一种基于喂料机不同入口流量调节其出口流量的控制方法
技术领域
本发明属于烟草制丝生产工艺控制领域，具体涉及一种基于喂料机不同入口流量调节其出口流量的控制方法。
背景技术
在烟丝的生产过程中，为了保证加香机前的流量稳定，需要提前在加香机前的喂料机内存储一定量的烟丝，有时应对不同的生产情况会掺入一定量的残丝，当掺入残丝时，喂料机入口的烟丝流量增大，而喂料机出口的流量要按照固定的工艺标准保持不变。入口流量增大出口流量不变的情况下，喂料机的总容量是有限的，这势必会导致喂料机内的烟丝越来越多，最终喂料机被填充满，入口停止进料，从而导致上游设备停机，影响上游流量的稳定性。如果一开始人为减少喂料机的存储量，在保证加入残丝时喂料机不被填充满的情况下，一旦生产不掺残丝的产品时入口流量减少，喂料机慢慢被拉空，从而导致下游流量不稳定。喂料机上料前储存的烟丝量、出口的烟丝流量和喂料机的容量是固定的，而入口的流量是变化的，很难在在原有设备的基础上，保证喂料机在整批物料生产的过程中不被填满同时也不被拉空。
目前，针对喂料机流量控制的研究众多，如中国专利2017年1月11日公开了一种公告号为CN205873188U的专利-基于光栅传感器的喂料机物料检测系统，该系统是利用光栅传感器替换原有的单点检测光电开关，光栅传感器具有多点检测、性能稳定、灵敏度高等优点，从而提高喂料机内物料检测的准确性和稳定性。但是该技术方案未解决当喂料机入口流量不同时自动调节其出口流量的问题，从而造成喂料机料满或者料空的现象，无法保证喂料机在整批物料生产期间保持有存料且不被填充满的状态。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于喂料机不同入口流量调节其出口流量的控制方法，该方法能根据产品有无残丝掺配的不同情况，即根据喂料机入口流量不同来自动调节其出口流量，从而可避免喂料机料满或者料空的现象，可使喂料机在整批物料生产期间保持有存料且不被填充满的状态。
为实现上述目的，一种基于喂料机不同入口流量调节其出口流量的控制方法，所述方法包括如下步骤：
A：人工点击喂料机上的控制按钮“线启动”，喂料机进入自动运行模式；
B：PLC控制器通过程序判定此批产品是否需要掺配残丝，并采集喂料机的运行状态：当此批产品需要掺配残丝时，喂料机则进入“有残丝”状态；当此批产品不需要掺配残丝时，喂料机则进入“无残丝”状态；
C：当喂料机进入“有残丝”状态时，PLC控制器控制铺料高度为H1后，喂料机则开始进料，喂料机通过超声波传感器检测喂料机的铺料高度，并将铺料高度输入到PLC控制器；
当喂料机进入“无残丝”状态时，PLC控制器控制铺料高度为H2后，喂料机则开始进料，喂料机通过超声波传感器检测喂料机的铺料高度，并将铺料高度输入到PLC控制器；H2大于H1；
D：喂料机利用半满光电管判断喂料机进料是否处于半满状态，若是，底带和提升带开始运行，喂料机进入预填充阶段；若否，喂料机则继续进料直至半满光电管检测到喂料机处于半满状态；
E：当喂料机进入“有残丝”状态时，PLC控制器控制底带电机的频率为F1，控制提升带电机的频率为f1，底带和提升带运转将喂料机内储存的烟丝依次运送至提升带、定量管内；
当喂料机进入“无残丝”状态时，PLC控制器控制底带电机的频率为F2，控制提升带电机的频率为f2；底带和提升带运转将喂料机内储存的烟丝依次运送至提升带、定量管内；F2小于F1，f2小于f1；
定量管利用两侧的光栅检测定量管是否被填充满，若是，喂料机预填充阶段结束；若否，则控制喂料机继续预填充，直至两侧的光栅检测到定量管被填充满后，喂料机预填充阶段结束，设备进入正式生产模式。
优选的，喂料机的型号为SWZ07，提升机型号为SDT15，当喂料机进入“有残丝”状态时，H1为60cm，F1为35HZ，f1为30HZ；当喂料机进入“无残丝”状态时，H2为80cm，F2为20HZ，f2为15HZ。
优选的，喂料机的型号为SWZ10，提升机型号为SDT20，当喂料机进入“有残丝”状态时，H1为65cm，F1为38HZ，f1为30HZ；当喂料机进入“无残丝”状态时，H2为90cm，F2为23HZ，f2为15HZ。
优选的，喂料机的型号为SWZ15，提升机型号为SDT21，当喂料机进入“有残丝”状态时，H1为60cm，F1为45HZ，f1为40HZ；当喂料机进入“无残丝”状态时，H2为80cm，F2为30HZ，f2为20HZ。
优选的，喂料机的型号为SWZ08，提升机型号为SDT16，当喂料机进入“有残丝”状态时，H1为70cm，F1为40HZ，f1为35HZ；当喂料机进入“无残丝”状态时，H2为90cm，F2为25HZ，f2为20HZ。
与现有技术方案相比，本发明基于现有喂料机及检测原件，提供一种基于PLC程序的喂料机出口流量控制方法，避免了增加检测原件所带来的资金投入；本发明根据产品有无残丝掺配的不同情况，通过超声波传感器检测铺料高度的变化，通过PLC控制器及变频器的PID运算，实时调整提升带和底带电机的运转频率，从而改变提升带和底带的运行速率，有效的利用提升带和底带运行速率的不同，缩短或者延长预填料阶段所需时间，从而间接改变预填充阶段结束后喂料机内烟丝的仓储量，保证在喂料机不同入口流量的情况下其出口流量的稳定性，避免了喂料机料满或者料空的现象，使喂料机在整批物料生产期间保持有存料且不被填充满的状态，保障设备的正常运转。本发明具有结构简单、控制精确、自动化程度高的特点，适合在制丝线各喂料机中应用。
附图说明
图1为本发明的流量控制流程图；
图2为承载本发明的设备结构示意图；
图2中：1、喂料机，2、底带，3、半满光电管，4、提升带，5、定量管，6、超声波传感器。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本发明作进一步详细说明。
一种基于喂料机不同入口流量调节其出口流量的控制方法，承载该方法的装置包括喂料机1，喂料机1的底部设有底带2，喂料机1中上部设有半满光电管3，底带2出口与提升机上的提升带4入口连接，提升带4出口与定量管5连通，定量管5的侧壁为透明材质制备而成，定量管5两侧对称安装有光栅，喂料机1与提升带4的衔接处上方设有超声波传感器6，底带2和提升带4的电路上均设有变频器，变频器、光栅、半满光电管3、超声波传感器6分别与PLC控制器连接，PLC控制器与喂料机1上的控制按钮连接。
以下实施例所使用产品均为牌号A，牌号A产品需要掺配残丝和不需要掺配残丝时的入口流量如下：
当牌号A产品需要掺配残丝时，喂料机1入口流量为6600Kg/h，喂料机1出口流量固定不变，设定在6500Kg/h。
当牌号A产品不需要掺配残丝时，喂料机1入口流量为6400Kg/h，喂料机1出口流量固定不变，设定在6500Kg/h。
实施例1
该实施例中使用的喂料机1的型号为SWZ07，提升机型号为SDT15。
A：人工点击喂料机1上的控制按钮“线启动”，喂料机1进入自动运行模式；
B：PLC控制器通过程序判定此批产品需要掺配残丝，并采集喂料机1的运行状态：当此批产品需要掺配残丝时，喂料机1则进入“有残丝”状态；当此批产品不需要掺配残丝时，喂料机1则进入“无残丝”状态；
C：当喂料机1进入“有残丝”状态时，PLC控制器控制铺料高度H1为60cm，喂料机1开始进料，喂料机1通过超声波传感器6检测喂料机1的铺料高度，并将铺料高度输入到PLC控制器；
当喂料机1进入“无残丝”状态时，PLC控制器控制铺料高度H2为80cm，喂料机1开始进料，喂料机1通过超声波传感器6检测喂料机1的铺料高度，并将铺料高度输入到PLC控制器；
D：喂料机1利用半满光电管3判断喂料机1进料是否处于半满状态，若是，底带2和提升带4开始运行，喂料机1进入预填充阶段；若否，喂料机1则继续进料直至半满光电管3检测到喂料机1处于半满状态；
E：当喂料机1进入“有残丝”状态时，PLC控制器控制提升带4的频率f1为30HZ，底带2的频率F1为35HZ；底带2和提升带4运转将喂料机1内储存的大部分烟丝依次运送至提升带4、定量管5内；
当喂料机1进入“无残丝”状态时，PLC控制器控制提升带4的频率f2为15HZ，底带2的频率F2为20HZ；底带2和提升带4运转将喂料机1内储存的大部分烟丝依次运送至提升带4、定量管5内；
定量管5利用两侧的光栅检测定量管5是否被填充满，若是，喂料机1预填充阶段结束；若否，则控制喂料机1继续预填充，直至两侧的光栅检测到定量管5被填充满后，喂料机1预填充阶段结束，设备进入正式生产模式。
当喂料机1进入“有残丝”状态时，由于预填充阶段提升带4和底带2运行频率较高，所以预填充阶段用时较少，喂料机1内烟丝仓储量减少，入口流量和出口流量的差值为100Kg/h，一批产品生产用时2h，预填充阶段结束后喂料机1基本为拉空，剩余空间可存储烟丝大于200Kg，所以有残丝的产品生产过程中不会出现喂料机1被填充满的情况。
当喂料机1进入“无残丝”状态时，由于上料阶段提升带4和底带2运行频率较低，所以预填充阶段用时较长，喂料机1有更多的时间存储烟丝，入口流量和出口流量的差值为-100Kg/h，一批产品生产用时2h，预填充阶段结束后喂料机1内烟丝仓储量较多，所存储的烟丝大于200Kg，所以无残丝的产品生产过程中不会出现喂料机被拉空的情况。
实施例2
该实施例中使用的喂料机1的型号为SWZ10，提升机型号为SDT20。
A：人工点击喂料机1上的控制按钮“线启动”，喂料机1进入自动运行模式；
B：PLC控制器通过程序判定此批产品需要掺配残丝，并采集喂料机1的运行状态：当此批产品需要掺配残丝时，喂料机1则进入“有残丝”状态；当此批产品不需要掺配残丝时，喂料机1则进入“无残丝”状态；
C：当喂料机1进入“有残丝”状态时，PLC控制器控制铺料高度H1为65cm，喂料机1开始进料，喂料机1通过超声波传感器6检测喂料机1的铺料高度，并将铺料高度输入到PLC控制器；
当喂料机1进入“无残丝”状态时，PLC控制器控制铺料高度H2为90cm，喂料机1开始进料，喂料机1通过超声波传感器6检测喂料机1的铺料高度，并将铺料高度输入到PLC控制器；
D：喂料机1利用半满光电管3判断喂料机1进料是否处于半满状态，若是，底带2和提升带4开始运行，喂料机1进入预填充阶段；若否，喂料机1则继续进料直至半满光电管3检测到喂料机1处于半满状态；
E：当喂料机1进入“有残丝”状态时，PLC控制器控制提升带4的频率f1为23HZ，底带2的频率F1为38HZ；底带2和提升带4运转将喂料机1内储存的大部分烟丝依次运送至提升带4、定量管5内；
当喂料机1进入“无残丝”状态时，PLC控制器控制提升带4的频率f2为15HZ，底带2的频率F2为23HZ；底带2和提升带4运转将喂料机1内储存的大部分烟丝依次运送至提升带4、定量管5内；
定量管5利用两侧的光栅检测定量管5是否被填充满，若是，喂料机1预填充阶段结束；若否，则控制喂料机1继续预填充，直至两侧的光栅检测到定量管5被填充满后，喂料机1预填充阶段结束，设备进入正式生产模式。
当喂料机1进入“有残丝”状态时，由于预填充阶段提升带4和底带2运行频率较高，所以预填充阶段用时较少，喂料机1内烟丝仓储量减少，入口流量和出口流量的差值为100Kg/h，一批产品生产用时2h，预填充阶段结束后喂料机1基本为拉空，剩余空间可存储烟丝大于200Kg，所以有残丝的产品生产过程中不会出现喂料机1被填充满的情况。
当喂料机1进入“无残丝”状态时，由于上料阶段提升带4和底带2运行频率较低，所以预填充阶段用时较长，喂料机1有更多的时间存储烟丝，入口流量和出口流量的差值为-100Kg/h，一批产品生产用时2h，预填充阶段结束后喂料机1内烟丝仓储量较多，所存储的烟丝大于200Kg，所以无残丝的产品生产过程中不会出现喂料机被拉空的情况。
实施例3
该实施例中使用的喂料机1的型号为SWZ15，提升机型号为SDT21。
A：人工点击喂料机1上的控制按钮“线启动”，喂料机1进入自动运行模式；
B：PLC控制器通过程序判定此批产品需要掺配残丝，并采集喂料机1的运行状态：当此批产品需要掺配残丝时，喂料机1则进入“有残丝”状态；当此批产品不需要掺配残丝时，喂料机1则进入“无残丝”状态；
C：当喂料机1进入“有残丝”状态时，PLC控制器控制铺料高度H1为60cm，喂料机1开始进料，喂料机1通过超声波传感器6检测喂料机1的铺料高度，并将铺料高度输入到PLC控制器；
当喂料机1进入“无残丝”状态时，PLC控制器控制铺料高度H2为80cm，喂料机1开始进料，喂料机1通过超声波传感器6检测喂料机1的铺料高度，并将铺料高度输入到PLC控制器；
D：喂料机1利用半满光电管3判断喂料机1进料是否处于半满状态，若是，底带2和提升带4开始运行，喂料机1进入预填充阶段；若否，喂料机1则继续进料直至半满光电管3检测到喂料机1处于半满状态；
E：当喂料机1进入“有残丝”状态时，PLC控制器控制提升带4的频率f1为40HZ，底带2的频率F1为45HZ；底带2和提升带4运转将喂料机1内储存的大部分烟丝依次运送至提升带4、定量管5内；
当喂料机1进入“无残丝”状态时，PLC控制器控制提升带4的频率f2为20HZ，底带2的频率F2为30HZ；底带2和提升带4运转将喂料机1内储存的大部分烟丝依次运送至提升带4、定量管5内；
定量管5利用两侧的光栅检测定量管5是否被填充满，若是，喂料机1预填充阶段结束；若否，则控制喂料机1继续预填充，直至两侧的光栅检测到定量管5被填充满后，喂料机1预填充阶段结束，设备进入正式生产模式。
当喂料机1进入“有残丝”状态时，由于预填充阶段提升带4和底带2运行频率较高，所以预填充阶段用时较少，喂料机1内烟丝仓储量减少，入口流量和出口流量的差值为100Kg/h，一批产品生产用时2h，预填充阶段结束后喂料机1基本为拉空，剩余空间可存储烟丝大于200Kg，所以有残丝的产品生产过程中不会出现喂料机1被填充满的情况。
当喂料机1进入“无残丝”状态时，由于上料阶段提升带4和底带2运行频率较低，所以预填充阶段用时较长，喂料机1有更多的时间存储烟丝，入口流量和出口流量的差值为-100Kg/h，一批产品生产用时2h，预填充阶段结束后喂料机1内烟丝仓储量较多，所存储的烟丝大于200Kg，所以无残丝的产品生产过程中不会出现喂料机被拉空的情况。
实施例4
该实施例中使用的喂料机1的型号为SWZ08，提升机型号为SDT16。
A：人工点击喂料机1上的控制按钮“线启动”，喂料机1进入自动运行模式；
B：PLC控制器通过程序判定此批产品需要掺配残丝，并采集喂料机1的运行状态：当此批产品需要掺配残丝时，喂料机1则进入“有残丝”状态；当此批产品不需要掺配残丝时，喂料机1则进入“无残丝”状态；
C：当喂料机1进入“有残丝”状态时，PLC控制器控制铺料高度H1为70cm，喂料机1开始进料，喂料机1通过超声波传感器6检测喂料机1的铺料高度，并将铺料高度输入到PLC控制器；
当喂料机1进入“无残丝”状态时，PLC控制器控制铺料高度H2为90cm，喂料机1开始进料，喂料机1通过超声波传感器6检测喂料机1的铺料高度，并将铺料高度输入到PLC控制器；
D：喂料机1利用半满光电管3判断喂料机1进料是否处于半满状态，若是，底带2和提升带4开始运行，喂料机1进入预填充阶段；若否，喂料机1则继续进料直至半满光电管3检测到喂料机1处于半满状态；
E：当喂料机1进入“有残丝”状态时，PLC控制器控制提升带4的频率f1为35HZ，底带2的频率F1为40HZ；底带2和提升带4运转将喂料机1内储存的大部分烟丝依次运送至提升带4、定量管5内；
当喂料机1进入“无残丝”状态时，PLC控制器控制提升带4的频率f2为20HZ，底带2的频率F2为25HZ；底带2和提升带4运转将喂料机1内储存的大部分烟丝依次运送至提升带4、定量管5内；
定量管5利用两侧的光栅检测定量管5是否被填充满，若是，喂料机1预填充阶段结束；若否，则控制喂料机1继续预填充，直至两侧的光栅检测到定量管5被填充满后，喂料机1预填充阶段结束，设备进入正式生产模式。
当喂料机1进入“有残丝”状态时，由于预填充阶段提升带4和底带2运行频率较高，所以预填充阶段用时较少，喂料机1内烟丝仓储量减少，入口流量和出口流量的差值为100Kg/h，一批产品生产用时2h，预填充阶段结束后喂料机1基本为拉空，剩余空间可存储烟丝大于200Kg，所以有残丝的产品生产过程中不会出现喂料机1被填充满的情况。
当喂料机1进入“无残丝”状态时，由于上料阶段提升带4和底带2运行频率较低，所以预填充阶段用时较长，喂料机1有更多的时间存储烟丝，入口流量和出口流量的差值为-100Kg/h，一批产品生产用时2h，预填充阶段结束后喂料机1内烟丝仓储量较多，所存储的烟丝大于200Kg，所以无残丝的产品生产过程中不会出现喂料机被拉空的情况。
上述实施例的有无残丝的状态判定、设备数据赋值、状态切换等逻辑控制均通过可编程逻辑控制器PLC实现。
通过上述实施例表明，由于因喂料机1被填充满导致的上游设备停机明显减少，由最初的每批一次降低至每100批不足一次，同时因喂料机1被拉空导致的下游流量不稳定明显减少，质量管控系统统计的参数中，过程控制能力指数Cpk值提高至1.33以上，较好的稳定了物料流量，为整体加香的稳定性提供保障，产品内在品质得到显著提升。
