專利名稱：制絲線施加流體的分態(tài)控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種工業(yè)生產(chǎn)設備，尤其涉及一種制絲線施加流體的分態(tài)控制裝置。
技術背景 隨著計算機技術、網(wǎng)絡技術、通訊技術、自動控制技術的發(fā)展，國內煙草行業(yè)的制 絲生產(chǎn)線大都已成功的實現(xiàn)了管控一體化，實現(xiàn)了制絲線的網(wǎng)絡化、數(shù)字化。隨著我國WTO的加入，煙草行業(yè)將面對國際化的市場經(jīng)濟和買方市場的形勢，國 內市場國際化或者說國際市場國內化已成定局，卷煙企業(yè)的競爭將會更加激烈，競爭的結 果最終將聚焦于品牌和產(chǎn)品質量。企業(yè)的形象在產(chǎn)品，產(chǎn)品的形象在質量，影響卷煙產(chǎn)品質 量的因素有諸多。煙草制絲過程中流體(香精香料)的施加在煙絲內在質量方面起著關鍵 性的作用。對煙絲自動均勻、準確地噴加流體是保證制絲質量的一個關鍵環(huán)節(jié)，也是煙草行 業(yè)提高產(chǎn)品質量著力解決的重要課題。本申請的發(fā)明人長期致力于制絲線的生產(chǎn)工藝，具有豐富的實踐經(jīng)驗。經(jīng)過發(fā) 明人的潛心研究，創(chuàng)造性地提出一種制絲線施加流體的分態(tài)控制裝置，流體的施加使用了 PLC(可編程序控制器)程序控制，采用了 PID的變頻控制技術，實現(xiàn)了管路預填充，施加精 度能夠達到99%以上。

實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種制絲線施加流體的分態(tài)控制裝置，該 制絲線施加流體的分態(tài)控制裝置提高流體施加控制的精度和均勻度。為解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是制絲線施加流體的分態(tài)控制裝 置，包括物料流量測量單元；流體施加執(zhí)行單元，所述流體施加執(zhí)行單元包括設置于流體管 路中的流體泵和驅動所述流體泵的變頻器；流量計，所述流量計設置于所述流體施加執(zhí)行 單元的管路中；PLC，所述PLC中設置有PID模塊，所述PLC的輸入端分別與物料流量測量單 元和流量計相連接，所述PLC的輸出端與所述變頻器連接。作為一種優(yōu)選的技術方案，所述的物料流量測量單元包括稱重傳感器，所述稱重 傳感器設置于計量秤上，所述稱重傳感器輸出端連接放大器，所述放大器的輸出端連接A/D 轉換器；光電編碼器，所述光電編碼器設置于計量秤上，所述光電編碼器的輸出端連接計數(shù) 模塊；所述A/D轉換器和計數(shù)模塊的輸出端分別連接PLC的輸入端。作為一種優(yōu)選的技術方案，所述的流體施加執(zhí)行單元包括串聯(lián)設置于所述流體管 路中的料箱、止回電磁閥和噴料電磁閥，所述流體管路的末端設有噴嘴，所述流體泵設置于 所述料箱與止回電磁閥之間，所述料箱的進料管路上設有進料電磁閥，所述料箱上還設有 放空電磁閥，在所述流體泵出料端與所述噴料電磁閥之間設有旁通支路，所述旁通支路上 設有旁通電磁閥；壓縮空氣氣路，所述氣路管道上設置有引射電磁閥，所述氣路管道的末端 匯集于所述噴嘴上。[0009]作為一種優(yōu)選的技術方案，所述流量計是電磁流量計。采用了上述技術方案后，本實用新型的有益效果是由于該制絲線施加流體的分 態(tài)控制裝置包括物料流量測量單元；流體施加執(zhí)行單元；流量計；PLC，所述PLC中設置有 PID模塊；所以，物料流量測量單元和流量計分別測得的物料流量信號和流體施加流量輸 送到PLC中進行運算處理，根據(jù)物料流量信號計算出流體施加流量理論值，流量計測得的 流體施加流量是一種實際值，將物料流量的實際值和理論值進行比較所得誤差作為一種反 饋，通過PID處理，最終得出修正的流體施加流量值，然后根據(jù)該修正的流體施加流量值， PLC輸出控制命令給流體施加執(zhí)行單元，流體施加執(zhí)行單元進行施加流體。由于采用了有一 個反饋的閉環(huán)控制系統(tǒng)，流體施加更加精確。本實用新型的流體施加執(zhí)行單元包括流體施加管路和氣路以及設置在他們上的 各種功能的電磁閥，通過控制電磁閥的開關，可以嚴格控制流體施加的四個工作狀態(tài)，包括 管路填充、等待、加料和回吹，保證了流體的及時跟蹤施加。本實用新型設計合理、使用可靠，有效提高了制絲線流體施加的精度，保證了產(chǎn)品 質量，增加了企業(yè)的收益。
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型進一步詳細說明。

圖1是本實用新型實施例的原理框圖；圖2是本實用新型流體施加執(zhí)行單元的流程圖；附圖中Y7001_進料閥；Y7002_放空閥；Y7003_旁通閥；Y7004_止回閥；Y7005_噴料閥； Y7006_引射閥；117001_流體泵。
具體實施方式
制絲線施加流體的分態(tài)控制裝置，如圖1所示，包括物料流量測量單元，所述物 料流量測量單元用于測量物料瞬時流量；流體施加執(zhí)行單元，所述流體施加執(zhí)行單元包括 設置于流體管路中的流體泵M7001和驅動所述流體泵M7001的變頻器，所述流體施加執(zhí)行 單元用于向物料施加香精、香料等流體；流量計，所述流量計設置于所述流體施加執(zhí)行單元 的管路中，所述流量計用于測量流體施加的量值，所述流量計優(yōu)選為電磁流量計，所述流量 計設置在流體泵M7001上；PLC，所述PLC中設置有PID模塊，所述PLC的輸入端分別與物料 流量測量單元和流量計相連接，所述PLC的輸出端與所述變頻器連接。所述物料流量測量單元包括用來測量物料重量的稱重傳感器，所述稱重傳感器設 置于計量秤上，所述稱重傳感器輸出端的模擬信號經(jīng)放大器放大后再經(jīng)過A/D轉換器輸出 數(shù)字信號到PLC的輸入端；用來測量物料的輸送速度的光電編碼器和高速計數(shù)模塊，所述 光電編碼器設置于計量秤上，所述光電編碼器的輸出端連接計數(shù)模塊，然后計數(shù)模塊將輸 出信號輸送到PLC的輸入端，所述計數(shù)模塊優(yōu)選為高速計數(shù)模塊，以提高計數(shù)速度。如圖2所示，所述的流體施加執(zhí)行單元包括串聯(lián)設置于所述流體管路中的料箱、 止回電磁閥和噴料電磁閥，所述流體管路的末端設有噴嘴，所述噴嘴設置在加料機中，所述 噴嘴用于向進入加料機中的物料施加流體(如香料、香精等)，所述流體泵M7001設置于所述料箱與止回電磁閥之間，所述料箱的進料管路上設有進料電磁閥，所述料箱上還設有放 空電磁閥，在所述流體泵M7001出料端與所述噴料電磁閥之間設有旁通支路，所述旁通支 路上設有旁通電磁閥；壓縮空氣氣路，所述氣路管道上設置有引射電磁閥，所述氣路管道的 末端匯集于所述噴嘴上，所述壓縮空氣氣路用來霧化流體，使得流體能均勻噴灑在物料上。 當放空電磁閥和止回電磁閥打開以及流體泵啟動時，其余電磁閥關閉，流體開始填充管路， 即為流體施加的管路填充狀態(tài)；當進料電磁閥和放空電磁閥打開，其余電磁閥關閉且流體 泵關閉，流體不進行施加，為待命狀態(tài)；當只有旁通電磁閥關閉時，其余電磁閥打開且流體 泵啟動，為流體加料過程；當進料電磁閥、旁通電磁閥和止回電磁閥打開，其余電磁閥關閉 且流體泵關閉，為流體施加管道的回吹過程。通過有選擇地控制各個電磁閥的啟動或者關 閉，以及通過變頻器控制流體泵的啟動或者關閉，精確控制流體施加的管路填充、待命、力口 料和回吹四個執(zhí)行狀態(tài)。本實用新型實施例的工作原理當物料流動到計量秤時，稱重傳感器和光電編碼器分別測得的物料重量和輸送速 度被轉化為數(shù)字信號被輸送到PLC中進行運算處理，且電磁流量計測得的流體泵施加的流 體流量信號也輸送到PLC中運算處理，從物料重量和輸送速度計算出物料瞬時流量，根據(jù) 物料瞬時流量計算出流體施加的理論值，將流體施加的理論值與電磁流量計測得的實際值 比較得出誤差，該誤差作為一種反饋，通過PID運算，修正流體施加量值，然后通過PID控制 變頻器，從而控制流體泵精確施加流體，提高了流體施加精度。當PLC中，通過閉環(huán)系統(tǒng)計算出流體施加量值時，通過命令輸出給流體施加執(zhí)行 單元，從而通過各執(zhí)行元件，實現(xiàn)精確、及時施加流體。當物料到達加料機進口之前，流體施 加執(zhí)行單元執(zhí)行管路填充狀態(tài)；當物料開始到達加料機進口時，流體施加執(zhí)行單元執(zhí)行待 命狀態(tài)，隨時準備加料；一旦物料進入加料機，流體施加執(zhí)行單元執(zhí)行加料狀態(tài)，給物料均 勻、精確、及時施加流體的香料或著香精等；將物料加料完成后，流體施加管道需要清洗和 回吹時，流體施加執(zhí)行單元執(zhí)行回吹狀態(tài)。由于四個組態(tài)的跟蹤控制，使得流體施加跟蹤及 時、準確。在本實用新型實施例中優(yōu)選的安裝有組態(tài)監(jiān)控軟件IFIX，通過組態(tài)監(jiān)控軟件，對 生產(chǎn)設備的工作狀態(tài)進行監(jiān)控，一旦設備出現(xiàn)故障或者生產(chǎn)工藝段出現(xiàn)事故，流體的施加 過程會進行相應處理，保證流體施加能區(qū)分設備的正常啟動或者故障后再啟動兩種狀態(tài)， 實現(xiàn)生產(chǎn)全過程的及時跟蹤。本實用新型實施例采用S7語言編寫制絲線流體施加分態(tài)控制程序，控制程序能 自動識別制絲線各工藝控制段及流體施加工藝控制過程的生產(chǎn)狀態(tài)，物料數(shù)據(jù)采集采用堆 棧技術，流體施加時根據(jù)需要在堆棧中保存、調用物料數(shù)據(jù)，即時跟蹤施加流體。堆棧技術 的運用縮短了采樣時間，增大了單位時間內取樣個數(shù)；減少求平均值個數(shù)，增大堆棧數(shù)據(jù)， 使得PLC采集的物料瞬時流量值更接近計量秤稱出的瞬時流量，瞬時流量的采集更準確。本實用新型實施例優(yōu)化了模擬信號采集方式及程序處理模式，提高了采集物料的 瞬時流量精度；流體施加控制實現(xiàn)分態(tài)跟蹤控制，且能區(qū)別正常啟動或故障后再啟動兩種 狀態(tài)，并自動處理，實現(xiàn)及時跟蹤流體施加；流體施加精度達到99%以上。 本實用新型實施例優(yōu)化了流體施加控制，提高了流體施加的精度和均勻度，保證 了企業(yè)的產(chǎn)品質量，增加企業(yè)收益。
權利要求制絲線施加流體的分態(tài)控制裝置，其特征在于，包括物料流量測量單元；流體施加執(zhí)行單元，所述流體施加執(zhí)行單元包括設置于流體管路中的流體泵和驅動所述流體泵的變頻器；流量計，所述流量計設置于所述流體施加執(zhí)行單元的管路中；PLC，所述PLC中設置有PID模塊，所述PLC的輸入端分別與物料流量測量單元和流量計相連接，所述PLC的輸出端與所述變頻器連接。
2.如權利要求1所述的制絲線施加流體的分態(tài)控制裝置，其特征在于，所述物料流量 測量單元包括稱重傳感器，所述稱重傳感器設置于計量秤上，所述稱重傳感器輸出端連接放大器，所 述放大器的輸出端連接A/D轉換器；光電編碼器，所述光電編碼器設置于計量秤上，所述光電編碼器的輸出端連接計數(shù)模塊；所述A/D轉換器和計數(shù)模塊的輸出端分別連接PLC的輸入端。
3.如權利要求2所述的制絲線施加流體的分態(tài)控制裝置，其特征在于，所述的流體施 加執(zhí)行單元包括串聯(lián)設置于所述流體管路中的料箱、止回電磁閥和噴料電磁閥，所述流體管路的末端 設有噴嘴，所述流體泵設置于所述料箱與止回電磁閥之間，所述料箱的進料管路上設有進 料電磁閥，所述料箱上還設有放空電磁閥，在所述流體泵出料端與所述噴料電磁閥之間設 有旁通支路，所述旁通支路上設有旁通電磁閥；壓縮空氣氣路，所述氣路管道上設置有引射電磁閥，所述氣路管道的末端匯集于所述 噴嘴上。
4.如權利要求1至3任一項所述的制絲線施加流體的分態(tài)控制裝置，其特征在于，流量 計是電磁流量計。
專利摘要本實用新型公開了一種制絲線施加流體的分態(tài)控制裝置，包括物料流量測量單元；流體施加執(zhí)行單元；流量計；PLC，所述PLC中設置有PID模塊；通過流量計將流體施加流量信號輸送到PLC中，在PLC中，采用PID運算處理，修正流體施加流量，提高了流體施加精度。另外，流體施加執(zhí)行單元包括流體施加管路和氣路以及設置在他們上的各種功能的電磁閥，通過控制電磁閥的開關，可以嚴格控制流體施加的四個工作狀態(tài)，包括管路填充、等待、加料和回吹，保證了流體的及時跟蹤施加。本實用新型設計合理、使用可靠，有效提高了制絲線流體施加的精度，保證了產(chǎn)品質量，增加了企業(yè)的收益。
文檔編號G05B19/05GK201612152SQ20102001333
公開日2010年10月27日 申請日期2010年1月4日 優(yōu)先權日2010年1月4日
發(fā)明者劉愛平, 孫方照, 潘廣全 申請人:山東中煙工業(yè)公司青州卷煙廠