专利名称：制丝线施加流体的分态控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种工业生产设备，尤其涉及一种制丝线施加流体的分态控制装置。
技术背景 随着计算机技术、网络技术、通讯技术、自动控制技术的发展，国内烟草行业的制 丝生产线大都已成功的实现了管控一体化，实现了制丝线的网络化、数字化。随着我国WTO的加入，烟草行业将面对国际化的市场经济和买方市场的形势，国 内市场国际化或者说国际市场国内化已成定局，卷烟企业的竞争将会更加激烈，竞争的结 果最终将聚焦于品牌和产品质量。企业的形象在产品，产品的形象在质量，影响卷烟产品质 量的因素有诸多。烟草制丝过程中流体(香精香料)的施加在烟丝内在质量方面起着关键 性的作用。对烟丝自动均勻、准确地喷加流体是保证制丝质量的一个关键环节，也是烟草行 业提高产品质量着力解决的重要课题。本申请的发明人长期致力于制丝线的生产工艺，具有丰富的实践经验。经过发 明人的潜心研究，创造性地提出一种制丝线施加流体的分态控制装置，流体的施加使用了 PLC(可编程序控制器)程序控制，采用了 PID的变频控制技术，实现了管路预填充，施加精 度能够达到99%以上。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种制丝线施加流体的分态控制装置，该 制丝线施加流体的分态控制装置提高流体施加控制的精度和均勻度。为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是制丝线施加流体的分态控制装 置，包括物料流量测量单元；流体施加执行单元，所述流体施加执行单元包括设置于流体管 路中的流体泵和驱动所述流体泵的变频器；流量计，所述流量计设置于所述流体施加执行 单元的管路中；PLC，所述PLC中设置有PID模块，所述PLC的输入端分别与物料流量测量单 元和流量计相连接，所述PLC的输出端与所述变频器连接。作为一种优选的技术方案，所述的物料流量测量单元包括称重传感器，所述称重 传感器设置于计量秤上，所述称重传感器输出端连接放大器，所述放大器的输出端连接A/D 转换器；光电编码器，所述光电编码器设置于计量秤上，所述光电编码器的输出端连接计数 模块；所述A/D转换器和计数模块的输出端分别连接PLC的输入端。作为一种优选的技术方案，所述的流体施加执行单元包括串联设置于所述流体管 路中的料箱、止回电磁阀和喷料电磁阀，所述流体管路的末端设有喷嘴，所述流体泵设置于 所述料箱与止回电磁阀之间，所述料箱的进料管路上设有进料电磁阀，所述料箱上还设有 放空电磁阀，在所述流体泵出料端与所述喷料电磁阀之间设有旁通支路，所述旁通支路上 设有旁通电磁阀；压缩空气气路，所述气路管道上设置有引射电磁阀，所述气路管道的末端 汇集于所述喷嘴上。[0009]作为一种优选的技术方案，所述流量计是电磁流量计。采用了上述技术方案后，本实用新型的有益效果是由于该制丝线施加流体的分 态控制装置包括物料流量测量单元；流体施加执行单元；流量计；PLC，所述PLC中设置有 PID模块；所以，物料流量测量单元和流量计分别测得的物料流量信号和流体施加流量输 送到PLC中进行运算处理，根据物料流量信号计算出流体施加流量理论值，流量计测得的 流体施加流量是一种实际值，将物料流量的实际值和理论值进行比较所得误差作为一种反 馈，通过PID处理，最终得出修正的流体施加流量值，然后根据该修正的流体施加流量值， PLC输出控制命令给流体施加执行单元，流体施加执行单元进行施加流体。由于采用了有一 个反馈的闭环控制系统，流体施加更加精确。本实用新型的流体施加执行单元包括流体施加管路和气路以及设置在他们上的 各种功能的电磁阀，通过控制电磁阀的开关，可以严格控制流体施加的四个工作状态，包括 管路填充、等待、加料和回吹，保证了流体的及时跟踪施加。本实用新型设计合理、使用可靠，有效提高了制丝线流体施加的精度，保证了产品 质量，增加了企业的收益。
以下结合附图和具体实施例对本实用新型进一步详细说明。
图1是本实用新型实施例的原理框图；图2是本实用新型流体施加执行单元的流程图；附图中Y7001_进料阀；Y7002_放空阀；Y7003_旁通阀；Y7004_止回阀；Y7005_喷料阀； Y7006_引射阀；117001_流体泵。
具体实施方式
制丝线施加流体的分态控制装置，如图1所示，包括物料流量测量单元，所述物 料流量测量单元用于测量物料瞬时流量；流体施加执行单元，所述流体施加执行单元包括 设置于流体管路中的流体泵M7001和驱动所述流体泵M7001的变频器，所述流体施加执行 单元用于向物料施加香精、香料等流体；流量计，所述流量计设置于所述流体施加执行单元 的管路中，所述流量计用于测量流体施加的量值，所述流量计优选为电磁流量计，所述流量 计设置在流体泵M7001上；PLC，所述PLC中设置有PID模块，所述PLC的输入端分别与物料 流量测量单元和流量计相连接，所述PLC的输出端与所述变频器连接。所述物料流量测量单元包括用来测量物料重量的称重传感器，所述称重传感器设 置于计量秤上，所述称重传感器输出端的模拟信号经放大器放大后再经过A/D转换器输出 数字信号到PLC的输入端；用来测量物料的输送速度的光电编码器和高速计数模块，所述 光电编码器设置于计量秤上，所述光电编码器的输出端连接计数模块，然后计数模块将输 出信号输送到PLC的输入端，所述计数模块优选为高速计数模块，以提高计数速度。如图2所示，所述的流体施加执行单元包括串联设置于所述流体管路中的料箱、 止回电磁阀和喷料电磁阀，所述流体管路的末端设有喷嘴，所述喷嘴设置在加料机中，所述 喷嘴用于向进入加料机中的物料施加流体(如香料、香精等)，所述流体泵M7001设置于所述料箱与止回电磁阀之间，所述料箱的进料管路上设有进料电磁阀，所述料箱上还设有放 空电磁阀，在所述流体泵M7001出料端与所述喷料电磁阀之间设有旁通支路，所述旁通支 路上设有旁通电磁阀；压缩空气气路，所述气路管道上设置有引射电磁阀，所述气路管道的 末端汇集于所述喷嘴上，所述压缩空气气路用来雾化流体，使得流体能均勻喷洒在物料上。 当放空电磁阀和止回电磁阀打开以及流体泵启动时，其余电磁阀关闭，流体开始填充管路， 即为流体施加的管路填充状态；当进料电磁阀和放空电磁阀打开，其余电磁阀关闭且流体 泵关闭，流体不进行施加，为待命状态；当只有旁通电磁阀关闭时，其余电磁阀打开且流体 泵启动，为流体加料过程；当进料电磁阀、旁通电磁阀和止回电磁阀打开，其余电磁阀关闭 且流体泵关闭，为流体施加管道的回吹过程。通过有选择地控制各个电磁阀的启动或者关 闭，以及通过变频器控制流体泵的启动或者关闭，精确控制流体施加的管路填充、待命、力口 料和回吹四个执行状态。本实用新型实施例的工作原理当物料流动到计量秤时，称重传感器和光电编码器分别测得的物料重量和输送速 度被转化为数字信号被输送到PLC中进行运算处理，且电磁流量计测得的流体泵施加的流 体流量信号也输送到PLC中运算处理，从物料重量和输送速度计算出物料瞬时流量，根据 物料瞬时流量计算出流体施加的理论值，将流体施加的理论值与电磁流量计测得的实际值 比较得出误差，该误差作为一种反馈，通过PID运算，修正流体施加量值，然后通过PID控制 变频器，从而控制流体泵精确施加流体，提高了流体施加精度。当PLC中，通过闭环系统计算出流体施加量值时，通过命令输出给流体施加执行 单元，从而通过各执行元件，实现精确、及时施加流体。当物料到达加料机进口之前，流体施 加执行单元执行管路填充状态；当物料开始到达加料机进口时，流体施加执行单元执行待 命状态，随时准备加料；一旦物料进入加料机，流体施加执行单元执行加料状态，给物料均 勻、精确、及时施加流体的香料或着香精等；将物料加料完成后，流体施加管道需要清洗和 回吹时，流体施加执行单元执行回吹状态。由于四个组态的跟踪控制，使得流体施加跟踪及 时、准确。在本实用新型实施例中优选的安装有组态监控软件IFIX，通过组态监控软件，对 生产设备的工作状态进行监控，一旦设备出现故障或者生产工艺段出现事故，流体的施加 过程会进行相应处理，保证流体施加能区分设备的正常启动或者故障后再启动两种状态， 实现生产全过程的及时跟踪。本实用新型实施例采用S7语言编写制丝线流体施加分态控制程序，控制程序能 自动识别制丝线各工艺控制段及流体施加工艺控制过程的生产状态，物料数据采集采用堆 栈技术，流体施加时根据需要在堆栈中保存、调用物料数据，即时跟踪施加流体。堆栈技术 的运用缩短了采样时间，增大了单位时间内取样个数；减少求平均值个数，增大堆栈数据， 使得PLC采集的物料瞬时流量值更接近计量秤称出的瞬时流量，瞬时流量的采集更准确。本实用新型实施例优化了模拟信号采集方式及程序处理模式，提高了采集物料的 瞬时流量精度；流体施加控制实现分态跟踪控制，且能区别正常启动或故障后再启动两种 状态，并自动处理，实现及时跟踪流体施加；流体施加精度达到99%以上。 本实用新型实施例优化了流体施加控制，提高了流体施加的精度和均勻度，保证 了企业的产品质量，增加企业收益。
权利要求制丝线施加流体的分态控制装置，其特征在于，包括物料流量测量单元；流体施加执行单元，所述流体施加执行单元包括设置于流体管路中的流体泵和驱动所述流体泵的变频器；流量计，所述流量计设置于所述流体施加执行单元的管路中；PLC，所述PLC中设置有PID模块，所述PLC的输入端分别与物料流量测量单元和流量计相连接，所述PLC的输出端与所述变频器连接。
2.如权利要求1所述的制丝线施加流体的分态控制装置，其特征在于，所述物料流量 测量单元包括称重传感器，所述称重传感器设置于计量秤上，所述称重传感器输出端连接放大器，所 述放大器的输出端连接A/D转换器；光电编码器，所述光电编码器设置于计量秤上，所述光电编码器的输出端连接计数模块；所述A/D转换器和计数模块的输出端分别连接PLC的输入端。
3.如权利要求2所述的制丝线施加流体的分态控制装置，其特征在于，所述的流体施 加执行单元包括串联设置于所述流体管路中的料箱、止回电磁阀和喷料电磁阀，所述流体管路的末端 设有喷嘴，所述流体泵设置于所述料箱与止回电磁阀之间，所述料箱的进料管路上设有进 料电磁阀，所述料箱上还设有放空电磁阀，在所述流体泵出料端与所述喷料电磁阀之间设 有旁通支路，所述旁通支路上设有旁通电磁阀；压缩空气气路，所述气路管道上设置有引射电磁阀，所述气路管道的末端汇集于所述 喷嘴上。
4.如权利要求1至3任一项所述的制丝线施加流体的分态控制装置，其特征在于，流量 计是电磁流量计。
专利摘要本实用新型公开了一种制丝线施加流体的分态控制装置，包括物料流量测量单元；流体施加执行单元；流量计；PLC，所述PLC中设置有PID模块；通过流量计将流体施加流量信号输送到PLC中，在PLC中，采用PID运算处理，修正流体施加流量，提高了流体施加精度。另外，流体施加执行单元包括流体施加管路和气路以及设置在他们上的各种功能的电磁阀，通过控制电磁阀的开关，可以严格控制流体施加的四个工作状态，包括管路填充、等待、加料和回吹，保证了流体的及时跟踪施加。本实用新型设计合理、使用可靠，有效提高了制丝线流体施加的精度，保证了产品质量，增加了企业的收益。
文档编号G05B19/05GK201612152SQ20102001333
公开日2010年10月27日 申请日期2010年1月4日 优先权日2010年1月4日
发明者刘爱平, 孙方照, 潘广全 申请人:山东中烟工业公司青州卷烟厂