专利名称：提高烟草薄片线混合料配比精度的方法
技术领域：
本发明涉及烟草薄片线配比称重控制系统。
背景技术：
烟草薄片是卷烟厂将制丝、卷烟加工过程中产生的烟末、烟梗、烟叶碎片等作为原料，并将其粉碎后与薄片胶、CMC、木浆纤维、水等物质按一定比例混合搅拌均匀，形成混合料，然后通过压辊压制成薄片，经烘干后，进入切丝机切成薄片丝。电子秤重配料系统是烟草行业整条烟草薄片线的中枢部分，因为粉料与液料配比的准确性直接影响混合料水份的稳定性，从而影响薄片丝组分的稳定性。目前的烟草混合料秤重配料系统主要有用于液料的液料上料电动球阀、液料秤斗、液料下料电动球阀，用于粉料的粉料上料机、粉料秤斗、粉料下料螺旋机，以及用于称重的称重传感器、秤重控制模块和顺序控制模块。该系统的粉料下料和液料下料方法如下粉料下料采用减量法下料，即当粉料下料达到设定值时，下料螺旋机立即停止。下料螺旋机电机转速高达100转/分钟，恒速运转，由于惯性作用，下料螺旋机停止时仍有部分未秤重的粉料参与配比混合，造成粉料下料偏差，根据测试和采样，其偏差在0.49-0.89kg。
液料下料以粉料为配比基准，液料按计算值采用动态称量减量法下料。即液料依据粉料下料的设定值由控制系统自动计算出计算值，当液料斗内的液料下料至计算值时，液料下电动球阀开始关闭。但液料下电动球阀关闭过程需要10秒，在此过程由于液料的物理特性，仍有部分液料下料，造成液料下料偏差，根据测试和采样，其偏差在0.2-0.45kg。
另外秤重控制模块和顺序控制模块的稳定性差，使用寿命短，配比称量误差大、精度低。下料误差和称量误差可引起混合料含水率和薄片组分波动，影响混合料的质量。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种提高烟草薄片线混合料配比精度的方法，该方法下料误差小、配比精度高。
本发明采用以下技术方案实现该方法包括(1)液料下料以液料为配比基准，采用静态测量完全下料法，即当进入液料秤斗内的液料达到设定值的提前量时，液料上料电动球阀自动关闭，待液料上料电动球阀完全关闭后，液料秤重传感器将液料秤斗内的实际液料值分别传送给控制系统，然后控制系统自动计算出粉料的计算值，粉料下料1kg后，液料开始下料；(2)粉料下料采用减量法，给粉料下料螺旋机电机配装变频器，将其下料过程分为粗配下料和精配下料两个过程，即粉料粗配开始下料时下料螺旋机电机高速下料，当粉料下料达到计算值的95％时，变频器控制粉料下料螺旋机电机自动降速，当粉料下料达到计算值的100％时，下料螺旋机电机的转速降到零。
本发明下料误差小、配比精度高。使混合料的配比精度由原来的92.18％提高到99.25％，提高了薄片丝组分的稳定性，薄片丝的抗张强度和耐折度、填充值等物理指标也大大提高。
附图是本发明的结构原理框图。
其中1、液料上料电动球阀，2、液料秤斗，3、液料下料电动球阀，4、粉料上料机，5、粉料秤斗，6、粉料下料螺旋机，7、高速混合器，8、称重传感器，9、称重传感器，10、工控机，11、下位机，12、变频器，具体实施方式
实施例附图给出了本发明的结构原理框图。本发明包括液料上料电动球阀1、液料秤斗2、液料下料电动球阀3、粉料上料机4、粉料秤斗5、粉料下料螺旋机6、高速混合器7、称重传感器8和9、工控机10、下位机11及变频器12，工控机10采用研华P42.4G/256/40G机。下位机11采用XPC2140A嵌入式控制器。
本发明的配比过程由嵌入式控制器XPC2140A和一台工控机控制。配比开始前，通过工控机的人机界面按下式设置液体物料的下料设定值和粉料的含水率，下传至嵌入式控制器XPC2140A。各条薄片线的嵌入式控制器XPC2140A和工控机之间通过以太网交换机进行通讯，确保了系统的可靠性和稳定性。上位机(即工控机10)可通过软件采集每条薄片线的生产数据，根据不同班次或生产线提供相应的数据统计功能，实现工控现场的数据采集和监控功能。称重显示器和XPC2140A之间通过RS232通讯，将现场的重量采集进来，所有的控制过程都由XPC2140A来实现，现场数据和上位机之间通过工业以太网交换数据，并由上位机进行数据处理。
配料开始时，嵌入式控制器XPC2140A发出上料信号，液料秤斗2开始下料，通过称重传感器8进行检测重量信号，液料达到设定值时，停止下液料，嵌入式控制器XPC2140A保存此时的称重值X1；粉料下料时，嵌入式控制器XPC2140A以液料实际称重值X1作为W，按下列公式计算出粉料投入量G，控制粉料下料螺旋机6的变频器12发出下料指令，并采集称重传感器的重量信号X2，当X2达到G时，停止下料，等待下一个配比周期开始，如此周而复始。
W＝(Z-X％)*G/(1-Z)W液料重量Z粉、液料配比后的含水率X％粉料含水率G粉料投入量本发明的工作流程为设备开始状态所有的电动部件如液料上料电动球阀1、液料下料电动球阀3、粉料上料机4、粉料下料螺旋机6、高速混合器7等均处于停止状态。
在自动运行状态下，系统即进入配料操作允许时段进入配料程序。操作人员确认已将液体物料的设定值和粉料的含水量输入完毕后，启动配料开关，系统自动打开液料的上料电动球阀1和粉料上料机4进行给料，液料、粉料进入各自的称量秤斗后，其重量信号经相应的传感器转变为模拟信号送入对应的秤重显示控制器，经前置放大和A/D转换变为数字信号，该信号同时经过标准接口输入工控机以便进行数据计算及控制；
对粉料，在重量达到设定值后自动关闭粉料上料机4；对液料，在重量达到输入设定值的提前量时，系统发出信号关闭液料上料电动球阀1，在液料完全下完后记录其最终的显示值(液料实际值)并将该重量输送至工控机。
接收到液体的实际重量后，装置依据设定计算公式自动计算所需配料的粉料重量(粉料计算值)。
经过一定时间以后，开始配料先自动打开粉料下料螺旋机6向混合器内进行快速给料，为了确保粉料配比精确，进入低频运转，在卸下的粉料重量达到计算值的95％时，发出信号给变频器12控制粉料下料螺旋机6自动降速，以30转/分钟的低速实现小量给料，并逐渐降速，当粉料下料达到计算值的100％时，下料螺旋机电机的转速降到零。根据测试和采样，其偏差在0-0.01kg；在粉料加入1kg后，自动开启液料的液料下料电动球阀3进行卸料，在卸至零点后自动关闭。
完成一次配料过程。
在粉料下料螺旋机6和液料下料电动球阀3都停止运行后，经过数据记录后自动发出信号开启粉料上料机4和液料上料电动球阀1，直至粉料和液料满足设定要求后关闭，然后等待下一次配料信号。
下表给出了一组薄片线混合料配比数据统计表
权利要求
1.一种提高烟草薄片线混合料配比精度的方法，该方法包括(1)液料下料以液料为配比基准，采用静态测量完全下料法，即当进入液料秤斗内的液料达到设定值的提前量时，液料上料电动球阀自动关闭，待液料上料电动球阀完全关闭后，液料秤重传感器将液料秤斗内的实际液料值分别传送给控制系统，然后控制系统自动计算出粉料的计算值，粉料下料1kg后，液料开始下料；(2)粉料下料采用减量法，给粉料下料螺旋机电机配装变频器，将其下料过程分为粗配下料和精配下料两个过程，即粉料粗配开始下料时下料螺旋机电机高速下料，当粉料下料达到计算值的95％时，变频器控制粉料下料螺旋机电机自动降速，当粉料下料达到计算值的100％时，下料螺旋机电机的转速降到零。
全文摘要
本发明提供了一种提高烟草薄片线混合料配比精度的方法，该方法包括(1)液料下料以液料为配比基准，采用静态测量完全下料法，粉料下料1kg后，液料开始下料；(2)粉料下料采用减量法，给粉料下料螺旋机电机配装变频器，将其下料过程分为粗配下料和精配下料两个过程，当粉料下料达到计算值的95％时，变频器控制粉料下料螺旋机电机自动降速，当粉料下料达到计算值的100％时，下料螺旋机电机的转速降到零。本发明下料误差小、配比精度高。使混合料的配比精度由原来的92.18％提高到99.25％，提高了薄片丝组分的稳定性，薄片丝的抗张强度和耐折度、填充值等物理指标也大大提高。
文档编号A24B3/00GK1775116SQ20051004533
公开日2006年5月24日 申请日期2005年12月12日 优先权日2005年12月12日
发明者孟庆华, 刘法民, 程林峰, 赵晨光, 赵强, 高卫, 李松 申请人:将军烟草集团有限公司