CN216088797U - 烟草纯丝水分检测控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种烟草纯丝水分检测控制系统，包括第一纯丝水分检测水分仪、第二纯丝水分检测水分仪及第三纯丝水分检测水分仪。第一纯丝水分检测水分仪设置于膨胀单元前，第二纯丝水分检测水分仪设置于烘丝机后，第三纯丝水分检测水分仪设置于叶丝柔性风选机后。第一纯丝水分检测水分仪、第二纯丝水分检测水分仪及第三纯丝水分检测水分仪均通过光纤交换机与上位机系统相连。该检测控制系统能够准确检测烘后纯丝进入掺配环节时的实际水分值，根据该纯丝实际水分值实时修正烘丝机出口纯丝水分设定值，以提高进入掺配环节前烘后纯丝水分检测控制的准确度，确保进入掺配工序纯丝水分的合格率，提高卷烟的内在品质。

Description

烟草纯丝水分检测控制系统

技术领域

本实用新型属于烟草行业制丝生产领域，涉及一种烟草纯丝水分检测控制系统。

背景技术

在烟草工业制丝生产过程中，烟丝经烘丝后进入掺配工序前的烘后纯丝水分合格率是工艺质量考核的重要指标，其水分的合格率往往影响后续加香后混合丝水分的合格率，进而影响卷烟的内在品质。烟丝在烘丝后至掺配工序前的过程中，各个环节上纯丝水分都存在一定程度的损失，尤其是经过叶丝柔性风选机时，烟丝水分的损失还受到负压风量大小等因素的影响，损失最严重。若以烘丝机出口的纯丝水分作为烘后纯丝水分检测控制的最终结果，不考虑进入掺配工序前各环节对纯丝水分的综合影响，则会导致进入掺配工序前纯丝水分合格率偏低，进而造成加香后混合丝的水分合格率也偏低，最终影响卷烟内在品质问题。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种烟草纯丝水分检测控制系统，能够准确检测烘后纯丝进入掺配环节时的实际水分值，根据该纯丝实际水分值实时修正烘丝机出口纯丝水分设定值，以提高进入掺配环节前烘后纯丝水分检测控制的准确度，确保进入掺配工序纯丝水分的合格率，减少烘后纯丝水分对加香后混合丝水分的影响，提高卷烟的内在品质。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是：一种烟草纯丝水分检测控制系统，包括第一纯丝水分检测水分仪及第二纯丝水分检测水分仪，还包括第三纯丝水分检测水分仪。第一纯丝水分检测水分仪设置于膨胀单元前，第二纯丝水分检测水分仪设置于烘丝机后，第三纯丝水分检测水分仪设置于叶丝柔性风选机后。第一纯丝水分检测水分仪用于检测烟草纯丝进入膨胀单元前的水分值，第二纯丝水分检测水分仪用于检测从烘丝机输出的烟草纯丝的水分值，第三纯丝水分检测水分仪用于检测从叶丝柔性风机输出的烟草纯丝的水分值。第一纯丝水分检测水分仪、第二纯丝水分检测水分仪及第三纯丝水分检测水分仪均通过光纤交换机与上位机系统相连，上位机系统用于采集数据。

优选地，第三纯丝水分检测水分仪设置于掺配装置前，用于精确检测进入掺配装置前的烟草纯丝的水分值。

优选地，光纤交换机、第一通讯模块、第一中央处理单元、交换机通过Profinet网线依次相连。光纤交换机、第一通讯模块、第一中央处理单元、交换机用于对烘丝机出口的烟草纯丝水分进行双闭环PID控制。

优选地，交换机设有交换机第一PN接口、交换机第二PN接口及交换机第三PN接口。

优选地，第一中央处理单元的PN接口通过Profinet网线与交换机第一PN接口相连，第一纯丝水分检测水分仪的PN接口通过Profinet网线与交换机第二PN接口相连，第二纯丝水分检测水分仪PN接口通过Profinet网线与交换机第三PN接口相连。

优选地，第一通讯模块的型号为CP343-1，第一中央处理单元采用CPU317-2PN/DP模块，交换机采用西门子X208交换机，第一纯丝水分检测水分仪、第二纯丝水分检测水分仪及第三纯丝水分检测水分仪的型号均为TM710e。

优选地，光纤交换机、第二通讯模块、第二中央处理单元通过Profinet网线依次相连。第二中央处理单元用于整个烘丝段的控制，接收来自第一中央处理单元的过程控制数据和对第一中央处理单元下传控制参数与信号。

优选地，第二通讯模块设有第一PN接口、第二PN接口及第三PN接口。

优选地，第三纯丝水分检测水分仪的PN接口通过Profinet网线与第一PN接口相连，工控机的PN接口通过Profinet网线与第二PN接口相连，光纤交换机通过Profinet网线与第三PN接口相连，工控机用于显示当前进入掺配环节前烟草纯丝水分的实时值和设定烘丝机出口烟草纯丝水分的设定值。

优选地，第二通讯模块的型号为CP443-1，第二中央处理单元采用CPU414模块，工控机采用SIMATIC HMI IPC677C。

本实用新型提供的烟草纯丝水分检测控制系统能根据进入掺配环节前烘后纯丝水分的实时值，及时有效地修正烘丝机出口纯丝水分的设定 值，有效地提高了进入掺配环节前烘后纯丝水分的合格率，确保了加香后混合丝水分稳定在工艺质量要求的范围内，弥补了烟草工业制丝生产过程中以烘丝机出口的纯丝水分作为烘后纯丝水分检测控制的最终结果，不考虑进入掺配工序前各环节对纯丝水分的综合影响而导致进入掺配工序前纯丝水分合格率偏低的弊端，也可推广应用于其它类似工况的设备。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为烘丝段设备示意图。

主要元件符号说明：

11第一中央处理单元 12第一通讯模块

13交换机 14第一纯丝水分检测水分仪

15第二纯丝水分检测水分仪

21第二中央处理单元 22第二通讯模块

23第三纯丝水分检测水分仪 24工控机

3光纤交换机

4上位机系统

51电子秤 52膨胀单元

53烘丝机 54正反转带式输送机Ⅰ

55带式输送机Ⅱ 56振动输送机

57叶丝柔性风选机 58带式输送机Ⅲ

59带式输送机Ⅳ

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型提供的烟草纯丝水分检测控制系统的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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1和图2所示，本实用新型提供一种烟草纯丝水分检测控制系统，包括第一纯丝水分检测水分仪14及第二纯丝水分检测水分仪15，还包括第三纯丝水分检测水分仪23。第一纯丝水分检测水分仪14设置于膨胀单元52前，第二纯丝水分检测水分仪15设置于烘丝机53后，第三纯丝水分检测水分仪23设置于叶丝柔性风选机57后。第一纯丝水分检测水分仪14、第二纯丝水分检测水分仪15及第三纯丝水分检测水分仪23均通过光纤交换机3与上位机系统4相连。

第一纯丝水分检测水分仪14安装在膨胀单元52入口前电子秤51的上方，用于检测烟草纯丝进入膨胀单元52前的水分值。第二纯丝水分检测水分仪15安装于烘丝机52出口带式输送机Ⅱ55的上方，用于检测从烘丝机输出的烟草纯丝的水分值。第三纯丝水分检测水分仪23安装于叶丝柔性风选机57后方且位于掺配装置前方，用于精确检测从叶丝柔性风机57输出的烟草纯丝进入掺配装置前的水分值。

光纤交换机3、第一通讯模块12、第一中央处理单元11、交换机13通过Profinet网线依次相连，第一中央处理单元11与第一通讯模块12组装于机架上。光纤交换机3设有光纤交换机第一PN接口和光纤交换机第二PN接口，交换机13设有交换机第一PN接口、交换机第二PN接口及交换机第三PN接口。光纤交换机第一PN接口通过Profinet网线与第一通讯模块12的PN接口相连，第一通讯模块12的PN接口通过Profinet网线与第一中央处理单元11的PN接口相连，第一中央处理单元11的PN接口通过Profinet网线与交换机第一PN接口相连，第一纯丝水分检测水分仪14的PN接口通过Profinet与交换机第二PN接口相连，第二纯丝水分检测水分仪15的PN接口通过Profinet与交换机第三PN接口相连。

第一通讯模块12的型号为CP343-1，第一中央处理单元11采用CPU317-2PN/DP模块，交换机13采用西门子X208交换机，第一纯丝水分检测水分仪14、第二纯丝水分检测水分仪15的型号均为TM710e。

光纤交换机3、第二通讯模块22、第二中央处理单元21通过Profinet网线依次相连，第二通讯模块22设有第一PN接口、第二PN接口及第三PN接口。光纤交换机第二PN接口通过Profinet网线与第三PN接口相连，第二PN接口通过Profinet网线与工控机24的PN接口相连，第一PN接口通过Profinet网线与第三纯丝水分检测水分仪23的PN接口相连，第二通讯模块22的PN接口通过Profinet网线与第二中央处理单元21的PN接口相连。

第二通讯模块22的型号为CP443-1，第二中央处理单元21采用CPU414模块，工控机24采用SIMATIC HMI IPC677C，第三纯丝水分检测水分仪23的型号为TM710e。

上位机系统4由执行系统和数据采集与监视控制系统构成，用于采集数据。执行系统采用MES系统，数据采集与监视控制系统采用SCADA系统。上位机系统4与光纤交换机3相连。

采用本实用新型提供的烟草纯丝水分检测控制系统时，首先按要求安装硬件，将由第一中央处理单元11、第一通讯模块12、交换机13、第一纯丝水分检测水分仪14和第二纯丝水分检测水分仪15安装好，连接好Profinet网线。在如图1所示的带式输送机Ⅳ59的尾部上方安装第三纯丝水分检测水分仪23，并用Profinet网线将其连接到第二通讯模块22的第一PN接口上。用Step7编写烘丝机出口烟丝水分控制程序，将编好的程序下载到第一中央处理单元11中并调试程序，然后用Step7编写烘丝段第二中央处理单元21的程序，下载并调试程序。用WINCC7.0编写工控机24监控界面，建立相应的I/O域，并建立数据连接。硬件和软件安装调试完毕，通电后即可投入正常使用。

如图1和图2所示，采用本实用新型提供的烟草纯丝水分检测控制系统时，工作过程及原理如下：

经切丝工序后生丝进入膨胀单元52进行增温增湿处理，第一纯丝水分检测水分仪14安装在膨胀单元52入口前电子秤51的上方，用于检测切丝后进入膨胀单元52生丝的水分。经膨胀单元52增温增湿处理后的生丝进入烘丝机53进行烘丝处理。第一中央处理单元11用于对烘丝机53出口处纯丝的水分进行双闭环PID控制，第一中央处理单元11根据膨胀单元52入口处第一纯丝水分检测水分仪14检测到的烟丝水分，再结合膨胀单元52对烟丝的增湿情况，推算出要达到设定的烘后纯丝水分所需的工艺气体流量，对其进行PID控制，作为PID控制的内环能够对烘丝机53出口处纯丝的水分进行预估控制。第二纯丝水分检测水分仪15安装在烘丝机53出口处带式输送机Ⅱ55的上方，用于检测烘丝机53出口处纯丝的水分。第一中央处理单元11再根据第二纯丝水分检测水分仪15所检测到的纯丝水分实际值与设定值的偏差，再次校正工艺气体流量对烘丝机53出口处纯丝的水分进行PID控制，从而构成烘丝机53出口处纯丝水分双闭环PID预估校正系统。

烘后纯丝要经过带式输送机Ⅱ55、振动输送机56、叶丝柔性风选机57、带式输送机Ⅲ58和带式输送机Ⅳ59等环节后才进入掺配工序。第三纯丝水分检测水分仪23安装在进入掺配环节前的带式输送机Ⅳ59上方，用于检测进入掺配环节前烘后纯丝的水分实时值。第二中央处理单元21用于整个烘丝段的控制，接收来自第一中央处理单元11的过程控制数据和对第一中央处理单元11下传控制参数与信号。工控机24用于监控整个生产过程，显示当前进入掺配环节前烘后纯丝的水分实时值和设定烘丝机53出口纯丝水分设定值，显示膨胀单元52入口生丝的水分和显示进入掺配前烘后纯丝水分实时值等。

在生产过程中，操作人员根据工控机54上显示的进入掺配环节前烘后纯丝的水分实时值，对照工艺对进入掺配前烘后纯丝水分的要求，预估出烘丝机53出口纯丝水分，在工控机54上适当增大或者减小烘丝机53出口纯丝水分设定值来控制烘丝机53出口纯丝水分，保证进入掺配前烘后纯丝水分保持在工艺要求的范围内即可。这样就在生产过程中实时根据第三纯丝水分检测水分仪23检测到的进入掺配环节前烘后纯丝的实际水分情况，实时预估并调整烘丝机53出口纯丝水分设定值，控制烘丝机53出口纯丝水分的实时值，以确保进入掺配环节前烘后纯丝水分在工艺标准规定的范围内。由此从根本上解决了烟草工业制丝生产过程中以烘丝机出口的纯丝水分作为烘后纯丝水分检测控制的最终结果，不考虑进入掺配工序前各环节对纯丝水分的综合影响而导致进入掺配工序前纯丝水分合格率偏低，进而造成加香后混合丝水分合格率也偏低的弊端，以实现能根据进入掺配环节时的烘后纯丝水分实际值，实时修正烘丝机53出口纯丝水分设定值，以提高进入掺配环节前烘后纯丝水分的检测控制准确度，确保进入掺配工序纯丝水分合格率，减少烘后纯丝水分对加香后混合丝水分的影响，提高卷烟的内在品质。

需要说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例，不能一次限定本实用新型的实施范围。因此，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种烟草纯丝水分检测控制系统，包括第一纯丝水分检测水分仪及第二纯丝水分检测水分仪，其特征在于，还包括第三纯丝水分检测水分仪，

所述第一纯丝水分检测水分仪设置于膨胀单元前，所述第二纯丝水分检测水分仪设置于烘丝机后，所述第三纯丝水分检测水分仪设置于叶丝柔性风选机后，

所述第一纯丝水分检测水分仪、所述第二纯丝水分检测水分仪及所述第三纯丝水分检测水分仪均通过光纤交换机与上位机系统相连。

2.如权利要求1所述的烟草纯丝水分检测控制系统，其特征在于，所述第三纯丝水分检测水分仪设置于掺配装置前。

3.如权利要求1所述的烟草纯丝水分检测控制系统，其特征在于，所述光纤交换机、第一通讯模块、第一中央处理单元、交换机通过Profinet网线依次相连。

4.如权利要求3所述的烟草纯丝水分检测控制系统，其特征在于，所述交换机设有交换机第一PN接口、交换机第二PN接口及交换机第三PN接口。

5.如权利要求4所述的烟草纯丝水分检测控制系统，其特征在于，所述第一中央处理单元的PN接口通过Profinet网线与所述交换机第一PN接口相连，所述第一纯丝水分检测水分仪的PN接口通过Profinet网线与所述交换机第二PN接口相连，所述第二纯丝水分检测水分仪PN接口通过Profinet网线与所述交换机第三PN接口相连。

6.如权利要求3所述的烟草纯丝水分检测控制系统，其特征在于，所述第一通讯模块的型号为CP343-1，所述第一中央处理单元采用CPU 317-2PN/DP模块，所述交换机采用西门子X208交换机，所述第一纯丝水分检测水分仪、所述第二纯丝水分检测水分仪及所述第三纯丝水分检测水分仪的型号均为TM710e。

7.如权利要求1所述的烟草纯丝水分检测控制系统，其特征在于，所述光纤交换机、第二通讯模块、第二中央处理单元通过Profinet网线依次相连。

8.如权利要求7所述的烟草纯丝水分检测控制系统，其特征在于，所述第二通讯模块设有第一PN接口、第二PN接口及第三PN接口。

9.如权利要求8所述的烟草纯丝水分检测控制系统，其特征在于，所述第三纯丝水分检测水分仪的PN接口通过Profinet网线与所述第一PN接口相连，工控机的PN接口通过Profinet网线与所述第二PN接口相连，所述光纤交换机通过Profinet网线与所述第三PN接口相连。

10.如权利要求9所述的烟草纯丝水分检测控制系统，其特征在于，所述第二通讯模块的型号为CP443-1，所述第二中央处理单元采用CPU414模块，所述工控机采用SIMATIC HMIIPC677C。

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