袁興張樂(lè)年聞平

（1.大樹(shù)智能科技（南京）有限公司，南京 211100；2.南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院，南京 211100）

煙片振動(dòng)分選系統(tǒng)是檢測(cè)分析評(píng)價(jià)煙廠卷煙生產(chǎn)水平質(zhì)量的重要檢測(cè)分析設(shè)備，該系統(tǒng)檢測(cè)分析得到數(shù)據(jù)的可靠有效性，對(duì)煙廠工藝部門(mén)評(píng)價(jià)卷煙生產(chǎn)的質(zhì)量水平非常關(guān)鍵。而該檢測(cè)分析系統(tǒng)中的自動(dòng)喂料補(bǔ)料攤薄系統(tǒng)對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)的有效可靠性具有關(guān)鍵作用。

自動(dòng)喂料補(bǔ)料攤薄系統(tǒng)具有自動(dòng)喂料、補(bǔ)料、攤薄、稱重、回料的功能，能提高煙片振動(dòng)分選系統(tǒng)檢測(cè)分析的可靠有效性，提升煙廠工藝檢測(cè)分析的水準(zhǔn)。

1 煙片振動(dòng)分選機(jī)系統(tǒng)和自動(dòng)喂料補(bǔ)料攤薄系統(tǒng)簡(jiǎn)介

1.1 煙片振動(dòng)分選系統(tǒng)

煙片振動(dòng)分選系統(tǒng)是煙廠工藝部分用來(lái)評(píng)價(jià)檢測(cè)卷煙生產(chǎn)水平質(zhì)量的核心檢測(cè)分析系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過(guò)五層振動(dòng)篩網(wǎng)得到煙片中不同大小煙片的含量，得到煙片的大中片含量，從而來(lái)評(píng)價(jià)煙片生產(chǎn)工藝質(zhì)量水平。

該系統(tǒng)主要包含進(jìn)料系統(tǒng)、喂料補(bǔ)料攤薄系統(tǒng)、稱重系統(tǒng)、篩分系統(tǒng)、回料系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)、電控系統(tǒng)。圖1為煙片振動(dòng)分選系統(tǒng)整體布局圖。

圖1 煙片振動(dòng)分選系統(tǒng)整體布局圖

1.2 自動(dòng)喂料補(bǔ)料攤薄系統(tǒng)

自動(dòng)喂料補(bǔ)料攤薄系統(tǒng)在煙片振動(dòng)分選系統(tǒng)中具有關(guān)鍵作用，該系統(tǒng)功能的可靠有效性對(duì)檢測(cè)分析得到數(shù)據(jù)具有重要作用。該系統(tǒng)具有自動(dòng)喂料、補(bǔ)料、攤薄、稱重、回料功能。

該系統(tǒng)主要由變頻喂料皮帶、步進(jìn)輸送皮帶、皮帶稱重系統(tǒng)、軟件分析系統(tǒng)、回料系統(tǒng)構(gòu)成。系統(tǒng)是一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)，能對(duì)采樣取到的煙片自動(dòng)均勻攤薄輸送到步進(jìn)皮帶上，均勻喂料直到滿足檢測(cè)采樣總重量的要求，如果喂料總重量不足后續(xù)還可以進(jìn)行補(bǔ)料，檢測(cè)分析結(jié)束后能自動(dòng)將多余的采樣煙片回送到現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)線上。圖2為自動(dòng)喂料補(bǔ)料攤薄系統(tǒng)框架圖。

圖2 自動(dòng)喂料補(bǔ)料攤薄系統(tǒng)框架圖

1.3 皮帶稱重系統(tǒng)

皮帶稱重系統(tǒng)在自動(dòng)喂料補(bǔ)料攤薄系統(tǒng)具有重要作用，它能實(shí)時(shí)將稱重?cái)?shù)據(jù)傳送給軟件系統(tǒng)來(lái)判斷是否喂料滿足要求、補(bǔ)料是否滿足要求。其主要由四個(gè)波紋稱重傳感器、信號(hào)匯集系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)傳送系統(tǒng)等構(gòu)成。

2 自動(dòng)喂料補(bǔ)料攤薄系統(tǒng)的原理與實(shí)現(xiàn)

2.1 系統(tǒng)運(yùn)行構(gòu)成

圖3為自動(dòng)喂料補(bǔ)料攤薄系統(tǒng)的原理構(gòu)成框架圖，該系統(tǒng)主要由變頻喂料皮帶、步進(jìn)輸送皮帶、皮帶稱重系統(tǒng)、軟件計(jì)算控制系統(tǒng)、回料系統(tǒng)等構(gòu)成，系統(tǒng)是一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)。

軟件計(jì)算控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集皮帶稱重信號(hào)、步進(jìn)速度、變頻皮帶速度值，通過(guò)閉環(huán)計(jì)算分析輸出實(shí)時(shí)步進(jìn)速度、變頻速度值，讓煙片均勻的攤薄輸送在步進(jìn)輸送皮帶上，滿足煙片振動(dòng)分選系統(tǒng)的功能要求。

圖3 自動(dòng)喂料補(bǔ)料攤薄系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)圖

2.2 系統(tǒng)運(yùn)行原理

自動(dòng)喂料補(bǔ)料攤薄系統(tǒng)是一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)。軟件計(jì)算控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集皮帶稱重信號(hào)、步進(jìn)速度、變頻數(shù)值，通過(guò)計(jì)算分析實(shí)時(shí)調(diào)整輸出步進(jìn)速度、變頻數(shù)值、啟停信號(hào)，來(lái)閉環(huán)實(shí)時(shí)控制喂料補(bǔ)料皮帶、步進(jìn)輸送皮帶，滿足煙片均勻攤薄在步進(jìn)輸送皮帶上，并達(dá)到系統(tǒng)采樣總重量的要求。

喂料皮帶、步進(jìn)皮帶根據(jù)軟件控制系統(tǒng)輸出的速度控制值、啟停信號(hào)，同步協(xié)調(diào)的進(jìn)行均勻攤薄喂料煙片給輸送皮帶，皮帶稱重信號(hào)實(shí)時(shí)傳送給軟件計(jì)算控制系統(tǒng)來(lái)分析喂料是否滿足采樣總重量要求，如果喂料不足，喂料皮帶再補(bǔ)料給步進(jìn)皮帶，直到滿足煙片采樣總重量的要求。

在煙片振動(dòng)分選系統(tǒng)運(yùn)行完成后，自動(dòng)喂料補(bǔ)料系統(tǒng)會(huì)將剩余的煙片回送到現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)流水線上。

2.3 系統(tǒng)軟件控制實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)軟件控制采用工程控制中常用的PID調(diào)節(jié)控制，PID調(diào)節(jié)控制以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好、工作可靠、調(diào)整方便而成為工業(yè)控制的主要技術(shù)之一。

本文控制系統(tǒng)采用工程整定方法來(lái)整定PID調(diào)節(jié)控制器比例系數(shù)、積分時(shí)間和微分時(shí)間的值。

控制系統(tǒng)的目標(biāo)給定為目標(biāo)皮帶稱重值、步進(jìn)目標(biāo)速度、變頻目標(biāo)值，反饋為皮帶稱重實(shí)時(shí)值、步進(jìn)速度實(shí)時(shí)值、變頻實(shí)時(shí)值，PID調(diào)節(jié)器根據(jù)以上數(shù)據(jù)和工程經(jīng)驗(yàn)控制系數(shù)來(lái)實(shí)時(shí)整定步進(jìn)給定速度、變頻給定速度，直到滿足控制系統(tǒng)的稱重總重量值、均勻攤薄要求。

2.4 系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用

自動(dòng)喂料補(bǔ)料攤薄系統(tǒng)能滿足煙片振動(dòng)分選系統(tǒng)的功能要求。該系統(tǒng)滿足均勻喂料、補(bǔ)料、回料、稱重的功能要求，滿足煙片采樣總重量的要求，能提升煙片振動(dòng)分選系統(tǒng)檢測(cè)分析的性能，提高檢測(cè)分析數(shù)據(jù)的可靠有效性。

該系統(tǒng)運(yùn)行于現(xiàn)場(chǎng)煙片振動(dòng)分選產(chǎn)品中，運(yùn)行效果明顯，滿足了煙片振動(dòng)分選系統(tǒng)檢測(cè)分析工藝要求。圖4為自動(dòng)喂料補(bǔ)料攤薄系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行產(chǎn)品中的運(yùn)行效果圖。

圖4 自動(dòng)喂料補(bǔ)料系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果圖

3 結(jié)論

煙片振動(dòng)分選系統(tǒng)是煙廠卷煙生產(chǎn)的重要檢測(cè)分析設(shè)備，該設(shè)備的性能直接關(guān)系到煙廠工藝部門(mén)檢測(cè)評(píng)價(jià)水平，而自動(dòng)喂料補(bǔ)料攤薄系統(tǒng)在煙片振動(dòng)分選系統(tǒng)中處于一個(gè)關(guān)鍵功能，它能進(jìn)一步提升煙片生產(chǎn)檢測(cè)分析水平，提升檢測(cè)分析數(shù)據(jù)的有效可靠性。

自動(dòng)喂料補(bǔ)料攤薄系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況表明該系統(tǒng)能滿足提升煙片振動(dòng)分選系統(tǒng)的功能，能進(jìn)一步提升煙廠卷煙生產(chǎn)和工藝檢測(cè)水平，實(shí)際應(yīng)用效果優(yōu)良。

[1]波紋管稱重傳感器產(chǎn)品技術(shù)手冊(cè)[Z].TEDEA(美國(guó))稱重設(shè)備系公司, 2011.

[2]稱重信號(hào)處理產(chǎn)品技術(shù)手冊(cè)[Z].TEDEA(美國(guó))稱重設(shè)備系公司, 2011.

[3]煙片振動(dòng)分選機(jī)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:國(guó)家煙草專賣局,2010.

[4]于長(zhǎng)官.現(xiàn)代控制理論[M].哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2005.

[5]煙片在線振動(dòng)分選機(jī)技術(shù)手冊(cè)[Z].南京:大樹(shù)智能科技(南京)有限公司, 2011.

[6]西門(mén)子自動(dòng)化產(chǎn)品技術(shù)手冊(cè)[Z].北京:西門(mén)子(中國(guó))有限公司, 2010.