臥式打葉機(jī)組分料均勻性閉環(huán)控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】臥式打葉機(jī)組分料均勻性閉環(huán)控制系統(tǒng)，本發(fā)明在第二級來料輸送皮帶及后面每一級來料輸送皮帶均設(shè)置有與輸送皮帶電機(jī)連接的用于檢測電機(jī)工作電流的電流檢測變頻器（8)，在皮帶機(jī)上安裝有檢測煙葉輪廓的檢測光柵（4);每一級電流檢測變頻器（8)依序連接有PLC控制器（6)、絲杠伺服驅(qū)動器（5)，絲杠伺服驅(qū)動器（5)與撥料輥（2)連接。本發(fā)明通過檢測每一級輸送皮帶的驅(qū)動電機(jī)的工作電流的變化或用光柵檢測皮帶上物料外形輪廓兩種方式來反饋物料流量的變化，將反饋結(jié)果輸入到均勻分料閉環(huán)控制系統(tǒng)，以調(diào)整撥料輥的位置。
【專利說明】臥式打葉機(jī)組分料均勻性閉環(huán)控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及臥式打葉機(jī)組【技術(shù)領(lǐng)域】，具體說是一種對臥式打葉機(jī)組分料均勻性實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制的系統(tǒng)。
技術(shù)背景
[0002]在煙葉的打葉復(fù)烤生產(chǎn)過程中，煙葉的均勻分料對打葉機(jī)組的打葉效率和煙葉的片型結(jié)構(gòu)有顯著的影響。在行業(yè)內(nèi)傳統(tǒng)的方法是采用各種機(jī)械結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)物料的均勻分料，沒有對分料的效果進(jìn)行在線檢測和控制。傳統(tǒng)的分料方法受設(shè)備安裝和人工操作的影響經(jīng)常出現(xiàn)分料不均的現(xiàn)象，導(dǎo)致前后幾個(gè)打葉器的負(fù)荷不同而影響打葉效果。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可實(shí)現(xiàn)物料的均勻分料，改善打葉效率和片型結(jié)構(gòu)的臥式打葉機(jī)組分料均勻性閉環(huán)控制系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明的目的通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。
[0005]臥式打葉機(jī)組分料均勻性閉環(huán)控制系統(tǒng)，其機(jī)械結(jié)構(gòu)部分包括多級來料輸送皮帶、安裝于相鄰兩級來料輸送皮帶首尾之間形成落差的空間內(nèi)的撥料輥，撥料輥轉(zhuǎn)動方向與來料輸送皮帶的皮帶運(yùn)行方向相反，每一級撥料輥下方均設(shè)有打葉器，在第二級來料輸送皮帶及后面每一級來料輸送皮帶均設(shè)置有與輸送皮帶電機(jī)連接的用于檢測電機(jī)工作電流的檢測變頻器，在皮帶機(jī)上安裝有檢測煙葉輪廓的檢測光柵；每一級電流檢測變頻器依序連接有PLC控制器、絲杠伺服驅(qū)動器，絲杠伺服驅(qū)動器與撥料輥連接。
[0006]本發(fā)明的PLC控制器還連接工控機(jī)，工控機(jī)與設(shè)置在來料輸送皮帶上方的外形輪廓檢測光柵連接。
[0007]采用本發(fā)明，對于打葉機(jī)組，在生產(chǎn)過程中可通過檢測每一級來料輸送皮帶的驅(qū)動電機(jī)的工作電流的變化來反饋物料流量的變化，將反饋結(jié)果輸入到均勻分料閉環(huán)控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)調(diào)整撥料輥的位置，實(shí)現(xiàn)物料的均勻分料，改善打葉效率和片型結(jié)構(gòu)。
[0008]當(dāng)來料輸送皮帶負(fù)載過小，難以通過電流的變化來反饋物料流量的變化時(shí)，可通過外形輪廓檢測光柵檢測皮帶上物料外形輪廓來反饋物料流量的變化，將反饋結(jié)果輸入到均勻分料閉環(huán)控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)調(diào)整撥料輥的位置。
[0009]本發(fā)明還可以同時(shí)采集外型輪廓檢測光柵和電流檢測變頻器的電流值增加檢測的可靠性。
[0010]本發(fā)明通過檢測每一級輸送皮帶的驅(qū)動電機(jī)的工作電流的變化或用光柵檢測皮帶上物料外形輪廓兩種方式來反饋物料流量的變化，將反饋結(jié)果輸入到均勻分料閉環(huán)控制系統(tǒng)，以調(diào)整撥料輥的位置。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2是本發(fā)明的單級流量控制示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合說明書附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0014]如圖1、圖2所示的臥式打葉機(jī)組分料均勻性閉環(huán)控制系統(tǒng)，其機(jī)械結(jié)構(gòu)部分包括多級來料輸送皮帶、安裝于相鄰兩級來料輸送皮帶首尾之間形成落差的空間內(nèi)的撥料輥2，撥料輥轉(zhuǎn)動方向與來料輸送皮帶的皮帶運(yùn)行方向相反，每一級撥料輥下方均設(shè)有打葉器3，在第二級來料輸送皮帶及后面每一級來料輸送皮帶均設(shè)置有與輸送皮帶電機(jī)連接的用于檢測電機(jī)工作電流的檢測變頻器8，在皮帶機(jī)上安裝有檢測煙葉輪廓的檢測光柵4;每一級電流檢測變頻器8依序連接有PLC控制器6、絲杠伺服驅(qū)動器5，絲杠伺服驅(qū)動器5與撥料輥2連接。PLC控制器6還可連接工控機(jī)7，工控機(jī)與設(shè)置在來料輸送皮帶上方的外形輪廓檢測光柵4連接。
[0015]本實(shí)施例包括第I級來料輸送皮帶機(jī)1、位于來料輸送皮帶機(jī)尾端下方的第I級撥料輥2、位于撥料輥2下方的I號打葉器3、第2級來料輸送皮帶la、I號物料外型輪廓檢測光柵4、第2級撥料輥2a、2號打葉器3a、2號物料外型輪廓檢測光柵4a及第3級來料輸送皮帶lb，以上組件組成3級煙葉均勻分料系統(tǒng)。本發(fā)明還可以采用4級或更多級的煙葉均勻分料系統(tǒng)。撥料棍運(yùn)動方向與來料輸送皮帶機(jī)的來料輸送方向相反。在工作過程中，總的煙葉由第I級來料輸送皮帶機(jī)I進(jìn)入打葉機(jī)組，第I級來料輸送皮帶機(jī)前段設(shè)置有流量控制裝置以使流量穩(wěn)定，煙葉到達(dá)第I級來料輸送皮帶機(jī)I的末端后在重力作用下下落，煙葉下落途中撞擊在反轉(zhuǎn)的第I級撥料輥2上，部分煙葉進(jìn)入I號打葉器3，部分煙葉落到第2級來料輸送皮帶Ia上進(jìn)入下一級分料系統(tǒng)。本發(fā)明的煙葉均勻分料閉環(huán)控制系統(tǒng)與第2級及以后的每一級分料裝置連接。
[0016]本發(fā)明的具體工作原理如下:煙葉首先經(jīng)過第I級來料輸送皮帶機(jī)1，假設(shè)每小時(shí)流量K千克，要保證圖1所示的3級均勻分料，就是讓落入I號打葉3、2號打葉器3a、3號打葉器3b的煙葉均為每小時(shí)K/3的流量。本發(fā)明通過控制第2級來料輸送皮帶機(jī)Ia的流量為2K/3，第3級來料輸送皮帶Ib的流量為K/3，來達(dá)到上述目的。首先標(biāo)定出第2級來料輸送皮帶機(jī)Ia的流量為2K/3時(shí)輸送皮帶機(jī)Ia的工作負(fù)載電流Al和第3級來料輸送皮帶機(jī)Ib的流量為K/3時(shí)的工作負(fù)載電流A2，及相同狀態(tài)下第2級來料輸送皮帶上外型輪廓檢測光柵4和第3級來料輸送皮帶上外型輪廓檢測光柵4a檢測到的煙葉截面積SI和S2。當(dāng)輸送皮帶的負(fù)載變化和電機(jī)工作電流在線性關(guān)系區(qū)間工作時(shí)用電流反饋控制均勻分料，當(dāng)負(fù)載變化和電機(jī)工作電流不在線性區(qū)間時(shí)用外形輪廓檢測光柵反饋控制均勻分料。
[0017]以第2級皮帶上的分料控制系統(tǒng)的電流檢測為例，生產(chǎn)過程中每5ms檢測一次電流檢測變頻器8的電流值A(chǔ)i，每20次取一次平均A=f…/2(^々與標(biāo)定值A(chǔ)l比較當(dāng)在一定時(shí)間內(nèi)(例如8分鐘)A總是大于Al時(shí)，說明第2級來料輸送皮帶Ia的煙葉流量大于2K/3，進(jìn)入I號打葉器的煙葉肯定小于K/3，這時(shí)PLC按照A相對Al的變化比例來控制撥料輥定位絲杠伺服驅(qū)動器5，驅(qū)動撥料輥向圖1所示右側(cè)移動(移動距離和電流變化值的比例關(guān)系可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)定)。繼續(xù)采集電流數(shù)據(jù)檢測輸送機(jī)流量變化、直至穩(wěn)定為止，反之，A與標(biāo)定值A(chǔ)l比較當(dāng)在一定時(shí)間內(nèi)(例如8分鐘)A總是小于Al時(shí)，向反向調(diào)節(jié)控制撥料輥定位絲杠伺服驅(qū)動器5，驅(qū)動撥料輥向圖1所示左側(cè)移動。
[0018]本發(fā)明對于利用外型輪廓檢測光柵檢測流量的反饋，可以采用和上述相同的算法。
[0019]本發(fā)明還可以同時(shí)采集外型輪廓檢測光柵4和電流檢測變頻器8的電流值增加檢測的可靠性。
[0020]本發(fā)明系統(tǒng)采用輸送皮帶的驅(qū)動電機(jī)的工作電流檢測變頻器和外形輪廓檢測光柵兩種器件，來檢測每一級皮帶輸送機(jī)上物料的變化是鑒于利用驅(qū)動電機(jī)的工作電流檢測負(fù)載的變化情況存在檢測盲區(qū)。一般當(dāng)電機(jī)負(fù)載變化在額定負(fù)載的某個(gè)百分比X (X值和電機(jī)特性有關(guān))以下時(shí)，負(fù)載的變化對工作電流的影響是非線性的且變化很不顯著，只有在電機(jī)負(fù)載大于某一百分比X且工作電壓頻率小于50Hz時(shí)才有線性變化關(guān)系，外形輪廓檢測光柵對電流檢測是一個(gè)補(bǔ)充和相互驗(yàn)證作用。
[0021]當(dāng)電流在線性區(qū)間變化時(shí)PLC每5ms讀取一次電機(jī)的工作負(fù)載電流，每20次的電流值取平均，當(dāng)檢測到的平均電流值在一段時(shí)間內(nèi)(大約8分鐘)總是大于或小于設(shè)定電流值時(shí)，將偏離量輸給閉環(huán)控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)驅(qū)動撥料輥定位絲杠前后運(yùn)動一段預(yù)設(shè)的給定值。繼續(xù)檢測負(fù)載電流是否接近設(shè)定值，如此反復(fù)，從而達(dá)到控制該級皮帶流量穩(wěn)定目的。對于電機(jī)工作負(fù)載電流不在線性變化區(qū)間時(shí)，采用外形輪廓檢測光柵每5ms檢測輸送上煙葉外形輪廓曲線的曲線積分值(該曲線積分值就是煙葉在皮帶上的截面積)每20次對截面積值取一次平均，利用和電流控制相同的方法實(shí)現(xiàn)，每一級皮帶輸送機(jī)的煙葉流量穩(wěn)定，也就保證了進(jìn)入打葉器的煙葉被均勻分配。
[0022]本發(fā)明涉及的外形輪廓檢測光柵是一種利用光學(xué)測距和成像技術(shù)的截面輪廓檢測器件。對輪廓曲線的積分計(jì)算在工控機(jī)內(nèi)完成，然后將結(jié)果傳給PLC。
[0023]本發(fā)明中的電流檢測變頻器采用的是高性能的變頻器或電流傳感器。
[0024]本發(fā)明利用輸送皮帶電機(jī)工作電流隨負(fù)載的變化規(guī)律和外形輪廓檢測光柵檢測打葉機(jī)組各級分料皮帶上的物料的變化情況，利用多次取樣然后取平均的方法消除檢測值受工況及外部環(huán)境的影響。PLC根據(jù)煙葉流量的變化適度微調(diào)撥料輥定位絲杠的伸縮。最終實(shí)現(xiàn)，到達(dá)每個(gè)打葉機(jī)的煙葉流量相同，提高了整個(gè)大葉機(jī)組的打葉效率和片型結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。
【權(quán)利要求】
1.臥式打葉機(jī)組分料均勻性閉環(huán)控制系統(tǒng)，其機(jī)械結(jié)構(gòu)部分包括多級來料輸送皮帶、安裝于相鄰兩級來料輸送皮帶首尾之間形成落差空間內(nèi)的撥料輥(2)，撥料輥(2)轉(zhuǎn)動方向與來料輸送皮帶的皮帶運(yùn)行方向相反，每一級撥料輥下方均設(shè)有打葉器(3)，其特征在于，在第二級來料輸送皮帶及后面每一級來料輸送皮帶均設(shè)置有與輸送皮帶電機(jī)連接的用于檢測電機(jī)工作電流的電流檢測變頻器(8)，在皮帶機(jī)上安裝有檢測煙葉輪廓的檢測光柵(4);每一級電流檢測變頻器⑶依序連接有PLC控制器(6)、絲杠伺服驅(qū)動器(5)，絲杠伺服驅(qū)動器(5)與撥料輥(2)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臥式打葉機(jī)組分料均勻性閉環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于，PLC控制器(6)還連接工控機(jī)(7)，工控機(jī)(7)與設(shè)置在來料輸送皮帶上方的外形輪廓檢測光柵(4)連接。
【文檔編號】A24B5/00GK104210826SQ201410337859
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年7月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月16日
【發(fā)明者】李江樂, 張俊榮, 李艷華, 張?jiān)? 汪洪春, 楊曉華 申請人:云南昆船設(shè)計(jì)研究院