[发明专利]卷烟机送丝管风速平衡方法及单元控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及管道风力输送技术领域，特别是一种实现卷烟机送丝管风速平衡方法及单元控制装置。

背景技术

目前，卷烟机风力送丝系统在卷烟厂的应用已占领绝对主导地位，风力送丝系统是由风机、除尘器、管网、喂丝机、风力平衡设备和多台卷烟机组成。风力平衡设备是卷烟机风力送丝系统风力平衡、风速稳定控制的关键设备，它是对卷烟机回风管风速采用实时检测和风力平衡措施来实现输送烟丝速度的稳定控制、降低烟丝造碎的目的。

每台卷烟机的风力平衡设备一般包含回风管孔板式流量计、电动调节阀、分布式I/O站、管道、传感器及附件等，他们以分散的方式安装在卷烟机回风管上及附近。风力平衡方法是：采用分布式I/O控制系统，以卷烟机回风管风速作为过程控制的对象，测量回风管风速，采用回风管风速作为PID闭环控制的反馈信号，根据风速测量值与设定值的偏差，通过程序计算并输出信号自动控制电动调节阀，调节阀门开度达到稳定回风管风速的目的，从而实现卷烟机风力送丝风力平衡与送丝管风速的基本稳定。

目前的风力平衡方法是采用回风管风速作为过程控制的对象，属于间接实现送丝管内风速稳定，它存在如下不足：1）由于卷烟机吸丝斗漏风的存在且漏风率的随机性，其实送丝管风速控制的稳定性并不真实；2）由于电动调节阀执行动作慢，其慢特性导致风速调节响应滞后，控制精度低；3）由于分布式I/O控制系统是基于总线网络的，卷烟机安全送丝和风速稳定性对网络的稳定性要求极高，独立性和稳定性不足。因此目前风力平衡方法不能满足卷烟机风力送丝系统风力平衡的精细化控制要求。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种卷烟机送丝管风速平衡方法及单元控制装置。

本发明的技术方案是：一种卷烟机送丝管风速平衡方法，在卷烟机的回风管上安装一台单元控制装置，与原安装在卷烟机送丝管上的丝管风速流量计形成一个闭环的控制回路，送丝管与卷烟机上吸丝斗的进风口连接，回风管与吸丝斗的出风口连接，以单台卷烟机作为一个控制单元，直接采集送丝管的风速和回风管的风速，以送丝管风速作为PID闭环控制的反馈信号，采用单元控制装置直接控制送丝管风速，实现卷烟机风力送丝风力平衡的精细化控制。

单元控制装置从卷烟机获取工作电源，既能够独立工作又能联网到中央控制器或上位机实现集中数据采集和远程监控的功能。

其具体控制过程如下：

A、丝管风速流量计测量送丝管风速，单元控制装置中的孔板流量计测量回风管风速，根据送丝管和回风管的管径计算出送丝管的风量Q1和回风管的风量Q2，吸丝斗的漏风量为Q3，Q2 =Q1+Q3，吸丝斗的漏风率为K，K=（Q2- Q1）/Q2，由单元控制装置中的控制器根据Q2、Q1及Q3计算得出漏风率K，当漏风率K高出设定漏风率上限0.2，单元控制装置就会发出漏风报警信号，提醒维护；

B、将丝管风速流量计测量的送丝管的风速信号送入单元控制装置中的控制器，以送丝管风速作为PID闭环控制的反馈信号，控制器将送丝管风速与送丝管设定风速进行比较，经计算并输出信号控制单元控制装置中的伺服驱动装置，通过伺服驱动装置快速调节调节阀的阀门开度，使得卷烟机送丝管的风速快速稳定在设定的范围之内，从而实现风力送丝系统丝管风速稳定的闭环控制；

C、丝管风速流量计内的压力传感器检测送丝管内压力值，将压力信号送入单元控制装置中的控制器，控制器根据其压力值变化趋势、风速大小来进行判断，在送丝过程中压力突然升高且风速突然下降，即判断为送丝管处于堵丝状态，控制器就会控制单元控制装置中的伺服驱动装置快速开/关调节阀，连续执行快速开/关二次，控制器检测判断恢复正常就进入正常送丝，如判断还处于堵丝状态，控制器会再执行一遍上述操作，从而达到疏通送丝管的目的；判断疏通二遍还处于堵塞状态，则输出报警信号，提醒人工干预；当正常生产过程吸丝时间若连续三次达到最大吸丝时间且待机时间为零，判断为供丝不足，则报警并提示操作维护人员关注检查该吸丝斗、送丝管路和喂丝机等，避免因缺丝引起卷烟机停机故障。

上述方法采用的单元控制装置包括外壳、带安装挂钩的气流进口端盖、风力管道、第一压差取样器、第二压差取样器安装座、孔板流量计、第二压差取样器、控制器、伺服驱动装置、调节阀、带安装挂钩的气流出口端盖、第一压差取样器安装座及控制器安装座。

控制器包括CPU、输入输出模块、脉冲模块及通讯模块。

伺服驱动装置包括交流伺服控制器、齿形传动皮带、交流伺服电机及编码器。

调节阀包括调节蝶阀和零位开关。

孔板流量计包括孔板和压差变送器。