一种基于物料容重累积算法的切丝机自动调速控制方法及设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及烟草生产技术领域，特别涉及一种基于物料容重累积算法的切丝机自 动调速控制方法及设备。
【背景技术】
[0002] 切丝机是烟草制丝生产线重要设备之一，应用比较广泛，也是制丝线性能比较优 良的成熟设备之一。但是现有技术无法实现切丝机的自动调速，这就导致切丝机在实际应 用中无法实现真正意义上的自动化控制，更谈不上远程操控。烟草的物料容重（又称物料 系数）会因烟草的产地不同而不尽相同。现有技术缺乏对烟草物料容重的标准统计方法， 这也是实现切丝机自动调速控制的难点所在。
【发明内容】
[0003] 针对现有技术缺乏对烟草物料容重的合理计算方法以及难以实现切丝机自动调 速控制的不足，本发明提供了一种基于物料容重累积算法的切丝机自动调速控制方法及设 备。
[0004] 本发明的技术方案为：
[0005] -种基于物料容重累积算法的切丝机自动调速控制方法，包括以下步骤：
[0006] (a)计算烟叶的初始物料容重P。
[0007] (a-Ι)将X牌号的烟叶投入切丝机，记录切丝机正常工作下单位时间的试验切丝 产量Gs，根据公式（1)计算切丝机对X牌号烟叶的设计切丝产量G。
[0009] 公式（1)中，G为切丝机正常工作下单位时间的设计切丝产量，单位kg/h ;GS为切 丝机正常工作下单位时间的试验切丝产量，单位kg/h ;H为刀门开度，单位mm ;氏为试验刀 门开度，单位mm ;W为刀门宽度，单位mm邋为试验刀门宽度，单位mm ;P为刀片数量；P 3为 试验刀片数量；η为刀辑转速，单位r/min !心为试验刀辑转速，单位r/min。
[0010] (a-2)利用步骤（a-1)所得的设计切丝产量G以及试验刀门宽度Ws、试验刀门开度 Hs、试验刀辊转速!^和试验刀片数量Ps，根据公式（2)计算X牌号烟叶的初始物料容重P。。
[0011] G = 60XBXWXHXnXPX P (2)
[0012] 公式（2)中，G为切丝产量，单位kg/h ;B为切丝宽度，单位mm; W为刀门宽度，单位 mm ;H为刀门开度，单位mm ;n为刀辑转速，单位r/min ;P为刀片数量；P为物料容重，单位 kg/mm3〇
[0013] 令公式（2)中的切丝产量G取步骤（a-ι)所得的设计切丝产量G，切丝宽度B取设 定值，刀门宽度W取试验刀门宽度Ws，刀门开度H取试验刀门开度Hs，刀辊转速η取试验刀 辊转速ns，刀片数量P取试验刀片数量Ps，代入公式（2)并求解得到X牌号烟叶的初始物料 容重P。。
[0014] (b)计算切丝机的初始刀辊转速n0
[0015] 令公式（2)中的切丝产量G取计划切丝产量G或后序工序的烘丝产量Gh，切丝宽 度B、刀门宽度W、刀门开度H和刀片数量P均取实际值，物料容重P取初始物料容重P。， 代入公式（2)并求解得到切丝机对X牌号烟叶的初始刀辊转速η。。
[0016] (c)利用物料容重累积算法计算物料容重均值i
[0017] (c-1)在时间周期T内连续计算X牌号烟叶的瞬时物料容重P i，其中i = 1，2,…， N，N为时间周期T内计算得到的瞬时物料容重P 数量。
[0018] (c-2)利用公式（3)计算时间周期T内X牌号烟叶的物料容重均值
[0020] 公式⑶中，？为物料容重定长时间内实际均值，单位kg/mm3; P i为瞬时物料容 重，单位kg/mm3;N为时间周期T内计算得到的瞬时物料容重P啲数量。
[0021] (d)计算切丝机的刀辊调整转速nt
[0022] 令公式（2)中的切丝产量G取计划切丝产量G或后序工序的烘丝产量Gh，切丝宽 度B、刀门宽度W、刀门开度H和刀片数量P均取实际值，物料容重P取步骤（c)计算所得 的物料容重均值F，代入公式（2)并求解得到切丝机对X牌号烟叶的刀辊调整转速nt。
[0023] (e)按照步骤（d)计算所得的刀辊调整转速nt调整切丝机的当前刀辊转速n，返 回步骤（C)。
[0024] 切丝机自动调速控制设备，包括设置在切丝机上的网卡和PLC以及工控机。网卡 用于将实测所得的切丝机切丝宽度B、刀门宽度W、刀门开度H、刀辊转速η和刀片数量P实 时传输至工控机，工控机用于计算烟叶的初始物料容重P。、切丝机的初始刀辊转速η。、烟 叶的物料容重均值?和刀辊调整转速nt，工控机利用网卡将刀辊调整转速nt传输至设置在 切丝机上的PLC，PLC按照刀辊调整转速nt调整切丝机的当前刀辊转速η。
[0025] 具体的，切丝机自动调速控制设备包括上位机，上位机与工控机之间建立有数据 互通链路，能够实现远程操控。
[0026] 本发明的有益效果：按照本发明的基于物料容重累积算法的切丝机自动调速控制 方法及设备，能够实现切丝机的自动调速和远程自动控制，解决了切丝机自动调速和远程 操控的技术难题。通过本发明的技术方案，切烘丝生产线自动化程度得到大幅提高，整个切 烘丝生产实现了远程自动调速操作，切丝机手动、自动和远程及本地控制模式切换顺畅，刀 棍转速η控制精准，切丝产量G稳定，同时实现了切丝产量G和后道工序的烘丝产量心的 匹配，批次生产停顿次数也由原来的十多次降低到一次以下，产品质量得到明显提升。本发 明的算法设计和设备结构均较为简单，实施成本较低，控制效果优异，与烟草生产行业现有 的各类制丝生产线均具有良好的适配性，应用前景广阔。
【附图说明】
[0027] 图1为本发明切丝机自动调速控制设备的信号流向示意图。
【具体实施方式】
[0028] 实施例采用本发明基于物料容重累积算法的切丝机自动调速控制方法，于2015 年5月在YS213A型切丝机上对白沙精品二代烟叶的切丝过程进行自动调速控制，步骤如 下：
[0029] (a)计算烟叶的初始物料容重P0
[0030] (a-Ι)将白沙精品二代烟叶投入切丝机，记录切丝机正常工作下单位时间的试验 切丝产量Gs，根据公式（1)计算切丝机对白沙精品二代烟叶的设计切丝产量G。
[0032] 公式（1)中，G为切丝机正常工作下单位时间的设计切丝产量，单位kg/h ;GS为切 丝机正常工作下单位时间的试验切丝产量，单位kg/h ;H为刀门开度，单位mm ;氏为试验刀 门开度，单位mm ;W为刀门宽度，单位mm邋为试验刀门宽度，单位mm ;P为刀片数量；P 3为 试验刀片数量；η为刀辑转速，单位r/min !心为试验刀辑转速，单位r/min。
[0033] 实施例中切丝机的各项技术参数的取值见表1。
[0034] 表 1
[0036] 将表1所列技术参数及取值代入公式（1)，经计算得到设计切丝产量G = 7984.llkg/ho
[0037] (a-2)利用步骤（a-1)所得的设计切丝产量G以及试验刀门宽度Ws、试验刀门开度 Hs、试验刀辊转速ns和试验刀片数量Ps，根据公式（2)计算白沙精品二代烟叶的初始物料容 重P 0〇
[0038] G = 60XBXWXHXnXPX P (2)
[0039] 公式（2)中，G为切丝产量，单位kg/h ;B为切丝宽度，单位mm; W为刀门宽度，单位 mm ;H为刀门开度，单位mm ;n为刀辑转速，单位r/min ;P为刀片数量；P为物料容重，单位 kg/mm3〇
[0040] 令公式（2)中的切丝产量