[发明专利]一种烟丝喂料机爬坡带恒流量控制方法

说明书

本发明涉及一种烟丝喂料机爬坡带恒流量控制方法，烟丝喂料机爬坡带恒流量控制系统包括主控制器模块、烟丝预填充模块、冗余高/低位检测模块和调速模块；本发明对爬坡带电机频率与质量流量之间的关系进行建模分析；然后，提出合理的爬坡带调频控制逻辑；最后，结合实际生产数据，对该模型和控制逻辑进行验证，并进一步改进和完善。本发明满足稳定、恒流量控制的生产要求，同时，爬坡带电机运行稳定性也得到了大幅提高，并且有效降低了设备损耗和能源消耗。

技术领域

本发明涉及控制系统技术领域，具体涉及一种烟丝喂料机爬坡带恒流量控制方法

背景技术

如图1所示，烟丝生产线的恒流量控制系统通常由喂料机仓、喂料机底带、喂料机爬坡带、匀料辊、定量管(安装有多组光电检测装置)、电子皮带秤等主要设备组成。喂料机仓作为大型缓存设备为烟丝恒流量控制系统缓存一定量烟丝，通过爬坡带将烟丝输送至定量管，进而输送至电子皮带秤，定量管作为小型烟丝缓存设备，有利于提高电子皮带秤烟丝供应稳定性，从而起到恒流量控制的目的。

目前，爬坡带速度控制主要取决于定量管上光电管信号，控制模式主要分为三种：①计量管上安装有高、中、低三种料位的光电管，分别对应爬坡带电机的低速、中速和高速控制方式，该控制方式灵活性差，造成爬坡带电机频繁启停。②计量管上安装有高、中、低三种料位的光电管，采用PID算法、模糊控制等方式控制爬坡带电机的运行速度，由于需要统计并采集光电管遮挡和导通时间信号，该方法具有一定的滞后性。③定量管只有高、低料位光电管信号，光电管信号通断来控制爬坡带的启停，其运行频率由电子皮带秤运行频率决定，爬坡带电机存在启停次数较多、可靠性较低等特点。

发明内容

本发明针对烟丝喂料机爬坡带速度控制与烟丝供料流量需求不匹配，电机频繁起停、设备损耗大、能耗大的问题，提出了一种改进的爬坡带速度控制方法。

本发明的技术方案：

一种烟丝喂料机爬坡带恒流量控制方法，烟丝喂料机爬坡带恒流量控制系统包括主控制器模块、烟丝预填充模块、冗余高/低位检测模块和调速模块；

所述主控制器模块的包括PLC控制器，接收来自冗余高/低位检测模块的信号，结合规定的高/低位通光与挡光判断条件，对定量管内不同的料位高度进行判断，根据判断结果，输出控制命令给调速模块进行降速或提速，对爬坡带电机进行调速，进而达到控制烟丝流量的目的，同时调速模块的调速结果也实时反馈给主控制器模块；

在稳定料头阶段，烟丝预填充模块根据恒流量控制系统模型的分析与建立，根据工艺要求的质量流量值，计算出爬坡带电机理论频率值，按照该频率值对定量管进行烟丝预填充，预填充完成，高位挡光信号触发后，电子皮带秤运行，此后爬坡带电机实际运行频率值在理论频率值附近进行微调，保持定量管内烟丝高度处于第二高位光电管和第一低位光电管之间即处于理想高度区间。

优选的，稳定料头阶段为生产开始的前五分钟。

优选的，恒流量控制系统模型的分析与建立包括以下步骤：

定量管体积流量记为flow(v0)，定量管存料烟丝体积记为v0，定量管存料烟丝密度记为ρ，电子皮带秤质量流量记为flow(m)，则电子皮带秤与定量管之间质量流量控制关系如公式(1)所示：

flow(m)＝ρ*flow(v0)                       (1)

喂料机爬坡带上方安装有匀料辊，爬坡带输送烟丝厚度即高度均匀，烟丝高度为h，爬坡带宽度为a，爬坡带运行速度为v，爬坡带输送烟丝体积流量为flow(v)，则定量管体积流量与爬坡带输送烟丝体积流量之间的关系如公式(2)所示：

flow(v0)＝flow(v)＝v*a*h(2)

将公式(2)带入公式(1)即可得出喂料机爬坡带运行频率与电子皮带秤质量流量之间的恒流量控制系统模型，即公式(3)所示：