打葉風(fēng)分智能追蹤控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及煙草行業(yè)用于打葉復(fù)烤生產(chǎn)線的打葉風(fēng)分智能追蹤控制裝置。采 用空氣流體推力傳感器組成并設(shè)計成的空氣流體推力檢測追蹤控制系統(tǒng)，直接檢測風(fēng)分倉 內(nèi)作用在煙葉物料上的空氣推力，通過對風(fēng)分倉風(fēng)量控制實(shí)現(xiàn)對風(fēng)分倉風(fēng)速的閉環(huán)控制， 達(dá)到提高和穩(wěn)定打葉風(fēng)分質(zhì)量，減少不必要的重復(fù)打葉形成的煙葉造碎損失。該方法實(shí)時 智能追蹤設(shè)備運(yùn)行狀況與打葉操作者預(yù)設(shè)的指標(biāo)間的偏差并調(diào)控到最佳值，使生產(chǎn)線上每 一臺風(fēng)分倉都能工作在最佳的風(fēng)力分選狀態(tài)，將行業(yè)煙葉風(fēng)分生產(chǎn)力水平提升到智能追蹤 控制的水平，提高煙葉復(fù)烤企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
【背景技術(shù)】
[0002] 在研宄打葉風(fēng)分智能追蹤控制裝置過程中，如何進(jìn)行有效可靠的空氣流體對風(fēng)選 物料的作用力檢測是一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)和難點(diǎn)問題。簡單的檢測風(fēng)速并不能反映煙葉的風(fēng)分效 果，只有及時、準(zhǔn)確、可靠及有效地檢測風(fēng)分倉內(nèi)氣流對煙葉的分選作用力，才能為打葉風(fēng) 分智能追蹤控制系統(tǒng)提供控制目標(biāo)，進(jìn)而達(dá)到對風(fēng)分倉風(fēng)力進(jìn)行智能控制的最終目標(biāo)。
[0003] 迄今為止，由于國內(nèi)外還沒有類似的直接檢測流體對物料推力的檢測系統(tǒng)，尚無 解決對風(fēng)分生產(chǎn)的系統(tǒng)的智能閉環(huán)控制難題的有效方法，以致煙葉復(fù)烤企業(yè)都只能被動地 接受著每年度停機(jī)或者檢修時，才可能通過測量風(fēng)分器循環(huán)風(fēng)管內(nèi)的風(fēng)速間接地測量風(fēng)分 倉風(fēng)速一兩次的現(xiàn)實(shí)（圖3)，然而這種測量對日后的生產(chǎn)操控毫無意義，因?yàn)檫@種偶爾、臨 時的風(fēng)速測量只能反映測量時風(fēng)分倉風(fēng)速是否在容許范圍內(nèi)，而不具有對之后長期生產(chǎn)中 經(jīng)常變動的物流及相關(guān)工況進(jìn)行實(shí)際操作指導(dǎo)或控制的作用與能力?，F(xiàn)在對風(fēng)分生產(chǎn)的主 流研宄方向僅為對風(fēng)分倉或其風(fēng)力管路風(fēng)速的檢測，主要的風(fēng)速檢測方法有以下幾種：
[0004] 1.熱式風(fēng)速儀是用來測量氣流速度的儀表，因其測量準(zhǔn)確度高、使用方便、測量范 圍寬、靈敏度高而被廣泛應(yīng)用。熱式風(fēng)速儀是采用量熱式原理測量風(fēng)速的，主要由風(fēng)速探頭 及測量指示儀表兩部分組成。就結(jié)構(gòu)有熱球式和熱線式，就顯示形式有指針式、數(shù)字式等各 種不同類型，但按照工作原理只有兩種，即恒流式和恒溫式。恒流式是給風(fēng)速敏感元件一恒 定電流，加熱至一定溫度后，其隨氣流變化被冷卻的程度為風(fēng)速的函數(shù)。恒溫式是給風(fēng)速敏 感元件電流可調(diào)，在不同風(fēng)速下使處于不同熱平衡狀態(tài)的風(fēng)速敏感元件的工作溫度基本維 持不便，即阻值基本恒定，該敏感元件所消耗的功率為風(fēng)速的函數(shù)。
[0005] 2.恒流式風(fēng)速儀的工作原理：風(fēng)速探頭是一敏感部件，當(dāng)一恒定電流通過其加熱 線圈時，其敏感部件內(nèi)，溫度升高并于靜止空氣中達(dá)到一定數(shù)值。此時，其內(nèi)測量元件熱電 偶產(chǎn)生相應(yīng)的熱電勢，并被傳送到測量指示系統(tǒng)，此熱電勢與電路中產(chǎn)生之基準(zhǔn)反電勢相 互抵消，使輸出信號為零，儀表指針也能相應(yīng)指于零點(diǎn)或顯示零值。若風(fēng)速探頭端部的熱敏 感部件暴露于外部空氣流中時，由于進(jìn)行熱交換，此時將引起熱電偶熱電勢變化，并與基準(zhǔn) 反電勢比較后產(chǎn)生微弱差值信號，此信號被測量儀表系統(tǒng)放大并推動電表指針變化從而指 示當(dāng)前風(fēng)速或經(jīng)過單片機(jī)處理后通過顯示屏顯示當(dāng)前風(fēng)速數(shù)值。
[0006] 3.恒溫風(fēng)速儀則是利用反饋電路使風(fēng)速敏感元件的溫度和電阻保持恒定。當(dāng)風(fēng) 速變化時熱敏感元件溫度發(fā)生變化，電阻也隨之變化，從而造成熱敏感元件兩端電壓發(fā)生 變化，此時反饋電路發(fā)揮作用，使流過熱敏感元件的電流發(fā)生相應(yīng)的變化，而使系統(tǒng)恢復(fù)平 衡。上述過程是瞬時發(fā)生的，所以速度的增加就好像是電橋輸出電壓的增加，而速度的降低 也等于是電橋輸出電壓的降低。
[0007] 4.風(fēng)杯電渦流式傳感器：風(fēng)杯的轉(zhuǎn)軸為金屬齒轉(zhuǎn)盤，感應(yīng)頭由線圈組成。線圈通 以高頻交流電流，線圈周圍產(chǎn)生交變磁通，它通過金屬齒形成閉路，金屬齒便產(chǎn)生渦流，金 屬齒除了散熱外還產(chǎn)生交變磁通，導(dǎo)致方向相反的交變磁通疊加使線圈的電感量減小而且 引起阻抗的變化。當(dāng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時，引起線圈磁通的變化便輸出連續(xù)的脈沖信號，對脈沖信號 進(jìn)行計數(shù)，便可算出轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速。
[0008] 5.壓差式風(fēng)速儀：壓差式是流體力學(xué)中測量流速的經(jīng)典方法，主要依靠皮托管和 壓差計測量出動壓，再根據(jù)伯努力方程算出流速。此方法優(yōu)點(diǎn)是檢出限低，靈敏度高，但對 流場均勻性要求較高，在環(huán)境中測量時容易因?yàn)榱鲌霾痪鶆蚨鴾y不準(zhǔn)。
[0009] 由于現(xiàn)有諸多風(fēng)速儀的原理和結(jié)構(gòu)不適用于在夾帶有煙葉物料的環(huán)境中進(jìn)行風(fēng) 速測量，以上幾種風(fēng)速檢測手段和方式僅僅能夠檢測風(fēng)分倉空載時的風(fēng)速，而不能適用于 對風(fēng)分倉帶料生產(chǎn)過程的風(fēng)速檢測，即便可以置于風(fēng)分器的循環(huán)風(fēng)管內(nèi)間接測量風(fēng)管風(fēng) 速，也因不能真實(shí)地測量到風(fēng)分倉內(nèi)物料受電壓、氣溫、氣壓以及倉內(nèi)空氣密度和物料密度 變化對風(fēng)分效果的直接影響，更不能及時、準(zhǔn)確地?fù)Q算成風(fēng)分倉內(nèi)煙葉受到流體風(fēng)選作用 力，所以，采用現(xiàn)有風(fēng)速儀或者現(xiàn)有的風(fēng)速測量方法，都無法實(shí)現(xiàn)或滿足風(fēng)分效果跟蹤的精 度和穩(wěn)定性要求，因而無法被應(yīng)用于煙葉打葉風(fēng)分閉環(huán)控制系統(tǒng)。
[0010] 在打葉復(fù)烤生產(chǎn)領(lǐng)域長期的煙葉生產(chǎn)實(shí)踐活動中，曾經(jīng)有針對風(fēng)分倉內(nèi)外壓力差 進(jìn)行風(fēng)分效果自動或智能控制的研宄、以及提高煙葉風(fēng)分質(zhì)量、效果實(shí)用技術(shù)的研宄，但由 于通常都未能獲得能夠感知煙葉在風(fēng)分倉內(nèi)受力（或風(fēng)速）數(shù)據(jù)的傳感器一一空氣流體推 力傳感器，因而最終無法實(shí)現(xiàn)對煙葉風(fēng)分生產(chǎn)的風(fēng)分風(fēng)力閉環(huán)控制的預(yù)期目的和效果，是 長期以來制約打葉風(fēng)分效果的主要因素，也是長期困擾著煙葉復(fù)烤企業(yè)（生產(chǎn)管理者）與 其設(shè)備制造商的一個技術(shù)關(guān)鍵和難點(diǎn)問題。該難題至今一直沒有得以解決，已經(jīng)成為打葉 復(fù)烤企業(yè)和卷煙工業(yè)客戶主要的關(guān)注焦點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本實(shí)用新型的目的正是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種全新的打 葉風(fēng)分智能追蹤控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用了空氣流體推力傳感器作為關(guān)鍵檢測元件，不僅僅 可以檢測風(fēng)速，而且可以排除風(fēng)分倉箱體內(nèi)、外空氣壓差變化等其他因素的影響，直接檢測 并模擬煙葉在風(fēng)分倉內(nèi)受到空氣流體的作用力狀況，輸出模擬量或數(shù)字量數(shù)據(jù)，提供給打 葉風(fēng)分控制系統(tǒng)，對風(fēng)分倉的風(fēng)機(jī)控制變頻器進(jìn)行智能控制，從而實(shí)現(xiàn)風(fēng)分效果和質(zhì)量的 智能精確控制，有效提高客戶滿意度。這項(xiàng)研宄目前在國內(nèi)外尚還沒有類似的先例。
[0012] 本實(shí)用新型是通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：
[0013] 打葉風(fēng)分智能追蹤控制裝置，通過將本實(shí)用新型設(shè)計的空氣流體推力傳感器內(nèi)置 于風(fēng)分倉內(nèi)，直接檢測風(fēng)分倉內(nèi)空氣氣流對煙葉的風(fēng)分推力，將其電信號反饋給打葉風(fēng)分 控制系統(tǒng)，通過系統(tǒng)對檢測值、經(jīng)驗(yàn)修正量（前饋）和操作者對風(fēng)分工藝質(zhì)量的設(shè)定值進(jìn) 行比較、運(yùn)算后，形成風(fēng)分風(fēng)機(jī)控制變頻器的頻率數(shù)據(jù)并及時自動調(diào)整變頻器參數(shù)，最終實(shí) 現(xiàn)對風(fēng)分倉風(fēng)速的閉環(huán)控制（圖1)，達(dá)到穩(wěn)定控制風(fēng)分倉風(fēng)速，解決由電壓波動、大氣壓力 變化、環(huán)境溫度變化或者風(fēng)分器物料管路內(nèi)局部堵料形成的風(fēng)路不暢所致的風(fēng)速變