一种基于烟草加料机生产状态的排潮风门控制装置的制作方法

1.本实用新型属于烟草加工技术领域，具体涉及一种基于烟草加料机生产状态的排潮风门控制装置。


背景技术：

2.comas公司在ep699032a1中公开了一种烟草加料装置，加料机通过滚筒的转动和热风吹扫，使烟叶悬浮翻腾、受热均匀，通过对烟叶的加热升温，使烟叶不断挥发水分，产生的水气混合物需快速通过排潮系统排出筒体。
3.烟草加料机在实际的运行过程中共有：预热，空转，烟进入，运行，烟运出，冷却，停机共7个状态，不同运行状态对排潮风门开度和风速有不同的要求，申请号201310476600.0中国实用新型专利中公开的一种用于稳定烟丝加香滚筒排潮的控制方法能够在生产过程中，进行排潮风门阀门的阀位开度的动态调整，保证加香滚筒内负压检测值的恒定，从而保证了烟丝加香效果及产品烟丝感官质量的稳定性。但由于加料机和加香机设备存在较大区别，无法直接将其推广到加料机，其次该实用新型并没有考虑到设备处于不同生产状态时排潮风门的控制方法不同。申请号cn201120245688.1中国实用新型专利中公开的一种滚筒式加香机或加料机的风机排潮系统通过plc可编程控制器用于向变频排潮风机发出频率信号改变变频排潮风机的风量，只实现料减少雾化料液的损失，使烟料加香、加料更为均匀，并没有解决加料机不同生产状态对排潮风量的需求。杨少华等人在《烟草科技》2015年第3期所公开的《control of tobacco moisture content in thin plate cylinder dryer based on exhausted air volume》利用排潮风门自适应pid专家控制策略实现了控制过程，通过pid值整定，防止烟丝含水率超调和波动，该方法仅仅能保证烟丝的含水率，并不能对烟丝出口烟温度的控制有促进作用，申请号201810681621.9中国实用新型专利中公开的一种基于水分平衡的滚筒式烘丝机烟丝含水率控制方法，该实用新型基于水分平衡原理，根据获取的数据，计算出烘丝机排潮风量理论值，实时调节烘丝机风机运转频率，使烘丝机当前的排潮风量值与排潮风量理论值保持一致，但该实用新型并没有涉及到排潮风门的调节，且该调节过程也并没有覆盖整个烟草加料机所有生产运行状态。
4.综上所述，目前现有的实用新型和研究针对加料机排潮风门的控制并没有覆盖其所有生产运行状态，而在实际的生产过程中，烟草加料机不同的生产阶段排潮风门采用不同的控制策略才能更好保证出口烟温度和水分的恒定，因此一种基于烟草加料机生产状态的排潮风门控制装置的发明具有非常重要的意义。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种基于烟草加料机生产状态的排潮风门控制装置，使用本装置能够实现对烟草加料机不同的生产阶段排潮风门采用不同的控制策略，保证烟草出口烟温度和水分的恒定。
6.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
7.一种基于烟草加料机生产状态的排潮风门控制装置，包括：控制器单元、网络通信单元、风阀执行器、风门及风速测量装置；
8.其中，控制器单元分别与网络通信单元、风阀执行器、风速测量装置电性相连；
9.风阀执行器和风门机械相连；
10.网络通信单元与烟草加料机通信连接。
11.进一步，优选的是，风速测量装置为超声波风速传感器。
12.进一步，优选的是，网络通信单元采用工业以太网通过tcp/ip协议进行通信
13.本实用新型的工作原理是：
14.通过网络通信单元与烟草加料机通信并获取烟草加料机的预热、空转、烟进入，运行、烟运出、冷却、停机共7个状态，然后通过控制单元控制风阀执行器，从而控制风门开度；
15.其中，当烟草加料机处于预热状态时，网络通信单元将与烟草加料机通信并读取烟草加料机预热状态发送至控制器单元，控制器单元1发出控制信号至风阀执行器，风阀执行器带动风门开启至100%开度；
16.当烟草加料机处于空转状态时，网络通信单元将与烟草加料机通信并读取烟草加料机空转状态发送至控制器单元，控制器单元发出控制信号至风阀执行器，风阀执行器带动风门开启至50%开度；当控制器单元读取到风阀执行器已开启到达50%时，控制器单元中定时器开始计时，当定时器计时至大于1分钟时，控制器单元发出控制信号至风阀执行器，风阀执行器带动风门开启至0%开度。
17.当烟草加料机处于烟进入状态时，网络通信单元将与烟草加料机通信并读取烟草加料机烟进入状态发送至控制器单元，控制器单元发出控制信号至风阀执行器，风阀执行器带动风门开启至30%开度。
18.当烟草加料机处于运行状态时，网络通信单元将与烟草加料机通信并读取烟草加料机烟进入状态发送至控制器单元，控制器单元同时读取风速测量装置测量的风速数据，通过控制器单元发出控制信号至风阀执行器，从而实时调节风阀执行器机械连接的风门开度大小，以保证烟草加料机处于运行状态时排潮管路内风速的恒定。
19.当烟草加料机处于烟运出状态时，网络通信单元将与烟草加料机通信并读取烟草加料机烟运出状态发送至控制器单元，控制器单元发出控制信号至风阀执行器，风阀执行器带动风门开启至5%开度。
20.当烟草加料机处于冷却状态时，网络通信单元将与烟草加料机通信并读取烟草加料机冷却状态发送至控制器单元，控制器单元发出控制信号至风阀执行器，风阀执行器带动风门开启至100%开度。
21.当烟草加料机处于停机状态时，网络通信单元将与烟草加料机通信并读取烟草加料机停机状态发送至控制器单元，控制器单元发出控制信号至风阀执行器，风阀执行器带动风门开启至50%开度，当控制器单元读取到风阀执行器已开启到达50%时控制器单元中定时器开始计时，当定时器计时至大于15分钟时，控制器单元发出控制信号至风阀执行器，风阀执行器带动风门开启至0%开度。
22.控制器单元发出控制信号至风阀执行器，风阀执行器带动风门开启至设定开度，开度控制精度为
±
1%。
23.本实用新型与现有技术相比，其有益效果为：
24.本装置能够实现对烟草加料机不同的生产阶段排潮风门采用不同的控制策略，保证烟草出口烟温度和水分的恒定，解决了现有技术中排潮风门控制没有覆盖烟草加料机所有生产状态的的技术问题。
附图说明
25.图1是本实用新型基于烟草加料机生产状态的排潮风门控制装置结构示意图；
26.图中各标号：1
‑
控制器单元、2
‑
网络通信单元、3
‑
风阀执行器、4
‑
风门、5
‑
风速测量装置、6
‑
烟草加料机。
具体实施方式
27.下面结合实施例对本实用新型作进一步的详细描述。
28.本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本实用新型，而不应视为限定本实用新型的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用材料或设备未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。
29.本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本实用新型的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”到另一元件时，它可以直接连接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”可以包括无线连接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
30.在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。术语“内”、“上”、“下”等指示的方位或状态关系为基于附图所示的方位或状态关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
31.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“设有”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
32.本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
33.请参照图1，图1是本实用新型一种基于烟草加料机生产状态的排潮风门控制装置结构示意图。
34.实施例1：
35.如图1，一种基于烟草加料机生产状态的排潮风门装置：包括控制器单元1、网络通
信单元2，风阀执行器3、风门4及风速测量装置5，其中控制器单元1与网络通信单元2和风阀执行器3及风速测量装置5电性相连，风阀执行器3和风门4机械相连。
36.实施例2
37.如图1，一种基于烟草加料机生产状态的排潮风门装置：包括控制器单元1、网络通信单元2，风阀执行器3、风门4及风速测量装置5，其中控制器单元1与网络通信单元2和风阀执行器3及风速测量装置5电性相连，风阀执行器3和风门4机械相连。
38.所述风速测量装置5为超声波风速传感器。
39.一种基于烟草加料机生产状态的排潮风门控制方法，采用上述基于烟草加料机生产状态的排潮风门控制装置，通过网络通信单元2与烟草加料机6通信并获取烟草加料机的预热、空转、烟进入，运行、烟运出、冷却、停机共7个状态，然后通过控制单元1控制风阀执行器3，从而控制风门4开度；
40.烟草加料机处于空转状态时：网络通信单元2将与烟草加料机6通信并读取烟草加料机6空转状态发送至控制器单元1，控制器单元1发出控制信号至风阀执行器3，风阀执行器3带动风门4开启至50%开度，当控制器单元1读取到风阀执行器3已开启到达50%时控制器单元1中定时器开始计时，当定时器计时至大于1分钟时，控制器单元1发出控制信号至风阀执行器3，风阀执行器3带动风门4开启至0%开度，从而减少烟草加料机6筒内热量的丧失，减少不必要能源浪费。
41.烟草加料机处于烟进入状态时：网络通信单元2将与烟草加料机6通信并读取烟草加料机6烟进入状态发送至控制器单元1，控制器单元1发出控制信号至风阀执行器3，风阀执行器3带动风门4开启至30%开度，保证料烟进入阶段烟温度和水分的恒定，并有利于烟进入时产生冷凝水和蒸汽得快速排出。
42.烟草加料机处于运行状态时：网络通信单元2将与烟草加料机6通信并读取烟草加料机6烟进入状态发送至控制器单元1，控制器单元1同时读取风速测量装置5测量的风速数据，通过控制器单元1发出控制信号至风阀执行器3，从而实时调节风阀执行器3机械连接的风门4开度大小，保证了烟草加料机处于运行状态时排潮管路内风速的恒定；控制器单元1可以内置保持风速恒定的控制风门方法（常规方法），如周天沛在《冶金自动化》所发表的基于模糊控制的风门开度调节在烟气净化中的应用，又如黄文芳等人在《煤矿机电》所发表的模糊控制器在排烟风门自动调节中的应用，但不限于此。
43.本实用新型控制器单元1优选采用德国西门子公司型号cpu 315
‑
2 pn/dp的可编程逻辑控制器；
44.网络通信单元优选采用工业以太网通过tcp/ip协议进行通信；
45.网络通信单元优选采用德国西门子公司型号cp 343
‑
1网络处理器；
46.风阀执行器德国西门子公司型号gbb335.1e风阀执行器；
47.烟草加料机处于烟运出状态时：网络通信单元2将与烟草加料机6通信并读取烟草加料机6烟运出状态发送至控制器单元1，控制器单元1发出控制信号至风阀执行器3，风阀执行器3带动风门开启至5%开度，保证料烟运出阶段烟温度和水分的恒定，并有利于烟运出时产生冷凝水和蒸汽得快速排出。
48.烟草加料机处于冷却状态时：网络通信单元2将与烟草加料机6通信并读取烟草加料机6冷却状态发送至控制器单元1，控制器单元1发出控制信号至风阀执行器3，风阀执行
器3带动风门4开启至100%开度，有利于冷却时烟草加料机6筒内热量的快速排出。
49.烟草加料机处于停机状态时：网络通信单元2将与烟草加料机6通信并读取烟草加料机6停机状态发送至控制器单元1，控制器单元1发出控制信号至风阀执行器3，风阀执行器3带动风门4开启至50%开度，当控制器单元1读取到风阀执行器3已开启到达50%时控制器单元1中定时器开始计时，当定时器计时至大于15分钟时，控制器单元1发出控制信号至风阀执行器3，风阀执行器3带动风门4开启至0%开度，从而保证料烟草加料机6筒内剩余热量有效排出，并防止烟草加料机6停机后排潮管路中产生冷凝水的倒灌。
50.控制器单元1发出控制信号至风阀执行器3，风阀执行器3带动风门4开启至设定开度，开度控制精度为
±
1%。
51.相同品牌及加工条件下，采用本实用新型装置与现有装置对烟草加料机出口烟温度和出口水分cpk值比较见表1，可以看出采用本实用新型装置烟草加料机6出口烟温度和出口水分cpk值相较于传统方法有明显提高。
52.表1
[0053][0054]
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。