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一種控制小批量煙葉流量的皮帶秤的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種控制小批量煙葉流量的皮帶秤，它包括皮帶運(yùn)送機(jī)構(gòu)、內(nèi)置有計(jì)時(shí)器的加料機(jī)和重量傳感器；所述皮帶運(yùn)送機(jī)構(gòu)包括皮帶秤PLC、變頻器、皮帶機(jī)、編碼器和模擬量輸入模塊；所述重量傳感器的輸出端接皮帶秤PLC的相應(yīng)輸入端，所述皮帶秤PLC的相應(yīng)輸出端接加料機(jī)的輸入端，所述皮帶秤PLC通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)接入支持以太網(wǎng)通訊的變頻器，所述變頻器的輸出端接皮帶機(jī)的電源端，所述皮帶機(jī)的輸出端經(jīng)編碼器接模擬量輸入模塊的信號(hào)輸入端，所述模擬量輸入模塊的信號(hào)輸出端接皮帶秤PLC的反饋信號(hào)端口。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是安裝調(diào)試簡(jiǎn)單，既能保證批次加工精度達(dá)標(biāo)，又能有效降低料頭料尾加料精度波動(dòng)。
【專利說(shuō)明】一種控制小批量煙葉流量的皮帶砰
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種控制小批量煙葉流量的皮帶秤，屬于計(jì)量裝置領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在卷煙制絲過(guò)程中，加料是重要的工藝過(guò)程，加料的均勻性直接影響到卷煙的感官質(zhì)量。隨著卷煙技術(shù)的不斷提高，分組加工小批量煙葉的模式已經(jīng)成為一種趨勢(shì)，這就對(duì)小批量煙葉加香加料精度的控制提出了更高要求。
[0003]加料過(guò)程中對(duì)于料頭料尾的控制就是基于一種時(shí)變的、非線性的過(guò)程控制。在加料過(guò)程中，料頭料尾的控制對(duì)精度值產(chǎn)生了很大的影響。當(dāng)物料流量產(chǎn)生波動(dòng)時(shí)，加料量隨著PID控制相應(yīng)作出波動(dòng)控制，然而PID控制具有滯后性和超調(diào)性，在波動(dòng)過(guò)程中勢(shì)必影響加料量的準(zhǔn)確性，從而在實(shí)時(shí)計(jì)算精度時(shí)，必會(huì)對(duì)精度值產(chǎn)生一定的影響。尤其是在料頭料尾時(shí)段，來(lái)料的變化使瞬時(shí)流量變化巨大，由于加料跟蹤調(diào)節(jié)的滯后性，勢(shì)必影響加料的瞬時(shí)精度偏差。如果出現(xiàn)斷料情況，更會(huì)出現(xiàn)類似多次料頭料尾情況，將會(huì)對(duì)精度的控制造成更大的影響。由于單等級(jí)小批量物料加料工藝過(guò)程中，料頭料尾的比重占到了整個(gè)批次加料工藝過(guò)程的四分之一左右，且同等級(jí)煙葉連續(xù)生產(chǎn)時(shí)還會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)料頭料尾的問(wèn)題，從而很難實(shí)現(xiàn)加料精度的準(zhǔn)確控制。通過(guò)分析中控室監(jiān)控畫面的來(lái)料煙葉的流量趨勢(shì)圖，把流量分為三部分即料頭、料中、料尾，從趨勢(shì)圖中可以看出在料頭階段物料的流量波動(dòng)較大。來(lái)料料頭波動(dòng)大，皮帶秤流量控制不穩(wěn)定，進(jìn)一步分析皮帶秤流量數(shù)據(jù)，查詢料頭的波動(dòng)情況，得到料頭階段加料平均精度極不穩(wěn)定，時(shí)常高于規(guī)定的精度要求0.5%。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供了一種既能保證批次加工精度達(dá)標(biāo)，又能有效降低料頭料尾加料精度波動(dòng)的控制小批量煙葉流量的皮帶秤。
[0005]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案:
[0006]本實(shí)用新型包括皮帶運(yùn)送機(jī)構(gòu)、內(nèi)置有計(jì)時(shí)器的加料機(jī)和重量傳感器；所述皮帶運(yùn)送機(jī)構(gòu)包括皮帶秤PLC、變頻器、皮帶機(jī)、編碼器和模擬量輸入模塊；所述重量傳感器的輸出端接皮帶秤PLC的相應(yīng)輸入端，所述皮帶秤PLC的相應(yīng)輸出端接加料機(jī)的輸入端，所述皮帶秤PLC通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)接入支持以太網(wǎng)通訊的變頻器，所述變頻器的輸出端接皮帶機(jī)的電源端，所述皮帶機(jī)的輸出端經(jīng)編碼器接模擬量輸入模塊的信號(hào)輸入端，所述模擬量輸入模塊的信號(hào)輸出端接皮帶秤PLC的反饋信號(hào)端口。
[0007]所述編碼器為速度檢測(cè)編碼器，其通過(guò)旋轉(zhuǎn)脈沖檢測(cè)皮帶機(jī)上皮帶的運(yùn)行速度。
[0008]所述皮帶秤PLC的型號(hào)為314-6CG03-0AB0。
[0009]所述模擬量輸入模塊的型號(hào)為西門子6ES7 134-4MB00-0AB0。
[0010]所述變頻器的型號(hào)為三菱S500。
[0011]所述編碼器的型號(hào)為宜科EB50B8-H6PR-1000。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果是:(I)皮帶秤PLC控制帶有計(jì)時(shí)器的加料機(jī)，利用計(jì)時(shí)器將固定的目標(biāo)流量設(shè)置改為動(dòng)態(tài)的目標(biāo)流量設(shè)置，通過(guò)設(shè)定目標(biāo)流量的漸進(jìn)式變化，使目標(biāo)流量和實(shí)際瞬時(shí)流量偏差很微小，避免了目標(biāo)流量和實(shí)際瞬時(shí)流量相差較大造成的加料精度巨幅波動(dòng)；(2)所述編碼器通過(guò)旋轉(zhuǎn)脈沖檢測(cè)皮帶機(jī)運(yùn)行速度，并將檢測(cè)的速度信號(hào)通過(guò)模擬量輸入模塊接入皮帶秤PLC，完成速度反饋，當(dāng)速度信號(hào)波動(dòng)較大時(shí)，皮帶秤PLC根據(jù)速度波峰波谷信號(hào)計(jì)算平均值，通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)接入變頻器控制皮帶機(jī)轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)精準(zhǔn)的變速；(3)全程無(wú)人看守，自動(dòng)化稱量，不僅節(jié)省了人力物力，安裝調(diào)試簡(jiǎn)單，更使加料的均勻性控制得到很大的改善，可靠性高。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]附圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖1和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明:
[0015]如附圖1所示，本實(shí)施例包括皮帶運(yùn)送機(jī)構(gòu)、內(nèi)置有計(jì)時(shí)器的加料機(jī)和重量傳感器；所述皮帶運(yùn)送機(jī)構(gòu)包括皮帶秤PLC、變頻器、皮帶機(jī)、編碼器和模擬量輸入模塊；所述重量傳感器的輸出端接皮帶秤PLC的相應(yīng)輸入端，所述皮帶秤PLC的相應(yīng)輸出端接加料機(jī)的輸入端，所述皮帶秤PLC通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)接入支持以太網(wǎng)通訊的變頻器，所述變頻器的輸出端接皮帶機(jī)的電源端，所述皮帶機(jī)的輸出端經(jīng)編碼器接模擬量輸入模塊的信號(hào)輸入端，所述模擬量輸入模塊的信號(hào)輸出端接皮帶秤PLC的反饋信號(hào)端口。
[0016]所述編碼器為速度檢測(cè)編碼器，其通過(guò)旋轉(zhuǎn)脈沖檢測(cè)皮帶機(jī)上皮帶的運(yùn)行速度。
[0017]所述皮帶秤PLC采用西門子S7-300PLC，型號(hào)為314-6CG03-0AB0。
[0018]所述模擬量輸入模塊的型號(hào)為西門子6ES7 134-4MB00-0AB0。
[0019]所述變頻器的型號(hào)為三菱S500。
[0020]所述編碼器的型號(hào)為宜科EB50B8-H6PR-1000。
[0021]本實(shí)用新型的工作原理:
[0022]首先，皮帶秤PLC控制帶有計(jì)時(shí)器的加料機(jī)，利用計(jì)時(shí)器將固定的目標(biāo)流量設(shè)置改為動(dòng)態(tài)的目標(biāo)流量設(shè)置，通過(guò)設(shè)定目標(biāo)流量的漸進(jìn)式變化，使目標(biāo)流量和實(shí)際瞬時(shí)流量偏差很微小，避免了目標(biāo)流量和實(shí)際瞬時(shí)流量相差較大造成的加料精度巨幅波動(dòng)。
[0023]其次，所述編碼器通過(guò)旋轉(zhuǎn)脈沖檢測(cè)皮帶機(jī)運(yùn)行速度，然后模擬量輸入模塊將編碼器的輸出值(即速度值)進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換并給入皮帶秤PLC，完成速度反饋，當(dāng)速度信號(hào)波動(dòng)較大時(shí)，皮帶秤PLC根據(jù)速度波峰波谷信號(hào)計(jì)算平均值，通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)接入變頻器，通過(guò)頻率變換控制皮帶機(jī)上電機(jī)轉(zhuǎn)速快慢，進(jìn)而控制煙葉流量大小，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)精準(zhǔn)的變速。
[0024]采用本皮帶秤全程無(wú)人看守，自動(dòng)化稱量，不僅節(jié)省了人力物力，安裝調(diào)試簡(jiǎn)單，更使加料的均勻性控制得到很大的改善，可靠性高。
[0025]在應(yīng)用效果上，對(duì)改進(jìn)后的皮帶秤進(jìn)行了效果對(duì)比，隨著卷煙技術(shù)的不斷提高，分組加工小批量煙葉的模式已經(jīng)成為一種趨勢(shì)，故采用現(xiàn)在普遍采用分組加工模式:即將一個(gè)品牌每批次煙葉按等級(jí)分為A組和B組分別生產(chǎn)。
[0026]未實(shí)行分組加工前，鉆石綠石二代平均一批煙葉重量為8500Kg，平均加料精度為0.10% ；[0027]實(shí)行分組加工后，鉆石綠石二代A組煙葉平均重量為6800Kg，平均加料精度為
0.18%，B組煙葉平均重量為1700Kg，平均加料精度為0.43% ；
[0028]而車間加料精度要求為0.5%，因此B組煙葉的加料精度已接近超標(biāo)，生產(chǎn)中調(diào)整空間極小，此種情況隱患極大，一旦生產(chǎn)中出現(xiàn)某些異常，加料精度將面臨著超標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)。
[0029]跟蹤測(cè)試了 2012年7月至9月份三個(gè)月50批次綠石二代B組的加料精度，加料精度偏差平均值達(dá)到了 0.17%，較之前的0.43%有了大幅度提升，效果顯著，
[0030]在卷煙制絲過(guò)程中可能會(huì)在多條流水線中用到本實(shí)施例的皮帶秤，當(dāng)多個(gè)皮帶秤同時(shí)使用時(shí)，需要通過(guò)工業(yè)交換機(jī)和主柜PLC相連接，主柜PLC用于對(duì)整個(gè)潤(rùn)葉加料工序進(jìn)行自動(dòng)控制，一般采用西門子S7-400PLC，型號(hào)為414-3EM06-0AB0 ;工業(yè)交換機(jī)用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換和信號(hào)放大，一般采用型號(hào)為6GK5 208-0BA10-2AA3的208工業(yè)交換機(jī)，理論上主柜PLC和皮帶秤PLC之間可以實(shí)現(xiàn)直連，但是隨著距離的增加以及通訊節(jié)點(diǎn)的增多，信號(hào)前度會(huì)有衰減，所以需要工業(yè)交換機(jī)。所述皮帶機(jī)、編碼器、模擬量輸入模塊之間均采用24V信號(hào)線相連接，所述模擬量輸入模塊和皮帶秤PLC之間采用背板總線相連接。
[0031]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所做的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種控制小批量煙葉流量的皮帶秤，其特征在于:包括皮帶運(yùn)送機(jī)構(gòu)、內(nèi)置有計(jì)時(shí)器的加料機(jī)和重量傳感器；所述皮帶運(yùn)送機(jī)構(gòu)包括皮帶秤PLC、變頻器、皮帶機(jī)、編碼器和模擬量輸入模塊；所述重量傳感器的輸出端接皮帶秤PLC的相應(yīng)輸入端，所述皮帶秤PLC的相應(yīng)輸出端接加料機(jī)的輸入端，所述皮帶秤PLC通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)接入支持以太網(wǎng)通訊的變頻器，所述變頻器的輸出端接皮帶機(jī)的電源端，所述皮帶機(jī)的輸出端經(jīng)編碼器接模擬量輸入模塊的信號(hào)輸入端，所述模擬量輸入模塊的信號(hào)輸出端接皮帶秤PLC的反饋信號(hào)端口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制小批量煙葉流量的皮帶秤，其特征在于:所述編碼器為速度檢測(cè)編碼器，其通過(guò)旋轉(zhuǎn)脈沖檢測(cè)皮帶機(jī)上皮帶的運(yùn)行速度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制小批量煙葉流量的皮帶秤，其特征在于:所述皮帶秤PLC 的型號(hào)為 314-6CG03-0AB0。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制小批量煙葉流量的皮帶秤，其特征在于:所述模擬量輸入模塊的型號(hào)為西門子6ES7 134-4MB00-0AB0。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制小批量煙葉流量的皮帶秤，其特征在于:所述變頻器的型號(hào)為三菱S500。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制小批量煙葉流量的皮帶秤，其特征在于:所述編碼器的型號(hào)為宜科 EB50B8-H6PR-1000。
【文檔編號(hào)】G01G11/08GK203798429SQ201320821270
【公開日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2013年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月13日
【發(fā)明者】張進(jìn)鴻, 雷建生, 劉樹林, 趙偉, 齊紅光, 冉寶新, 劉凱輝, 張東寧, 張勝斌, 趙凱, 王建軍 申請(qǐng)人:河北白沙煙草有限責(zé)任公司