專利名稱：一種控制卷煙輸送和存儲的系統(tǒng)和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及巻煙生產(chǎn)技術領域，尤其涉及一種控制巻煙輸送和存儲的系統(tǒng) 和方法。
背景技術：
在巻煙生產(chǎn)的過程中，目前煙支的輸送和存儲設備包括以下幾種Match (YFll)、 Comflex (YF12)、 S90。
Match為80年代從國外引進的技術，機械、電氣系統(tǒng)運行存在不穩(wěn)定狀 況。在機械部分主要表現(xiàn)為 一些傳動元器件、軸承易磨損，翻盤不穩(wěn)定、卡
盤等現(xiàn)象。電氣部分主要表現(xiàn)為由于系統(tǒng)采用的是微機線路板造成控制系統(tǒng)
老化，運行不穩(wěn)定，元器件(如電機、線路板等)易損壞，故障率高。
Comflex是在Match的基礎上主要將控制系統(tǒng)進行了升級改造，控制系統(tǒng) 采用PLC控制，對機械部分的改動不大。同樣存在因動作復雜導致一些傳動元 器件、軸承易磨損，翻盤不穩(wěn)定、卡盤等現(xiàn)象，檢測元件易損壞。
S90是在Comflex的升級產(chǎn)品，簡化了很多動作，性能得到很大的提升。 但是產(chǎn)品的控制系統(tǒng)采用的是MKII線路板，而且驅(qū)動板采用的是意大利GD 公司自己生產(chǎn)的產(chǎn)品，不是工業(yè)級的產(chǎn)品，造成整個系統(tǒng)運行不穩(wěn)定，波動大， 影響煙支質(zhì)量，而且整個系統(tǒng)的監(jiān)測元件多，在煙支存儲量的計算、煙層高度 檢測方面電氣設計很不合理。
同時，S90的料位高度傳感器采用三個接近開關分度檢測，不僅造成料位 高度的不連續(xù)性，而且導致進入存儲器煙支不穩(wěn)定，影響煙支質(zhì)量；S90煙支 在提升過程中動作不連續(xù)，對上、下游設備的速度跟蹤不精確，導致煙支在傳
輸過程中質(zhì)量下降；S90檢測元器件多，故障點多，不便于維修；S90系統(tǒng)的 煙支存儲量是靠螺旋彈簧計算的，不僅精度差，而且故障率很高；S90缺少人 機界面，直觀性差，不利于生產(chǎn)調(diào)整和設備檢修，影響工作效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種控制巻煙輸送和存儲的系統(tǒng)和方法，能夠精確 計算煙支存儲量，運行穩(wěn)定，故障率低，而且能夠保證煙支在傳輸過程中的連 續(xù)穩(wěn)定，從而保證了煙支的質(zhì)量。
為達此目的，本發(fā)明采用以下技術方案
一種控制巻煙輸送和存儲的系統(tǒng)，包括電氣控制柜、電氣控制顯示終端、 控制網(wǎng)絡、存儲輸送伺服驅(qū)動裝置、電氣執(zhí)行機構和現(xiàn)場監(jiān)測元件，所述電氣 控制顯示終端位于所述電氣控制柜之上；所述電氣控制柜包括電氣控制單元； 所述現(xiàn)場監(jiān)測元件與所述電氣控制單元連接，用于采集數(shù)據(jù)并發(fā)給所述電氣控 制單元；所述電氣控制單元通過所述控制網(wǎng)絡分別與所述電氣控制顯示終端和 所述存儲輸送伺服驅(qū)動裝置連接，用于將所述電氣控制單元處理結(jié)果數(shù)據(jù)發(fā)送 給所述電氣控制顯示終端和所述存儲輸送伺服驅(qū)動裝置；所述存儲輸送伺服驅(qū) 動裝置與所述電氣執(zhí)行機構連接，用于控制所述電氣執(zhí)行機構。
所述電氣控制單元進一步包括中央控制單元、輸入輸出模塊和網(wǎng)絡通訊模 塊，所述中央控制單元用于系統(tǒng)控制和計算，并控制所述網(wǎng)絡通訊模塊，所述 輸入輸出模塊用于采集現(xiàn)場的數(shù)字量和模擬量信號，并發(fā)送給所述中央控制單 元，所述網(wǎng)絡通訊模塊與所述控制網(wǎng)絡連接，用于網(wǎng)絡通訊。
所述電氣控制顯示終端可以是工業(yè)計算機或者觸摸屏，用于輸入控制信號 和控制參數(shù)，并用于查詢和監(jiān)視系統(tǒng)工作狀態(tài)。
所述控制網(wǎng)絡還包括網(wǎng)絡適配單元，所述網(wǎng)絡適配單元用于擴展網(wǎng)絡控制 能力。
所述存儲輸送伺服驅(qū)動裝置進一步包括不少于兩個伺服驅(qū)動模塊，用于控 制所述電氣執(zhí)行機構。
所述電氣執(zhí)行機構進一步包括不少于兩個伺服電機。
所述現(xiàn)場監(jiān)測元件進一步包括絕對值編碼器、現(xiàn)場傳感器、料位傳感器和 速度監(jiān)測元件，所述絕對值編碼器用于采集設備位置信號，所述現(xiàn)場傳感器用 于監(jiān)測現(xiàn)場的工作狀態(tài)，所述料位傳感器用于采集料位高度，所述速度監(jiān)測元 件用于監(jiān)測上游設備和下游設備的速度信號。
一種控制巻煙輸送和存儲的方法，包括以下步驟
A、 現(xiàn)場監(jiān)測元件采集上游設備和下游設備的速度信號以及現(xiàn)場設備運作
參數(shù)；
B、 通過電氣控制顯示終端輸入控制指令和控制參數(shù)到電氣控制單元；
c、所述現(xiàn)場監(jiān)測元件將所述上游設備和下游設備的速度信號以及現(xiàn)場設
備運作參數(shù)發(fā)送給所述電氣控制單元；
D、 所述電氣控制進行處理后，將產(chǎn)生的控制參數(shù)發(fā)送給所述電氣控制顯 示終端和存儲輸送伺服驅(qū)動裝置；
E、 所述存儲輸送伺服驅(qū)動裝置控制電氣執(zhí)行機構動作；
F、 所述電氣控制顯示終端顯示工作狀態(tài)和所述控制參數(shù)。 步驟E進一步包括以下步驟
如果上游設備停機，控制煙支存儲器將其中的煙支輸送給下游設備，直到 所述煙支存儲器里沒有煙支或者低于預設值；
如果下游設備停機，控制所述煙支存儲器存儲上游設備輸送的煙支，直到 所述煙支存儲器里裝滿煙支或者高于預設值；
如果上游設備的速度大于下游設備的速度，控制所述煙支存儲器存儲上游 設備輸送的煙支，直到所述煙支存儲器里裝滿煙支或者高于預設值，并控制上 游設備停機；
如果上游設備的速度小于下游設備的速度，控制煙支存儲器將其中的煙支 輸送給下游設備，直到所述煙支存儲器里沒有煙支或者低于預設值，并控制下 游設備停機。
通過料位傳感器獲取所述煙支存儲器中煙支層的高度。
采用了本發(fā)明的技術方案，采用工業(yè)級的PLC和伺服控制器替代非工業(yè)級 的產(chǎn)品作為本系統(tǒng)的主要控制元件，不僅精度高、壽命長、運行穩(wěn)定，而且故 障率極低(小于1%);采用絕對值編碼器替代壓力彈簧來作為計算煙支存儲 量，精度高、運行穩(wěn)定、故障率低；減少檢測元件，故障點少，便于檢修；而 且簡化煙支傳輸?shù)膭幼?，這樣就更好的保證了煙支質(zhì)量；采用編碼器替代三個 接近開關作為料位傳感器，保證煙支煙支在傳輸過程中的連續(xù)穩(wěn)定，更好的保 證了煙支的質(zhì)量；增加人機界面，不僅整個煙支傳輸過程的參數(shù)都可以通過人 機界面對相關的參數(shù)進行調(diào)整，而且還可以通過人機界面顯示整個控制系統(tǒng)的 元器件診斷狀態(tài)，方便設備維護人員對設備進行檢修；人機界面的參數(shù)調(diào)整設 置了兩級密碼保護，這樣更便于生產(chǎn)管理和生產(chǎn)的連續(xù)穩(wěn)定性。


圖l是本發(fā)明具體實施方式
中控制巻煙輸送和存儲系統(tǒng)的結(jié)構示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖并通過具體實施方式
來進一步說明本發(fā)明的技術方案。 圖1是本發(fā)明具體實施方式
中控制巻煙輸送和存儲系統(tǒng)的結(jié)構示意圖。如 圖1所示，該控制巻煙輸送和存儲系統(tǒng)包括電氣控制柜20、電氣控制顯示終 端IO、控制網(wǎng)絡、存儲輸送伺服驅(qū)動裝置、電氣執(zhí)行機構和現(xiàn)場監(jiān)測元件。 其中，電氣控制柜包括電氣控制單元21，電氣控制單元進一步包括中央控制
單元212、輸入輸出模塊213和網(wǎng)絡通訊模塊211;存儲輸送伺服驅(qū)動裝置進
一步包括不少于兩個伺服驅(qū)動模塊31;電氣執(zhí)行機構進一步包括不少于兩個
伺服電機32;現(xiàn)場監(jiān)測元件進一步包括絕對值編碼器41、現(xiàn)場傳感器42、料 位傳感器44和速度監(jiān)測元件43。
電氣控制單元中的網(wǎng)絡通訊模塊受到中央控制單元控制，通過控制網(wǎng)絡與 電氣控制顯示終端連接，電氣控制顯示終端可以是工業(yè)計算機或者觸摸屏或者 其它顯示模板，位于電氣控制柜之上，用于輸入控制信號和控制參數(shù)，并用于 査詢和監(jiān)視整個巻煙輸送和存儲系統(tǒng)的工作狀態(tài)。通過該顯示終端，操作者可 以輸入控制信號和控制參數(shù)，并能夠操作、查詢和監(jiān)視系統(tǒng)工作狀態(tài)。高級管 理員同樣可以通過該顯示終端改變操作模式，實現(xiàn)調(diào)試、試運行、正常操作等 功能，以滿足各種不同層次的需要。
電氣控制單元中的中央控制單元用于系統(tǒng)控制和計算，通過控制網(wǎng)絡與作 為存儲輸送伺服驅(qū)動裝置的伺服驅(qū)動模塊連接，其中對于存儲器的驅(qū)動機構和 為之供給、傳輸?shù)目刂茩C構必須是同步的。
伺服驅(qū)動模塊與作為電氣執(zhí)行機構的伺服電機連接，控制其動作，以完成 不同的功能。
電氣控制單元中的輸入輸出模塊用于采集現(xiàn)場的數(shù)字量和模擬量信號，并 發(fā)送給中央控制單元，其通過控制網(wǎng)絡與現(xiàn)場監(jiān)測元件中的現(xiàn)場傳感器、料位 傳感器和速度監(jiān)測元件連接，現(xiàn)場傳感器用于監(jiān)測現(xiàn)場的工作狀態(tài)，料位傳感 器用于采集料位高度，速度監(jiān)測元件用于監(jiān)測上游設備和下游設備的速度信 號。電氣控制單元還與現(xiàn)場監(jiān)測元件中的絕對值編碼器連接，絕對值編碼器用 于采集設備位置信號。
控制網(wǎng)絡主要以雙絞線或者其它通訊電纜連接該系統(tǒng)的各個單元，可以通 過工業(yè)以太網(wǎng)或者現(xiàn)場網(wǎng)絡總線向電氣控制顯示終端、存儲輸送伺服驅(qū)動裝置 傳遞參數(shù)和控制信號，同時可以向電氣控制單元采集來自電氣控制顯示終端、
存儲輸送伺服驅(qū)動裝置和現(xiàn)場監(jiān)測元件的信號參數(shù)，并配置有網(wǎng)絡適配單元， 置于電氣控制柜內(nèi)，以擴展整個系統(tǒng)的網(wǎng)絡控制能力。 下面介紹控制巻煙輸送和存儲的流程
現(xiàn)場監(jiān)測元件采集上游設備和下游設備的速度信號以及現(xiàn)場設備運作參 數(shù)，對于上游的巻煙機和下游的包裝機，需要采集相關的速度信號進行計算， 而對于現(xiàn)場的設備，需要監(jiān)控幾乎所有的信號參數(shù)，包括煙層高度、電機速度 和狀態(tài)、設備的運行狀態(tài)和位置等，還包括操作人員的輸入?yún)?shù)、工藝要求等。
操作者通過電氣控制顯示終端輸入控制指令和控制參數(shù)到電氣控制單元， 控制本系統(tǒng)的停止、調(diào)試、手動及自動運行。
還可以通過現(xiàn)場監(jiān)測元件將上游設備和下游設備的速度信號以及現(xiàn)場設 備運作參數(shù)發(fā)送給電氣控制單元。
電氣控制進行處理后，將產(chǎn)生的控制參數(shù)發(fā)送給電氣控制顯示終端和存儲 輸送伺服驅(qū)動裝置。
存儲輸送伺服驅(qū)動裝置控制電氣執(zhí)行機構動作，其中通過料位傳感器獲取 煙支存儲器中煙支層的高度，當煙層高度超過設定值后啟動后續(xù)條件，對系統(tǒng) 的運行進行調(diào)節(jié)，保證系統(tǒng)運行連續(xù)穩(wěn)定。
如果上游設備停機，控制煙支存儲器將其中的煙支輸送給下游設備，直到 煙支存儲器里沒有煙支或者低于預設值。
如果下游設備停機，控制煙支存儲器存儲上游設備輸送的煙支，直到煙支 存儲器里裝滿煙支或者高于預設值。
如果上游設備的速度大于下游設備的速度，控制煙支存儲器存儲上游設備 輸送的煙支，直到煙支存儲器里裝滿煙支或者高于預設值，并控制上游設備停 機。
如果上游設備的速度小于下游設備的速度，控制煙支存儲器將其中的煙支 輸送給下游設備，直到煙支存儲器里沒有煙支或者低￥預設值，并控制下游設
備停機。
該系統(tǒng)的運行速度等多項參數(shù)可以根據(jù)不同的現(xiàn)場環(huán)境要求調(diào)節(jié)，一旦必 要的參數(shù)輸入，可以自動達到穩(wěn)定運行電氣控制顯示終端可以顯示工作狀態(tài)和 控制參數(shù)，并進行警報、控制參數(shù)等的輸入、顯示和存儲。
運用本發(fā)明后，在實際生產(chǎn)中的事故率明顯減少，同樣操作者的工作強度
明顯減少；操作者和高級管理員可以很容易的査看操作參數(shù)、生產(chǎn)記錄、故障 報警，大大提高了對巻煙和設備的監(jiān)控；不但提高了開機率，并且提高了上下 游相關設備的工作效率；可以大量的存儲煙支，存儲能力達到90000支，甚至 可以達到140000支以上；高速的存儲和輸送巻煙，速度可以達到6500支/分， 甚至可以到達16000支/分。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局 限于此，任何熟悉該技術的人在本發(fā)明所揭露的技術范圍內(nèi)，可輕易想到的變 化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應該 以權利要求的保護范圍為準。
權利要求
1、一種控制卷煙輸送和存儲的系統(tǒng)，其特征在于，包括電氣控制柜、電氣控制顯示終端、控制網(wǎng)絡、存儲輸送伺服驅(qū)動裝置、電氣執(zhí)行機構和現(xiàn)場監(jiān)測元件，所述電氣控制顯示終端位于所述電氣控制柜之上；所述電氣控制柜包括電氣控制單元；所述現(xiàn)場監(jiān)測元件與所述電氣控制單元連接，用于采集數(shù)據(jù)并發(fā)給所述電氣控制單元；所述電氣控制單元通過所述控制網(wǎng)絡分別與所述電氣控制顯示終端和所述存儲輸送伺服驅(qū)動裝置連接，用于將所述電氣控制單元處理結(jié)果數(shù)據(jù)發(fā)送給所述電氣控制顯示終端和所述存儲輸送伺服驅(qū)動裝置；所述存儲輸送伺服驅(qū)動裝置與所述電氣執(zhí)行機構連接，用于控制所述電氣執(zhí)行機構。
2、 根據(jù)權利要求1所述的一種控制巻煙輸送和存儲的系統(tǒng)，其特征在于， 所述電氣控制單元進一步包括中央控制單元、輸入輸出模塊和網(wǎng)絡通訊模塊， 所述中央控制單元用于系統(tǒng)控制和計算，并控制所述網(wǎng)絡通訊模塊，所述輸入 輸出模塊用于采集現(xiàn)場的數(shù)字量和模擬量信號，并發(fā)送給所述中央控制單元， 所述網(wǎng)絡通訊模塊與所述控制網(wǎng)絡連接，用于網(wǎng)絡通訊。
3、 根據(jù)權利要求1所述的一種控制巻煙輸送和存儲的系統(tǒng)，其特征在于， 所述電氣控制顯示終端可以是工業(yè)計算機或者觸摸屏，用于輸入控制信號和控 制參數(shù)，并用于査詢和監(jiān)視系統(tǒng)工作狀態(tài)。
4、 根據(jù)權利要求1所述的一種控制巻煙輸送和存儲的系統(tǒng)，其特征在于， 所述控制網(wǎng)絡還包括網(wǎng)絡適配單元，所述網(wǎng)絡適配單元用于擴展網(wǎng)絡控制能 力。
5、 根據(jù)權利要求1所述的一種控制巻煙輸送和存儲的系統(tǒng)，其特征在于， 所述存儲輸送伺服驅(qū)動裝置進一步包括不少于兩個伺服驅(qū)動模塊，用于控制所 述電氣執(zhí)行機構。
6、 根據(jù)權利要求1所述的一種控制巻煙輸送和存儲的系統(tǒng)，其特征在于， 所述電氣執(zhí)行機構進一步包括不少于兩個伺服電機。
7、 根據(jù)權利要求1所述的一種控制巻煙輸送和存儲的系統(tǒng)，其特征在于， 所述現(xiàn)場監(jiān)測元件進一步包括絕對值編碼器、現(xiàn)場傳感器、料位傳感器和速度 監(jiān)測元件，所述絕對值編碼器用于采集設備位置信號，所述現(xiàn)場傳感器用于監(jiān) 測現(xiàn)場的工作狀態(tài)，所述料位傳感器用于采集料位高度，所述速度監(jiān)測元件用 于監(jiān)測上游設備和下游設備的速度信號。
8、 一種控制巻煙輸送和存儲的方法，其特征在于，包括以下步驟-A、 現(xiàn)場監(jiān)測元件采集上游設備和下游設備的速度信號以及現(xiàn)場設備運作 參數(shù)；B、 通過電氣控制顯示終端輸入控制指令和控制參數(shù)到電氣控制單元；C、 所述現(xiàn)場監(jiān)測元件將所述上游設備和下游設備的速度信號以及現(xiàn)場設 備運作參數(shù)發(fā)送給所述電氣控制單元；D、 所述電氣控制進行處理后，將產(chǎn)生的控制參數(shù)發(fā)送給所述電氣控制顯 示終端和存儲輸送伺服驅(qū)動裝置；E、 所述存儲輸送伺服驅(qū)動裝置控制電氣執(zhí)行機構動作；F、 所述電氣控制顯示終端顯示工作狀態(tài)和所述控制參數(shù)。
9、 根據(jù)權利要求8所述的一種控制巻煙輸送和存儲的方法，其特征在于， 步驟E進一步包括以下步驟如果上游設備停機，控制煙支存儲器將其中的煙支輸送給下游設備，直到 所述煙支存儲器里沒有煙支或者低于預設值；如果下游設備停機，控制所述煙支存儲器存儲上游設備輸送的煙支，直到 所述煙支存儲器里裝滿煙支或者高于預設值；如果上游設備的速度大于下游設備的速度，控制所述煙支存儲器存儲上游 設備輸送的煙支，直到所述煙支存儲器里裝滿煙支或者高于預設值，并控制上 游設備停機；如果上游設備的速度小于下游設備的速度，控制煙支存儲器將其中的煙支 輸送給下游設備，直到所述煙支存儲器里沒有煙支或者低于預設值，并控制下 游設備停機。
10、根據(jù)權利要求9所述的一種控制巻煙輸送和存儲的方法，其特征在于，通過料位傳感器獲取所述煙支存儲器中煙支層的高度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種控制卷煙輸送和存儲的系統(tǒng)方法，電氣控制顯示終端位于電氣控制柜之上；電氣控制柜包括電氣控制單元；現(xiàn)場監(jiān)測元件與電氣控制單元連接，用于采集數(shù)據(jù)并發(fā)給電氣控制單元；電氣控制單元通過控制網(wǎng)絡分別與電氣控制顯示終端和存儲輸送伺服驅(qū)動裝置連接，用于將電氣控制單元處理結(jié)果數(shù)據(jù)發(fā)送給電氣控制顯示終端和存儲輸送伺服驅(qū)動裝置；存儲輸送伺服驅(qū)動裝置與電氣執(zhí)行機構連接，用于控制電氣執(zhí)行機構。采用了本發(fā)明的技術方案，能夠精確計算煙支存儲量，運行穩(wěn)定，故障率低，而且能夠保證煙支在傳輸過程中的連續(xù)穩(wěn)定，從而保證了煙支的質(zhì)量。
文檔編號G05B19/418GK101349917SQ20081022209
公開日2009年1月21日 申請日期2008年9月9日 優(yōu)先權日2008年9月9日
發(fā)明者吳祖發(fā), 張海平, 李冰洋, 晶 王 申請人:鄭州海意工控設備有限公司