煙草物料干物質(zhì)稱量裝置及工藝過程控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種煙草物料干物質(zhì)稱量裝置及工藝過程控制方法，裝置包括具有傳送煙草物料的皮帶的電子皮帶秤和水分儀，電子皮帶秤包括速度編碼器、稱重傳感器和控制器，水分儀設(shè)置在電子皮帶秤上方，檢測皮帶上傳送的煙草物料的水分，控制器與速度編碼器、稱重傳感器和水分儀進(jìn)行通信連接，獲得實(shí)際的干物質(zhì)瞬時流量和干物質(zhì)累積流量，速度編碼器設(shè)置在皮帶的一側(cè)，檢測皮帶的運(yùn)行速度，稱重傳感器設(shè)置在皮帶承受煙草物料的一側(cè)的下方，檢測皮帶上傳送的煙草物料的瞬時荷重。本發(fā)明裝置能夠有效地對煙草物料中干物質(zhì)進(jìn)行稱量，而工藝過程控制方法能夠提高煙草加工工藝過程控制的精細(xì)程度和均勻性。
【專利說明】煙草物料干物質(zhì)稱量裝置及工藝過程控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及煙草加工領(lǐng)域，尤其涉及一種煙草物料干物質(zhì)稱量裝置及工藝過程控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在煙草加工中，存在多道工序?qū)煵菸锪线M(jìn)行增溫、增濕操作，而由于煙草物料的產(chǎn)地、等級、部位等方面存在差異，導(dǎo)致煙草物料的吸濕性不同，因此在煙草生產(chǎn)加工過程中煙草物料水分波動比較大。這種水分的偏差最終在烘絲工序中進(jìn)行水分去除，使煙草物料均達(dá)到同一標(biāo)準(zhǔn)水分。
[0003]在工藝流程中，必不可少的需要向煙草物料中添加料液，而傳統(tǒng)的加料系統(tǒng)是根據(jù)煙草物料瞬時流量進(jìn)行料液的定比噴灑，水分的高低將會導(dǎo)致煙草物料的重量差異。如果物料的水分較高，即實(shí)際干物質(zhì)較少，則添加完料液的煙草物料經(jīng)烘絲工序后，就會出現(xiàn)干物質(zhì)相對加料比例過多；如果物料的水分較低，即實(shí)際干物質(zhì)較多，則添加完料液的煙草物料經(jīng)烘絲工序后，就會出現(xiàn)干物質(zhì)相對加料比例過少。為了使烘絲工序后的煙草物料的干物質(zhì)相對加料比例合適，就需要在添加料液工序中對煙草物料的干物質(zhì)按照不同比例來添加料液，這造成添加料液工序的控制過程均勻性差，精細(xì)化程度比較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提出一種煙草物料干物質(zhì)稱量裝置，能夠有效地對煙草物料中干物質(zhì)進(jìn)行稱量。
[0005]本發(fā)明的另一目的是提出一種基于煙草物料干物質(zhì)稱量裝置的工藝過程控制方法，能夠提高煙草加工工藝過程控制的精細(xì)程度和均勻性。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種煙草物料干物質(zhì)稱量裝置，包括具有傳送煙草物料的皮帶的電子皮帶秤和水分儀，所述電子皮帶秤包括速度編碼器、稱重傳感器和控制器，所述水分儀設(shè)置在所述電子皮帶秤上方，檢測所述皮帶上傳送的煙草物料的水分，所述控制器與所述速度編碼器、所述稱重傳感器和所述水分儀進(jìn)行通信連接，獲得實(shí)際的干物質(zhì)瞬時流量和干物質(zhì)累積流量，所述速度編碼器設(shè)置在所述皮帶的一側(cè)，檢測所述皮帶的運(yùn)行速度，所述稱重傳感器設(shè)置在所述皮帶承受所述煙草物料的一側(cè)的下方，檢測所述皮帶上傳送的煙草物料的瞬時荷重。
[0007]進(jìn)一步的，所述水分儀為紅外水分儀，所述水分儀的紅外水分探頭指向所述皮帶上傳送的煙草物料。
[0008]進(jìn)一步的，所述控制器具體包括:
[0009]皮帶運(yùn)行速度獲取單元，用于接收所述速度編碼器傳送的所述皮帶的運(yùn)行速度V的信號；
[0010]物料瞬時荷重獲取單元，用于接收所述稱重傳感器傳送的所述皮帶上傳送的煙草物料的瞬時荷重F的信號；[0011]物料水分獲取單元，用于接收所述水分儀傳送的所述皮帶上傳送的煙草物料的水分實(shí)測值M的信號；
[0012]干物質(zhì)瞬時流量計算單元，用于根據(jù)所述運(yùn)行速度V、瞬時荷重F和水分實(shí)測值M計算干物質(zhì)瞬時流量P，計算公式為:
[0013]P=F*V* (1-M)；
[0014]干物質(zhì)累積流量計算單元，用于對所述干物質(zhì)瞬時流量P進(jìn)行基于時間的積分，獲得干物質(zhì)累積流量W，計算公式為:
[0015]W= / Pdt= / F*V* (1-M) dt。
[0016]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了 一種基于煙草物料干物質(zhì)稱量裝置的工藝過程控制方法，包括:
[0017]根據(jù)所述煙草物料干物質(zhì)稱量裝置確定通過電子皮帶秤的煙草物料的實(shí)際的干物質(zhì)瞬時流量和干物質(zhì)累積流量；
[0018]根據(jù)所述煙草物料在稱量后的工序階段確定對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)水分；
[0019]根據(jù)所述干物質(zhì)瞬時流量和所述標(biāo)準(zhǔn)水分折算所述煙草物料在標(biāo)準(zhǔn)水分下的瞬時流量；
[0020]根據(jù)所述干物質(zhì)累積流量和所述標(biāo)準(zhǔn)水分折算所述煙草物料在標(biāo)準(zhǔn)水分下的累積流量；
[0021]根據(jù)折算后的所述煙草物料在標(biāo)準(zhǔn)水分下的瞬時流量和累積流量在所述稱量后的工序階段進(jìn)行工藝過程控制。
[0022]進(jìn)一步的，所述標(biāo)準(zhǔn)水分預(yù)先根據(jù)所述稱量后的工序階段對應(yīng)的工藝點(diǎn)加工要求進(jìn)行設(shè)定。
[0023]進(jìn)一步的，所述根據(jù)所述干物質(zhì)瞬時流量和所述標(biāo)準(zhǔn)水分折算所述煙草物料在標(biāo)準(zhǔn)水分下的瞬時流量的操作具體為:
[0024]根據(jù)所述干物質(zhì)瞬時流量P和所述標(biāo)準(zhǔn)水分Ms折算所述煙草物料在標(biāo)準(zhǔn)水分Ms下的瞬時流量Pms，計算公式為:
[0025]Pms=P/ (1-Ms) =F*V* (1-M)/ (1-Ms)。
[0026]進(jìn)一步的，所述根據(jù)所述干物質(zhì)累積流量和所述標(biāo)準(zhǔn)水分折算所述煙草物料在標(biāo)準(zhǔn)水分下的累積流量的操作具體為:
[0027]根據(jù)所述干物質(zhì)累積流量W和所述標(biāo)準(zhǔn)水分Ms折算所述煙草物料在標(biāo)準(zhǔn)水分Ms下的累積流量Wms，計算公式為:
[0028]Wms= / P/(1-Ms) dt= / F*V* (1_M) / (l_Ms) dt。
[0029]進(jìn)一步的，所述稱量后的工序階段為料液添加工序，所述根據(jù)折算后的所述煙草物料在標(biāo)準(zhǔn)水分下的瞬時流量和累積流量在所述稱量后的工序階段進(jìn)行工藝過程控制的操作具體為:
[0030]在所述煙草物料進(jìn)行到料液添加工序時，按照折算后的所述煙草物料在標(biāo)準(zhǔn)水分下的瞬時流量和累積流量來進(jìn)行料液的定比噴灑。
[0031]基于上述技術(shù)方案，本發(fā)明的煙草物料干物質(zhì)稱量裝置能夠通過電子皮帶秤上的速度編碼器和稱重傳感器以及水分儀所檢測到的信號來獲得煙草物料所對應(yīng)的實(shí)際的干物質(zhì)瞬時流量和累積流量，而得到的干物質(zhì)瞬時流量和累積流量可以在稱量后的工序階段折算成工序階段所對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)水分下的瞬時流量和累積流量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)基于標(biāo)準(zhǔn)水分的工藝過程控制，提高煙草加工工藝過程控制的精細(xì)程度和均勻性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0033]圖1為本發(fā)明煙草物料干物質(zhì)稱量裝置的一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]圖2為本發(fā)明煙草物料干物質(zhì)稱量裝置實(shí)施例中控制器的控制原理示意圖。
[0035]圖3為基于本發(fā)明煙草物料干物質(zhì)稱量裝置實(shí)施例的工藝過程控制方法的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]下面通過附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0037]首先介紹一下干物質(zhì)的概念，干物質(zhì)是指煙草物料中去除水分后所有的物質(zhì)如脂肪、蛋白質(zhì)、碳水化合物和礦物鹽的總和。
[0038]如圖1所示，為本發(fā)明煙草物料干物質(zhì)稱量裝置的一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。在本實(shí)施例中，煙草物料干物質(zhì)稱量裝置包括具有傳送煙草物料的皮帶5的電子皮帶秤和水分儀4，電子皮帶秤包括速度編碼器2、稱重傳感器3和控制器(圖中未示出)。水分儀4設(shè)置在電子皮帶秤上方，檢測皮帶5上傳送的煙草物料I的水分?？刂破髋c速度編碼器2、稱重傳感器3和水分儀4進(jìn)行通信連接，通過計算獲得實(shí)際的干物質(zhì)瞬時流量和干物質(zhì)累積流量。速度編碼器2設(shè)置在皮帶的一側(cè)，用來檢測皮帶5的運(yùn)行速度。稱重傳感器3設(shè)置在皮帶5承受煙草物料I的一側(cè)的下方，用來檢測皮帶5上傳送的煙草物料的瞬時荷重。
[0039]為了精確的確定煙草物料中的實(shí)際水分，優(yōu)選以紅外水分探頭進(jìn)行水分探測的紅外水分儀，該水分儀的紅外水分探頭指向皮帶5上傳送的煙草物料。
[0040]控制器可以根據(jù)電子皮帶秤上的稱量部件所提供的信號和水分儀提供的信號來進(jìn)行計算，確定出得實(shí)際的干物質(zhì)瞬時流量和干物質(zhì)累積流量?？刂破魉捎玫某绦蛩惴ň刹捎矛F(xiàn)有方式，以下本發(fā)明還提供了一種具體的控制器實(shí)例的控制原理的說明，控制器可采用可編程控制器、單片機(jī)、單板機(jī)等進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。
[0041]如圖2所示，為本發(fā)明煙草物料干物質(zhì)稱量裝置實(shí)施例中控制器的控制原理示意圖。在該控制器實(shí)例中，內(nèi)部可劃分為多個功能單元，包括:皮帶運(yùn)行速度獲取單元11、物料瞬時荷重獲取單元12、物料水分獲取單元13、干物質(zhì)瞬時流量計算單元14和干物質(zhì)累積流量計算單元15。其中，皮帶運(yùn)行速度獲取單元11負(fù)責(zé)接收速度編碼器2傳送的皮帶5的運(yùn)行速度V的信號。物料瞬時荷重獲取單元12負(fù)責(zé)接收稱重傳感器3傳送的皮帶5上傳送的煙草物料I的瞬時荷重F的信號。物料水分獲取單元13負(fù)責(zé)接收水分儀4傳送的皮帶5上傳送的煙草物料I的水分實(shí)測值M的信號。
[0042]干物質(zhì)瞬時流量計算單元14可以根據(jù)獲得的運(yùn)行速度V、瞬時荷重F和水分實(shí)測值M計算干物質(zhì)瞬時流量P，計算公式為:
[0043]p=F*V* (1-M)。而F*V即煙草物料的實(shí)際瞬時流量。
[0044]干物質(zhì)累積流量計算單元15可以對干物質(zhì)瞬時流量P進(jìn)行基于時間的積分，獲得干物質(zhì)累積流量W，計算公式為:
[0045]W= / Pdt= / F*V*(l-M)dt=2F*V*(l_M)*T。其中，T 為計算周期。
[0046]基于上述煙草物料干物質(zhì)稱量裝置實(shí)施例，本發(fā)明還提供了幾種工藝過程控制方法的實(shí)現(xiàn)流程，如圖3所示，為基于本發(fā)明煙草物料干物質(zhì)稱量裝置實(shí)施例的工藝過程控制方法的流程示意圖，該工藝過程控制方法包括以下步驟:
[0047]步驟101、根據(jù)所述煙草物料干物質(zhì)稱量裝置確定通過電子皮帶秤的煙草物料的實(shí)際的干物質(zhì)瞬時流量和干物質(zhì)累積流量；
[0048]步驟102、根據(jù)所述煙草物料在稱量后的工序階段確定對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)水分；
[0049]步驟103、根據(jù)所述干物質(zhì)瞬時流量和所述標(biāo)準(zhǔn)水分折算所述煙草物料在標(biāo)準(zhǔn)水分下的瞬時流量；
[0050]步驟104、根據(jù)所述干物質(zhì)累積流量和所述標(biāo)準(zhǔn)水分折算所述煙草物料在標(biāo)準(zhǔn)水分下的累積流量；
[0051]步驟105、根據(jù)折算后的所述煙草物料在標(biāo)準(zhǔn)水分下的瞬時流量和累積流量在所述稱量后的工序階段進(jìn)行工藝過程控制。
[0052]在上述步驟102中所提到的標(biāo)準(zhǔn)水分是根據(jù)工序階段的工藝點(diǎn)加工要求來確定的。在煙草加工中，每道工序所要求的標(biāo)準(zhǔn)水分是不一樣的，可能是19%，也可能是29%，也可能是其他的數(shù)值，標(biāo)準(zhǔn)水分是特定工藝點(diǎn)的理論水分值。這些工序?qū)?yīng)的標(biāo)準(zhǔn)水分可以在多次實(shí)際生產(chǎn)中確定出來，因此在步驟102中確定的標(biāo)準(zhǔn)水分要根據(jù)預(yù)先根據(jù)稱量后的工序階段對應(yīng)的工藝點(diǎn)加工要求進(jìn)行設(shè)定。
[0053]步驟103中可以根據(jù)干物質(zhì)瞬時流量P和標(biāo)準(zhǔn)水分Ms折算煙草物料在標(biāo)準(zhǔn)水分Ms下的瞬時流量Pms，計算公式為:
[0054]Pms=P/ (1-Ms) =F*V* (1-M)/ (1-Ms)。
[0055]而步驟104中可以根據(jù)干物質(zhì)累積流量W和標(biāo)準(zhǔn)水分Ms折算煙草物料在標(biāo)準(zhǔn)水分Ms下的累積流量WMs，計算公式為:
[0056]Wms= / P/ (1-Ms) dt= / F*V* (1_M) / (l_Ms) dt。
[0057]通過步驟103和步驟104就可以將煙草物料統(tǒng)一折算成某個工序階段在標(biāo)準(zhǔn)水分下的瞬時流量和累積流量，而利用折算后的瞬時流量和累積流量所進(jìn)行的工藝控制可以克服煙草物料因產(chǎn)地、等級、部位等方面的差異導(dǎo)致的吸濕性不同的問題。
[0058]仍以料液添加工序作為此處稱量后的工序階段的例子來進(jìn)行說明。在確定了料液添加工序的工藝點(diǎn)對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)水分為29，而本批煙草物料的實(shí)際水分為25，實(shí)際瞬時流量為2000kg/H，那么當(dāng)煙草物料進(jìn)行到料液添加工序時，則需要折算煙草物料在標(biāo)準(zhǔn)水分下的瞬時流量，即2000* (1-25%) / (1-29%) =2112kg/H,然后再根據(jù)該瞬時流量2112kg/H來進(jìn)行料液的定比噴灑，從而減少煙草物料水分波動大而對后續(xù)加工的影響。在其他工序中還可以用到累積流量，這里就不再另行舉例了。
[0059]通過前述對本發(fā)明煙草物料干物質(zhì)稱量裝置及工藝過程控制方法的說明，可以在稱量后的工序階段將煙草物料的水分波動排除在外，真正實(shí)現(xiàn)對各種不同的煙草物料的定比例工藝操作，獲得更精細(xì)的控制效果。
[0060]最后應(yīng)當(dāng)說明的是:以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制；盡管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:依然可以對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行修改或者對部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明請求保護(hù)的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種煙草物料干物質(zhì)稱量裝置，其特征在于，包括具有傳送煙草物料的皮帶的電子皮帶秤和水分儀，所述電子皮帶秤包括速度編碼器、稱重傳感器和控制器，所述水分儀設(shè)置在所述電子皮帶秤上方，檢測所述皮帶上傳送的煙草物料的水分，所述控制器與所述速度編碼器、所述稱重傳感器和所述水分儀進(jìn)行通信連接，獲得實(shí)際的干物質(zhì)瞬時流量和干物質(zhì)累積流量，所述速度編碼器設(shè)置在所述皮帶的一側(cè)，檢測所述皮帶的運(yùn)行速度，所述稱重傳感器設(shè)置在所述皮帶承受所述煙草物料的一側(cè)的下方，檢測所述皮帶上傳送的煙草物料的瞬時荷重。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙草物料干物質(zhì)稱量裝置，其特征在于，所述水分儀為紅外水分儀，所述水分儀的紅外水分探頭指向所述皮帶上傳送的煙草物料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙草物料干物質(zhì)稱量裝置，其特征在于，所述控制器具體包括: 皮帶運(yùn)行速度獲取單元，用于接收所述速度編碼器傳送的所述皮帶的運(yùn)行速度V的信號; 物料瞬時荷重獲取單元，用于接收所述稱重傳感器傳送的所述皮帶上傳送的煙草物料的瞬時荷重F的信號； 物料水分獲取單元，用于接收所述水分儀傳送的所述皮帶上傳送的煙草物料的水分實(shí)測值M的信號； 干物質(zhì)瞬時流量計算單元，用于根據(jù)所述運(yùn)行速度V、瞬時荷重F和水分實(shí)測值M計算干物質(zhì)瞬時流量P，計算公式為:
P=F*V*(1-M)； 干物質(zhì)累積流量計算單元，用于對所述干物質(zhì)瞬時流量P進(jìn)行基于時間的積分，獲得干物質(zhì)累積流量W，計算公式為:
W= / Pdt= / F*V*(1-M)dt。
4.一種基于權(quán)利要求1或2或3的煙草物料干物質(zhì)稱量裝置的工藝過程控制方法，其特征在于，包括: 根據(jù)所述煙草物料干物質(zhì)稱量裝置確定通過電子皮帶秤的煙草物料的實(shí)際的干物質(zhì)瞬時流量和干物質(zhì)累積流量； 根據(jù)所述煙草物料在稱量后的工序階段確定對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)水分； 根據(jù)所述干物質(zhì)瞬時流量和所述標(biāo)準(zhǔn)水分折算所述煙草物料在標(biāo)準(zhǔn)水分下的瞬時流量; 根據(jù)所述干物質(zhì)累積流量和所述標(biāo)準(zhǔn)水分折算所述煙草物料在標(biāo)準(zhǔn)水分下的累積流量; 根據(jù)折算后的所述煙草物料在標(biāo)準(zhǔn)水分下的瞬時流量和累積流量在所述稱量后的工序階段進(jìn)行工藝過程控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的工藝過程控制方法，其特征在于，所述標(biāo)準(zhǔn)水分預(yù)先根據(jù)所述稱量后的工序階段對應(yīng)的工藝點(diǎn)加工要求進(jìn)行設(shè)定。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的工藝過程控制方法，其特征在于，所述根據(jù)所述干物質(zhì)瞬時流量和所述標(biāo)準(zhǔn)水分折算所述煙草物料在標(biāo)準(zhǔn)水分下的瞬時流量的操作具體為: 根據(jù)所述干物質(zhì)瞬時流量P和所述標(biāo)準(zhǔn)水分Ms折算所述煙草物料在標(biāo)準(zhǔn)水分Ms下的瞬時流量Pms，計算公式為:
Pms=P/ (1-Ms) =F*V* (1-M)/ (1-Ms)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的工藝過程控制方法，其特征在于，所述根據(jù)所述干物質(zhì)累積流量和所述標(biāo)準(zhǔn)水分折算所述煙草物料在標(biāo)準(zhǔn)水分下的累積流量的操作具體為: 根據(jù)所述干物質(zhì)累積流量W和所述標(biāo)準(zhǔn)水分Ms折算所述煙草物料在標(biāo)準(zhǔn)水分Ms下的累積流量Wms，計算公式為:
Wms= / P/ (1-Ms) dt= / F*V* (1-M) / (1-Ms) dt。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的工藝過程控制方法，其特征在于，所述稱量后的工序階段為料液添加工序，所述根據(jù)折算后的所述煙草物料在標(biāo)準(zhǔn)水分下的瞬時流量和累積流量在所述稱量后的工序階段進(jìn)行工藝過程控制的操作具體為: 在所述煙草物料進(jìn)行到料液添加工序時，按照折算后的所述煙草物料在標(biāo)準(zhǔn)水分下的瞬時流量和累積流量來進(jìn) 行料液的定比噴灑。
【文檔編號】B65G47/00GK103892459SQ201410144857
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年4月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月10日
【發(fā)明者】劉雅君, 蘭志勇, 游文欣, 尤芳勝, 戴宇昕, 熊寧輝, 莊巖 申請人:廈門煙草工業(yè)有限責(zé)任公司