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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，它包括皮帶運送機構(gòu)、內(nèi)置有計時器的加料機和重量傳感器；所述皮帶運送機構(gòu)包括皮帶秤PLC、變頻器、皮帶機、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)輸出端接加料機的輸入端，所述皮帶秤PLC通過工業(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的電源端，所述皮帶機的輸出端經(jīng)編碼器接模擬量輸入模塊的信號輸入端，所述模擬量輸入模塊的信號輸出端接皮帶秤PLC的反饋信號端口。本實用新型的優(yōu)點是安裝調(diào)試簡單，既能保證批次加工精度達標，又能有效降低料頭料尾加料精度波動。
【專利說明】一種控制小批量煙葉流量的皮帶砰
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種控制小批量煙葉流量的皮帶秤，屬于計量裝置領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在卷煙制絲過程中，加料是重要的工藝過程，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，這就對小批量煙葉加香加料精度的控制提出了更高要求。
[0003]加料過程中對于料頭料尾的控制就是基于一種時變的、非線性的過程控制。在加料過程中，料頭料尾的控制對精度值產(chǎn)生了很大的影響。當物料流量產(chǎn)生波動時，加料量隨著PID控制相應(yīng)作出波動控制，然而PID控制具有滯后性和超調(diào)性，在波動過程中勢必影響加料量的準確性，從而在實時計算精度時，必會對精度值產(chǎn)生一定的影響。尤其是在料頭料尾時段，來料的變化使瞬時流量變化巨大，由于加料跟蹤調(diào)節(jié)的滯后性，勢必影響加料的瞬時精度偏差。如果出現(xiàn)斷料情況，更會出現(xiàn)類似多次料頭料尾情況，將會對精度的控制造成更大的影響。由于單等級小批量物料加料工藝過程中，料頭料尾的比重占到了整個批次加料工藝過程的四分之一左右，且同等級煙葉連續(xù)生產(chǎn)時還會出現(xiàn)兩個料頭料尾的問題，從而很難實現(xiàn)加料精度的準確控制。通過分析中控室監(jiān)控畫面的來料煙葉的流量趨勢圖，把流量分為三部分即料頭、料中、料尾，從趨勢圖中可以看出在料頭階段物料的流量波動較大。來料料頭波動大，皮帶秤流量控制不穩(wěn)定，進一步分析皮帶秤流量數(shù)據(jù)，查詢料頭的波動情況，得到料頭階段加料平均精度極不穩(wěn)定，時常高于規(guī)定的精度要求0.5%。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供了一種既能保證批次加工精度達標，又能有效降低料頭料尾加料精度波動的控制小批量煙葉流量的皮帶秤。
[0005]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案:
[0006]本實用新型包括皮帶運送機構(gòu)、內(nèi)置有計時器的加料機和重量傳感器；所述皮帶運送機構(gòu)包括皮帶秤PLC、變頻器、皮帶機、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)輸出端接加料機的輸入端，所述皮帶秤PLC通過工業(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的電源端，所述皮帶機的輸出端經(jīng)編碼器接模擬量輸入模塊的信號輸入端，所述模擬量輸入模塊的信號輸出端接皮帶秤PLC的反饋信號端口。
[0007]所述編碼器為速度檢測編碼器，其通過旋轉(zhuǎn)脈沖檢測皮帶機上皮帶的運行速度。
[0008]所述皮帶秤PLC的型號為314-6CG03-0AB0。
[0009]所述模擬量輸入模塊的型號為西門子6ES7 134-4MB00-0AB0。
[0010]所述變頻器的型號為三菱S500。
[0011]所述編碼器的型號為宜科EB50B8-H6PR-1000。
[0012]本實用新型的有益效果是:(I)皮帶秤PLC控制帶有計時器的加料機，利用計時器將固定的目標流量設(shè)置改為動態(tài)的目標流量設(shè)置，通過設(shè)定目標流量的漸進式變化，使目標流量和實際瞬時流量偏差很微小，避免了目標流量和實際瞬時流量相差較大造成的加料精度巨幅波動；(2)所述編碼器通過旋轉(zhuǎn)脈沖檢測皮帶機運行速度，并將檢測的速度信號通過模擬量輸入模塊接入皮帶秤PLC，完成速度反饋，當速度信號波動較大時，皮帶秤PLC根據(jù)速度波峰波谷信號計算平均值，通過工業(yè)以太網(wǎng)接入變頻器控制皮帶機轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)平穩(wěn)精準的變速；(3)全程無人看守，自動化稱量，不僅節(jié)省了人力物力，安裝調(diào)試簡單，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】

【附圖說明】
[0013]附圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖1和實施例對本實用新型進行進一步說明:
[0015]如附圖1所示，本實施例包括皮帶運送機構(gòu)、內(nèi)置有計時器的加料機和重量傳感器；所述皮帶運送機構(gòu)包括皮帶秤PLC、變頻器、皮帶機、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)輸出端接加料機的輸入端，所述皮帶秤PLC通過工業(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的電源端，所述皮帶機的輸出端經(jīng)編碼器接模擬量輸入模塊的信號輸入端，所述模擬量輸入模塊的信號輸出端接皮帶秤PLC的反饋信號端口。
[0016]所述編碼器為速度檢測編碼器，其通過旋轉(zhuǎn)脈沖檢測皮帶機上皮帶的運行速度。
[0017]所述皮帶秤PLC采用西門子S7-300PLC，型號為314-6CG03-0AB0。
[0018]所述模擬量輸入模塊的型號為西門子6ES7 134-4MB00-0AB0。
[0019]所述變頻器的型號為三菱S500。
[0020]所述編碼器的型號為宜科EB50B8-H6PR-1000。
[0021]本實用新型的工作原理:
[0022]首先，皮帶秤PLC控制帶有計時器的加料機，利用計時器將固定的目標流量設(shè)置改為動態(tài)的目標流量設(shè)置，通過設(shè)定目標流量的漸進式變化，使目標流量和實際瞬時流量偏差很微小，避免了目標流量和實際瞬時流量相差較大造成的加料精度巨幅波動。
[0023]其次，所述編碼器通過旋轉(zhuǎn)脈沖檢測皮帶機運行速度，然后模擬量輸入模塊將編碼器的輸出值(即速度值)進行信號轉(zhuǎn)換并給入皮帶秤PLC，完成速度反饋，當速度信號波動較大時，皮帶秤PLC根據(jù)速度波峰波谷信號計算平均值，通過工業(yè)以太網(wǎng)接入變頻器，通過頻率變換控制皮帶機上電機轉(zhuǎn)速快慢，進而控制煙葉流量大小，實現(xiàn)平穩(wěn)精準的變速。
[0024]采用本皮帶秤全程無人看守，自動化稱量，不僅節(jié)省了人力物力，安裝調(diào)試簡單，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，對改進后的皮帶秤進行了效果對比，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，故采用現(xiàn)在普遍采用分組加工模式:即將一個品牌每批次煙葉按等級分為A組和B組分別生產(chǎn)。
[0026]未實行分組加工前，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，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的風(fēng)險。
[0029]跟蹤測試了 2012年7月至9月份三個月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]在卷煙制絲過程中可能會在多條流水線中用到本實施例的皮帶秤，當多個皮帶秤同時使用時，需要通過工業(yè)交換機和主柜PLC相連接，主柜PLC用于對整個潤葉加料工序進行自動控制，一般采用西門子S7-400PLC，型號為414-3EM06-0AB0 ;工業(yè)交換機用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換和信號放大，一般采用型號為6GK5 208-0BA10-2AA3的208工業(yè)交換機，理論上主柜PLC和皮帶秤PLC之間可以實現(xiàn)直連，但是隨著距離的增加以及通訊節(jié)點的增多，信號前度會有衰減，所以需要工業(yè)交換機。所述皮帶機、編碼器、模擬量輸入模塊之間均采用24V信號線相連接，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]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所做的任何修改、等同替換和改進等，均包含在本實用新型的保護范圍之內(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:包括皮帶運送機構(gòu)、內(nèi)置有計時器的加料機和重量傳感器；所述皮帶運送機構(gòu)包括皮帶秤PLC、變頻器、皮帶機、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)輸出端接加料機的輸入端，所述皮帶秤PLC通過工業(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的電源端，所述皮帶機的輸出端經(jīng)編碼器接模擬量輸入模塊的信號輸入端，所述模擬量輸入模塊的信號輸出端接皮帶秤PLC的反饋信號端口。
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編碼器，其通過旋轉(zhuǎn)脈沖檢測皮帶機上皮帶的運行速度。
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:所述編碼器的型號為宜科 EB50B8-H6PR-1000。
【文檔編號】G01G11/08GK203798429SQ201320821270
【公開日】2014年8月27日 申請日期: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 申請人:河北白沙煙草有限責(zé)任公司