自动喂料补料摊薄系统在烟片振动分选系统的研究

袁兴张乐年闻平

（1.大树智能科技（南京）有限公司，南京 211100；2.南京航空航天大学机电学院，南京 211100）

烟片振动分选系统是检测分析评价烟厂卷烟生产水平质量的重要检测分析设备，该系统检测分析得到数据的可靠有效性，对烟厂工艺部门评价卷烟生产的质量水平非常关键。而该检测分析系统中的自动喂料补料摊薄系统对检测数据的有效可靠性具有关键作用。

自动喂料补料摊薄系统具有自动喂料、补料、摊薄、称重、回料的功能，能提高烟片振动分选系统检测分析的可靠有效性，提升烟厂工艺检测分析的水准。

1 烟片振动分选机系统和自动喂料补料摊薄系统简介

1.1 烟片振动分选系统

烟片振动分选系统是烟厂工艺部分用来评价检测卷烟生产水平质量的核心检测分析系统。该系统通过五层振动筛网得到烟片中不同大小烟片的含量，得到烟片的大中片含量，从而来评价烟片生产工艺质量水平。

该系统主要包含进料系统、喂料补料摊薄系统、称重系统、筛分系统、回料系统、软件系统、电控系统。图1为烟片振动分选系统整体布局图。

图1 烟片振动分选系统整体布局图

1.2 自动喂料补料摊薄系统

自动喂料补料摊薄系统在烟片振动分选系统中具有关键作用，该系统功能的可靠有效性对检测分析得到数据具有重要作用。该系统具有自动喂料、补料、摊薄、称重、回料功能。

该系统主要由变频喂料皮带、步进输送皮带、皮带称重系统、软件分析系统、回料系统构成。系统是一个闭环控制系统，能对采样取到的烟片自动均匀摊薄输送到步进皮带上，均匀喂料直到满足检测采样总重量的要求，如果喂料总重量不足后续还可以进行补料，检测分析结束后能自动将多余的采样烟片回送到现场生产线上。图2为自动喂料补料摊薄系统框架图。

图2 自动喂料补料摊薄系统框架图

1.3 皮带称重系统

皮带称重系统在自动喂料补料摊薄系统具有重要作用，它能实时将称重数据传送给软件系统来判断是否喂料满足要求、补料是否满足要求。其主要由四个波纹称重传感器、信号汇集系统、网络传送系统等构成。

2 自动喂料补料摊薄系统的原理与实现

2.1 系统运行构成

图3为自动喂料补料摊薄系统的原理构成框架图，该系统主要由变频喂料皮带、步进输送皮带、皮带称重系统、软件计算控制系统、回料系统等构成，系统是一个闭环控制系统。

软件计算控制系统实时采集皮带称重信号、步进速度、变频皮带速度值，通过闭环计算分析输出实时步进速度、变频速度值，让烟片均匀的摊薄输送在步进输送皮带上，满足烟片振动分选系统的功能要求。

图3 自动喂料补料摊薄系统框架结构图

2.2 系统运行原理

自动喂料补料摊薄系统是一个闭环控制系统。软件计算控制系统实时采集皮带称重信号、步进速度、变频数值，通过计算分析实时调整输出步进速度、变频数值、启停信号，来闭环实时控制喂料补料皮带、步进输送皮带，满足烟片均匀摊薄在步进输送皮带上，并达到系统采样总重量的要求。

喂料皮带、步进皮带根据软件控制系统输出的速度控制值、启停信号，同步协调的进行均匀摊薄喂料烟片给输送皮带，皮带称重信号实时传送给软件计算控制系统来分析喂料是否满足采样总重量要求，如果喂料不足，喂料皮带再补料给步进皮带，直到满足烟片采样总重量的要求。

在烟片振动分选系统运行完成后，自动喂料补料系统会将剩余的烟片回送到现场生产流水线上。

2.3 系统软件控制实现

系统软件控制采用工程控制中常用的PID调节控制，PID调节控制以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。

本文控制系统采用工程整定方法来整定PID调节控制器比例系数、积分时间和微分时间的值。

控制系统的目标给定为目标皮带称重值、步进目标速度、变频目标值，反馈为皮带称重实时值、步进速度实时值、变频实时值，PID调节器根据以上数据和工程经验控制系数来实时整定步进给定速度、变频给定速度，直到满足控制系统的称重总重量值、均匀摊薄要求。

2.4 系统实际应用

自动喂料补料摊薄系统能满足烟片振动分选系统的功能要求。该系统满足均匀喂料、补料、回料、称重的功能要求，满足烟片采样总重量的要求，能提升烟片振动分选系统检测分析的性能，提高检测分析数据的可靠有效性。

该系统运行于现场烟片振动分选产品中，运行效果明显，满足了烟片振动分选系统检测分析工艺要求。图4为自动喂料补料摊薄系统在实际运行产品中的运行效果图。

图4 自动喂料补料系统现场应用效果图

3 结论

烟片振动分选系统是烟厂卷烟生产的重要检测分析设备，该设备的性能直接关系到烟厂工艺部门检测评价水平，而自动喂料补料摊薄系统在烟片振动分选系统中处于一个关键功能，它能进一步提升烟片生产检测分析水平，提升检测分析数据的有效可靠性。

自动喂料补料摊薄系统在现场应用情况表明该系统能满足提升烟片振动分选系统的功能，能进一步提升烟厂卷烟生产和工艺检测水平，实际应用效果优良。

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