一種煙草生產儲柜存量物料實時計量的方法和裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種煙草生產儲柜存量物料實時計量的方法和裝置，煙草生產儲柜存量物料實時計量系統(tǒng)包括控制器、監(jiān)測裝置、布料裝置、儲柜和出料裝置。本發(fā)明提供的方案是將物料在儲柜中堆放成特定的形狀，在生產過程中，使用測距傳感器監(jiān)測物料的位移，計算出儲柜存量物料的體積，再根據物料的密度，求出儲柜存量物料的質量，從而實現對儲柜存量物料計量。本發(fā)明提供的方案準確的測定儲柜存量物料質量，對儲柜的狀態(tài)信息進行可靠地判斷，為儲柜物料的統(tǒng)計、追蹤，后續(xù)物料的準確調度提供保障，避免了因對儲柜中剩余物料量不能準確計量而引起的影響生產效率降低和產品質量下降的問題。
【專利說明】
一種煙草生產儲柜存量物料實時計量的方法和裝置
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種煙草生產儲柜存量物料實時計量的方法和裝置，適用于煙草行業(yè)制絲生產儲柜存量物料計量技術領域。
【背景技術】
[0002]在煙草制絲工藝中，儲柜主要用來對煙葉(絲)進行存儲，達到提高產品質量、方便前后工序物料準確調度目的。
[0003]目前，主要采用脈沖計數器對儲柜存量物料實時計量。首先布料車把物料堆放在儲柜中，然后底帶通過出料口把物料輸送到生產線上。在底帶輸送物料的過程中，通過脈沖計數器計量底帶行進距離，默認此距離就是物料向前移動的距離。然后根據堆放的形狀計算出儲柜存量物料的質量。
[0004]但由于儲柜出料時底帶與物料之間可能有相對位移，并且底帶長時間處于多次啟停的過程中，造成出料脈沖的多計或少計，因此該方法對儲柜存量物料計量存在偏差，不能準確計量儲柜內剩余煙草的質量，進而不能及時的添加物料，嚴重影響了生產效率，甚至會降低產品的質量。

【發(fā)明內容】

[0005]為解決上述不能對儲柜中剩余物料量準確實時計量的問題，本發(fā)明提供了一種煙草生產儲柜存量物料實時計量方法和裝置。
[0006]—種煙草生產儲柜存量物料實時計量的方法，物料的體積與質量成正比例關系，方法步驟如下:
[0007]步驟I):獲物料的密度P;
[0008]步驟2):使物料投入儲柜中，堆放成特定的形狀;根據物料在儲柜中堆放成的形狀，在特定的位置安裝相應的物料位移傳感器，用于測量物料在前進方向上的位移；
[0009]步驟3):根據所述物料的位移計算出儲柜存量物料的體積V;
[0010]步驟4):使用公式M = p*v，計算出儲柜中剩余物料的質量M。
[0011]進一步的，所述測量物料位移的傳感器包括至少一個測距傳感器，安裝在儲柜中與出料口相對的內側壁上。
[0012]進一步的，物料投入儲柜中，堆放成縱切面為等腰梯形的形狀;所述傳感器為安裝在儲柜中與出料口相對的內側壁上的第一測距傳感器和第二測距傳感器，第一測距傳感器的安裝面與底面平行，第二測距傳感器的安裝面與物料高度平行;在儲柜頂部內側還設于第三測距傳感器和第四測距傳感器，第四測距傳感器和第三測距傳感器前后方向設置，第四測距傳感器安裝出料口的上方，第三測距傳感器安裝在物料的正上方;所述第二測距傳感器和第一測距傳感器用于測量物料在前進方向上的位移L2，第三測距傳感器用于測量所述等腰梯形的高度Ho、第四測距傳感器用于測量物料在出料口的斷面高度h;所述等腰梯形斜邊在水平方向的投影1^長度為第二測距傳感器和第一測距傳感器測量值之差;所述等腰梯形的底邊長度Lo為設定值，儲柜的寬度d為定值，當物料移動距離，儲柜存量物料的質量
[0013]m = p*V
[0014]V = d*( (Lq-Li )*Ho_Li*h/2);
[0015]當物料移動距離L1< L2彡Lo-Li時，儲柜存量物料的質量
[0016]m = p*V
[0017]V = d* (L0-L2-L1/2) *Ho ；
[0018]當物料移動距離時，儲柜存量物料的質量
[0019]M = P* V
[0020]V = d*(Lo-L2)*h/2;
[0021 ]當物料移動距離L2^Lo時，儲柜存量物料的質量
[0022]M = O0
[0023]進一步的，每批向儲柜中投放物料的質量Mo都由電子砰測定，每次儲柜進完物料后，物料在儲料柜內堆積的形狀都是固定的。
[0024]進一步的，當物料投入儲柜時，先測出其質量Mo，當物料在儲柜中堆放成特定形狀后，測量計算出其體積Vo，所述物料密度P=Mo/Vo。
[0025]—種煙草生產儲柜存量物料實時計量的裝置，包括如下模塊:
[0026]獲物料的密度P的模塊；
[0027]使物料投入儲柜中，堆放成特定的形狀;根據物料在儲柜中堆放成的形狀，在特定的位置安裝相應的測距傳感器測量物料的位移的模塊；
[0028]使所述物料的位移直接或間接計算出儲柜存量物料的體積V的模塊；
[0029]使用公式M= P*V，計算出儲柜中剩余物料的質量M的模塊。
[0030]進一步的，所述測量物料位移的傳感器包括至少一個測距傳感器，安裝在儲柜中與出料口相對的內側壁上。
[0031]進一步的，物料投入儲柜中，堆放成縱切面為等腰梯形的形狀;所述傳感器為安裝在儲柜中與出料口相對的內側壁上的第一測距傳感器和第二測距傳感器，第一測距傳感器的安裝面與底面平行，第二測距傳感器的安裝面與物料高度平行;在儲柜頂部內側還設于第三測距傳感器和第四測距傳感器，第四測距傳感器和第三測距傳感器前后方向設置，第四測距傳感器安裝出料口的上方，第三測距傳感器安裝在物料的正上方;所述第二測距傳感器和第一測距傳感器用于測量物料在前進方向上的位移L2，第三測距傳感器用于測量所述等腰梯形的高度Ho、第四測距傳感器用于測量物料在出料口的斷面高度h;所述等腰梯形斜邊在水平方向的投影1^長度為第二測距傳感器和第一測距傳感器測量值之差;所述等腰梯形的底邊長度Lo為設定值，儲柜的寬度d為定值，當物料移動距離，儲柜存量物料的質量
[0032]m = p*V
[0033]V = d*( (Lo-Li)*Ho_Li*h/2);
[0034]當物料移動距離L^L2SLo-L1時，儲柜存量物料的質量
[0035]M = P* V
[0036]V = d* (L0-L2-L1/2) *Ho ；
[0037]當物料移動距離Lo-L1< L2 < Lo時，儲柜存量物料的質量
[0038]m = p*V
[0039]V = d*(Lo_L2)*h/2;
[0040]當物料移動距離L2^Lo時，儲柜存量物料的質量
[0041]M = O0
[0042]進一步的，每批向儲柜中投放物料的質量Mo都由電子f平測定，每次儲柜進完物料后，物料在儲料柜內堆積的形狀都是固定的。
[0043]進一步的，當物料投入儲柜時，先測出其質量Mo，當物料在儲柜中堆放成特定形狀后，測量計算出其體積Vo，所述物料密度P=Mo/Vo。
[0044]本發(fā)明準確測量出儲柜中物料在前進方向的位移，這種測量方式能夠直接的獲得物料前進的距離，解決了現有方式使用脈沖計數等間接測量方法測量不準確的問題。
[0045]采用測距傳感器測量物料的前進位移，測量方式簡單，而且成本低。
[0046]將物料投入儲柜中，堆放成縱切面為等腰梯形的形狀，物料堆放較為穩(wěn)定。
[0047]每次儲柜進完物料后，物料在儲料柜內堆積的形狀都是固定的，這樣只需對形狀的參數測量一次儲存即可，即比如，在測量時，僅需要測量出物料的前進位移量LdP物料在出料口的斷面高度h即可，減少了工作量。
[0048]本發(fā)明提供的方案準確的測定儲柜存量物料質量，對儲柜的狀態(tài)信息進行可靠地判斷，為儲柜物料的統(tǒng)計、追蹤，后續(xù)物料的準確調度提供保障，避免了因對儲柜中剩余物料量不能準確計量而引起的影響生產效率和產品質量的問題。
【附圖說明】
[0049]圖1是方法實施例流程圖；
[0050]圖2是實施例儲柜物料縱切面等效平面圖；
[0051]圖3是裝置實施例圖。
【具體實施方式】
[0052]本實施例提供了一種煙草生產儲柜存量物料實時計量系統(tǒng)，如圖3所示，I是出口振槽，2是出料底帶，3是耙輥，4是進柜布料車，5、6、7、8都是測距傳感器，安裝在儲柜上。進柜布料車4的作用是把物料投放到儲柜中并堆放成縱切面為等腰梯形的形狀，如圖2所示，測距傳感器5、6、7、8用于直接或間接的得到上述等腰梯形的高Ho，底邊邊長Lo，斜邊在水平方向上的投影長度L1，物料位移L4P物料在物料出口的高度h，出口振槽1、出料底帶2以及耙輥3的作用是將物料輸送到生產線上。
[0053]上述出口振槽I，出料底帶2以及耙輥3屬于出料裝置，進柜布料車4屬于布料裝置，測距傳感器5、6、7、8屬于測量裝置。
[0054]所述出料裝置、布料裝置和測量裝置的工作狀態(tài)都由一個控制器控制，該控制器還能讀取物料的總質量Mo，讀取傳感器采集的數據，計算儲柜存量物料質量M，并把儲柜存量物料M顯示在顯示單元。
[0055]方法實施例:
[0056]本實施例提供的一種煙草生產儲柜存量物料實時計量方法，利用物料質量與物料體積之間的函數關系，建立儲柜內存量物料質量與存量物料位移的一一對應關系，通過測量物料的位移量實現對儲柜存量物料的計量。流程如圖1所示，具體步驟如下:
[0057]步驟I)投放物料前測出物料的密度P；
[0058]步驟2)向寬度為d的儲柜中投放物料，堆放成縱切面為等腰梯形的形狀；
[0059]步驟3)使用傳感器測量出所述等腰梯形的高度Ho，底邊邊長Lo和等腰梯
[0060]相鄰頂邊頂點和底邊頂點之間在水平方向的距離L1;
[0061]步驟4)將物料輸送到生產線上，并使用傳感器測量出物料的位移距離LdP在出料口斷面高度h;
[0062]步驟5)計算出儲柜存量物料的質量M，計算方法如下:
[0063]當物料移動距時:
[0064]儲柜存量物料的質量
[0065]M = P* V
[0066]V = d*((Lo-Ll)*Ho-Ll*h/2);
[0067]當物料移動距離L^L2SLo-L1時，儲柜存量物料的質量
[0068]m = p*V
[0069]V = d* (L0-L2-L1/2) *Ho ；
[0070]當物料移動距離Lo-L1< L2 < Lo時，儲柜存量物料的質量[0071 ]M = P^V
[0072]V = d*(Lo_L2)*h/2;
[0073]當物料移動距離L2^Lo時，儲柜存量物料的質量
[0074]M = O0
[0075]步驟6)顯示儲柜存量物料的質量M。
[0076]由于儲柜的寬度一定，所以物料的體積與縱切面面積成正比例關系，物料的質量與縱切面面積成正比關系；所以上述方法步驟5)中計算出儲柜存量物料質量M的方法可以轉化為:
[0077]設儲柜存量物料的縱切面面積為S，在上述方法步驟2)所述的等腰梯形面積為So，當物料移動距離L2SLdf:
[0078]S = So_L2*h/2
[0079]M=Mo* S/So
[0080]=Mo*(So-L2*h/2)/SO
[0081 ]=Mo* (I_L2*h/ (2 (Lo-Li) *Ho))；
[0082]當物料移動距離U<L2彡Lq-L.:
[0083 ]S = (Lo-L2) *Ho - LI *Ho/2
[0084]=(Lq-L2-Li/2)*Ho
[0085]M=Mo*S/So
[0086]=M。* (L0-L2-L1/2) *H。/ ((Lo-Li) *Ho)
[0087]=Mo*(L0-L2-L1/2)/(Lo-Li)；
[0088]當物料移動距離Lo-L1SL2SLo時:
[0089]S = (Lo-L2)*h/2
[0090]M=Mo*S/So
[0091 ] =Mo* ((L0-L2) *h/2)/((Lo-Li) *Ho)
[0092]=Mo*(Lo-L2)*h/(2*Ho*(Lq-Li))；
[0093]當物料移動距離L2^Lo時，儲柜存量物料的質量
[0094]M = O0
[0095]上述方法中物料堆積的形狀是縱切面為梯形的圖形，作為其他實施方式，物料堆積形狀的縱切面圖形可以是矩形，三角形或者其他規(guī)則的幾何形狀。堆放為其他形狀時，其計算的函數也應相應改變。
[0096]所述密度P，是設定程序時輸入的固定值，或者是當物料投入儲柜時，先測出其質量Mo，當物料在儲柜中堆放成特定形狀后，測量計算出其體積Vq，根據公式P = Mq/Vq計算出的值。
[0097]以上實施方式中，所述儲柜寬度d為固定值，每批向儲柜中投放物料的質量MO都由電子秤測定，上述等腰梯形的高Ho，底邊邊長Lo，斜邊在水平方向上的投影長度L1S相應測距傳感器測定，每次儲柜進完物料后，對上述參數做數據保存，出料過程測量時只需實時測量物料位移L4P物料在物料出口的高度h即可。
[0098]本實施例中，采用測距傳感器，安裝在儲柜出料口的相對內側面上，包括兩個測距傳感器。作為其他實施方式，例如，將物料堆放成矩形時，只需要一個測距傳感器測量物料的前進位移即可。測距傳感器可以是光電測距傳感器，也可以是其他的測距傳感器。
[0099]測距傳感器的作用是獲取物料前進的位移。作為其他實施方式，也可以采用其他類型的傳感器來實現。例如在儲柜頂部安裝一個攝像頭，通過圖像處理的方式判斷出物料在前進方向上的位移量。亦或，將一系列的光電傳感器安裝在儲柜的兩側壁上，兩側的光電傳感器相互對應，在有物料阻擋在兩光電傳感器之間時，反映為一種電平狀態(tài)，當沒有物料阻擋在兩光電傳感器之間時，反映為另一種電平狀態(tài)，這種測量方式只需要對一系列的光電傳感器進行編號，根據各編號對應的電平狀態(tài)，就能夠換算出位移量。
[0100]裝置實施例:
[0101]—種煙草生產儲柜存量物料實時計量的裝置，包括如下模塊:
[0102]獲物料的密度P的模塊；
[0103]使物料投入儲柜中，堆放成特定的形狀;根據物料在儲柜中堆放成的形狀，在特定的位置安裝相應的測距傳感器測量物料的位移的模塊；
[0104]使所述物料的位移直接或間接計算出儲柜存量物料的體積V的模塊；
[0105]使用公式M= P*V，計算出儲柜中剩余物料的質量M的模塊。
[0106]本發(fā)明所述的裝置實施例，實際上是實現以上方法實施例的軟件構架，其中的模塊為軟件模塊，可以位于RAM存儲器、閃存、ROM存儲器、EPROM存儲器、EEPROM存儲器、寄存器或者其他可儲存數據的介質上。
[0107]以上給出了本發(fā)明涉及的【具體實施方式】，但本發(fā)明不局限于所描述的實施方式。在本發(fā)明給出的思路下，采用對本領域技術人員而言容易想到的方式對上述實施例中的技術手段進行變換、替換、修改，并且起到的作用與本發(fā)明中的相應技術手段基本相同、實現的發(fā)明目的也基本相同，這樣形成的技術方案是對上述實施例進行微調形成的，這種技術方案仍落入本發(fā)明的保護范圍內。
【主權項】
1.一種煙草生產儲柜存量物料實時計量的方法，其特征在于:物料的體積與質量成正比例關系，方法步驟如下: 步驟I):獲物料的密度P; 步驟2):使物料投入儲柜中，堆放成特定的形狀;根據物料在儲柜中堆放成的形狀，在特定的位置安裝相應的物料位移傳感器，用于測量物料在前進方向上的位移； 步驟3):根據所述物料的位移計算出儲柜存量物料的體積V; 步驟4):使用公式M=P*V，計算出儲柜中剩余物料的質量M。2.根據權利要求1所述的一種煙草生產儲柜存量物料實時計量的方法，其特征在于:所述測量物料位移的傳感器包括至少一個測距傳感器，安裝在儲柜中與出料口相對的內側壁上。3.根據權利要求2所述的一種煙草生產儲柜存量物料實時計量的方法，其特征在于:物料投入儲柜中，堆放成縱切面為等腰梯形的形狀;所述傳感器為安裝在儲柜中與出料口相對的內側壁上的第一測距傳感器(5)和第二測距傳感器(6)，第一測距傳感器(5)的安裝面與底面平行，第二測距傳感器(6)的安裝面與物料高度平行;在儲柜頂部內側還設于第三測距傳感器(7)和第四測距傳感器(8)，第四測距傳感器(8)和第三測距傳感器(7)前后方向設置，第四測距傳感器(8)安裝出料口的上方，第三測距傳感器(7)安裝在物料的正上方;所述第二測距傳感器(6)和第一測距傳感器(5)用于測量物料在前進方向上的位移L2,第三測距傳感器(7)用于測量所述等腰梯形的高度Ho、第四測距傳感器(8)用于測量物料在出料口的斷面高度h;所述等腰梯形斜邊在水平方向的投影1^長度為第二測距傳感器(6)和第一測距傳感器(5)測量值之差;所述等腰梯形的底邊長度Lo為設定值，儲柜的寬度d為定值，當物料移動距離，儲柜存量物料的質量 M=P*VV= d* ((Lo-Li) *Ho-Li*h/2)； 當物料移動距離L^L2SLo-L1時，儲柜存量物料的質量 M=P*VV= d* (L0-L2-L1/2) *Ho ； 當物料移動距離Lo-L1 < L2 < Lo時，儲柜存量物料的質量 M=P*VV= d*(Lo-L2)*h/2; 當物料移動距離1^ ^ Lo時，儲柜存量物料的質量 M=O04.根據權利要求1所述的一種煙草生產儲柜存量物料實時計量的方法，其特征在于:每批向儲柜中投放物料的質量Mo都由電子秤測定，每次儲柜進完物料后，物料在儲料柜內堆積的形狀都是固定的。5.根據權利要求1所述的一種煙草生產儲柜存量物料實時計量的方法，其特征在于:當物料投入儲柜時，先測出其質量Mo，當物料在儲柜中堆放成特定形狀后，測量計算出其體積Vo，所述物料密度P=Mo/Vo。6.一種煙草生產儲柜存量物料實時計量的裝置，其特征在于:包括如下模塊: 獲物料的密度P的模塊； 使物料投入儲柜中，堆放成特定的形狀;根據物料在儲柜中堆放成的形狀，在特定的位置安裝相應的測距傳感器測量物料的位移的模塊； 使所述物料的位移直接或間接計算出儲柜存量物料的體積V的模塊； 使用公式M=p*v，計算出儲柜中剩余物料的質量M的模塊。7.根據權利要求6所述的一種煙草生產儲柜存量物料實時計量的裝置，其特征在于:所述測量物料位移的傳感器包括至少一個測距傳感器，安裝在儲柜中與出料口相對的內側壁上。8.根據權利要求7所述的一種煙草生產儲柜存量物料實時計量的裝置，其特征在于:物料投入儲柜中，堆放成縱切面為等腰梯形的形狀;所述傳感器為安裝在儲柜中與出料口相對的內側壁上的第一測距傳感器(5)和第二測距傳感器(6)，第一測距傳感器(5)的安裝面與底面平行，第二測距傳感器(6)的安裝面與物料高度平行;在儲柜頂部內側還設于第三測距傳感器(7)和第四測距傳感器(8)，第四測距傳感器(8)和第三測距傳感器(7)前后方向設置，第四測距傳感器(8)安裝出料口的上方，第三測距傳感器(7)安裝在物料的正上方;所述第二測距傳感器(6)和第一測距傳感器(5)用于測量物料在前進方向上的位移L2,第三測距傳感器(7)用于測量所述等腰梯形的高度Ho、第四測距傳感器(8)用于測量物料在出料口的斷面高度h;所述等腰梯形斜邊在水平方向的投影1^長度為第二測距傳感器(6)和第一測距傳感器(5)測量值之差;所述等腰梯形的底邊長度Lo為設定值，儲柜的寬度d為定值，當物料移動距離，儲柜存量物料的質量 M=P^VV= d* ((Lo-Li)*Ho~Li*h/2); 當物料移動距離，儲柜存量物料的質量 M=P^VV= d* (L0-L2-L1/2) *Ho; 當物料移動距離Lo-L1SL2SLo時，儲柜存量物料的質量 M=P^V V= d*(L〇-L2)*h/2; 當物料移動距離1^ ^ Lo時，儲柜存量物料的質量 M=O09.根據權利要求6所述的一種煙草生產儲柜存量物料實時計量的裝置，其特征在于:每批向儲柜中投放物料的質量MO都由電子秤測定，每次儲柜進完物料后，物料在儲料柜內堆積的形狀都是固定的。10.根據權利要求6所述的一種煙草生產儲柜存量物料實時計量的裝置，其特征在于:當物料投入儲柜時，先測出其質量Mo，當物料在儲柜中堆放成特定形狀后，測量計算出其體積Vq，所述物料密度P=Mo/Vo。
【文檔編號】B65G3/04GK105905511SQ201610339471
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年5月20日
【發(fā)明人】楊林超, 張新鋒, 王文輝, 楊遨遠, 崔巖, 陳建中, 劉磊, 柳賓
【申請人】河南中煙工業(yè)有限責任公司