第三螺旋回丝机构的柔性连接。

请参考图5，图5为本申请实施例提供的数据传输简图。

如图5所示，A、B、C分别对应三个称重传感器，D为轴编码器30。

在一种具体的实施方式中，烟丝回丝从第二螺旋回丝机构出料口81通过第一柔性烟丝通道61落入第一螺旋回丝机构10中，第一螺旋回丝机构10通过螺杆旋转将烟丝从机器前方输送至机器后方，烟丝通过第二柔性烟丝通道62落入第三螺旋回丝机构进料口82中。三个称重传感器实时监测第一螺旋回丝机构10以及其中输送的烟丝总重量，并将重量信号由接线盒汇总后传送至称重显示仪表。第一螺旋回丝机构10的自重可在安装之前测量出。称重显示仪表显示当前去除第一螺旋回丝机构10自重之后的烟丝净重(烟丝回丝重量M)，同时将重量信息传递至控制系统(PLC/IPC)上供数据统计用。通过编程软件，PLC/IPC结合仪表提供的称重数据和轴编码器30提供的电机速度数据，可快速统计出任一时间间隔内的烟丝累积量(烟丝回丝量W)。在称重传感器实时将烟丝重量数据反馈给控制系统后，控制系统经计算分析后发出指令对机器相关速度进行重新匹配，达到精准、在线控制烟丝回丝率的目的。

需要注意的是，本申请中提及的诸多部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本申请所提供的基于积分法的烟丝回丝控制方法及在线称重装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于积分法的烟丝回丝控制方法，其特征在于，包括：

S1、对回丝过程中的烟丝进行在线称重，监测得到每一瞬时的烟丝回丝重量；

S2、基于积分法以及每一瞬时的烟丝回丝重量，计算得到预设间隔内累计的烟丝回丝量；

S3、根据累计的烟丝回丝量以及预设间隔内的烟丝总消耗量，计算得到预设间隔内的烟丝回丝率；

S4、根据烟丝回丝率以及预设间隔内的烟丝预设回丝率，比较分析后对生产过程中的供丝速度进行调整，在线控制烟丝回丝率。

2.根据权利要求1所述的基于积分法的烟丝回丝控制方法，其特征在于，在S1中，利用称重传感器实时监测输送烟丝的第一螺旋回丝机构的整体重量，剔除第一螺旋回丝机构的本身重量后，得到每一瞬时第一螺旋回丝机构内烟丝的烟丝回丝重量M。

3.根据权利要求2所述的基于积分法的烟丝回丝控制方法，其特征在于，在S2中，对第一螺旋回丝机构中烟丝的流速进行在线监测，得到烟丝的实时流速V，对第一螺旋回丝机构进行测量，得到烟丝在第一螺旋回丝机构中流动的总长度L，计算得到单位时间内流过第一螺旋回丝机构的烟丝重量为其在t时间间隔的累积量为烟丝回丝量W，

4.根据权利要求3所述的基于积分法的烟丝回丝控制方法，其特征在于，在S3中，得到烟丝总消耗量Z，计算得到烟丝回丝率R，

5.一种在线称重装置，应用如权利要求1至4任一项所述的基于积分法的烟丝回丝控制方法，其特征在于，所述在线称重装置包括第一螺旋回丝机构、称重传感器和轴编码器，所述第一螺旋回丝机构具有进口和出口，所述进口和所述出口用以分别与第二螺旋回丝机构和第三螺旋回丝机构连通，所述第一螺旋回丝机构内烟丝从所述进口向所述出口输送，所述称重传感器用以实时监测所述第一螺旋回丝机构重量，所述轴编码器用以实时监测所述第一螺旋回丝机构内烟丝输送流速。

6.根据权利要求5所述的在线称重装置，其特征在于，还包括安装支架，所述称重传感器的固定安装端与所述安装支架连接，所述称重传感器的称重安装端与所述第一螺旋回丝机构连接。

7.根据权利要求6所述的在线称重装置，其特征在于，还包括限位件，所述限位件的安装端与所述安装支架连接，所述限位件的支撑端低于所述称重传感器的称重安装端，所述限位件用以在所述第一螺旋回丝机构的位移超出所述称重传感器的量程时支撑所述第一螺旋回丝机构。

8.根据权利要求6所述的在线称重装置，其特征在于，所述第一螺旋回丝机构在从所述进口向所述出口的方向上向上倾斜，所述安装支架包括位于所述进口一侧的第一安装支架和位于所述出口一侧的第二安装支架，所述第一安装支架上安装有第一称重传感器，所述第二安装支架上安装有第二称重传感器。

9.根据权利要求8所述的在线称重装置，其特征在于，所述第一称重传感器的数量为一个，所述第二称重传感器的数量为两个，一个所述第一称重传感器和两个所述第二称重传感器对所述第一螺旋回丝机构实现三点式支撑。

10.根据权利要求5至9任一项所述的在线称重装置，其特征在于，还包括柔性烟丝通道，所述柔性烟丝通道包括设置于所述进口的第一柔性烟丝通道和设置于所述出口的第二柔性烟丝通道，所述第一柔性烟丝通道用以与第二螺旋回丝机构柔性连接，所述第二柔性烟丝通道用以与第三螺旋回丝机构柔性连接。