煙草烘絲機仿真方法與系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種煙草烘絲機仿真方法與系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 煙草烘絲仿真系統(tǒng)，是根據(jù)專用于煙草烘絲的需要而設(shè)計的，一般用于培訓(xùn)和教 學(xué)，主要包括三維煙草烘絲仿真系統(tǒng)。
[0003] 目前，市場上仿真技術(shù)不能夠?qū)崿F(xiàn)虛擬樣機與PLC的通信。而且，制絲線機理模型 建立也有自己的特殊性，涉及內(nèi)容過多，不易仿真實現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種煙草烘絲機仿真系統(tǒng)，用以解決烘絲機模型復(fù)雜，難以 仿真的問題。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案包括：
[0006] 煙草烘絲機仿真方法，包括對溫度和/或濕度的仿真，至少選取閥門開度值以仿 真煙絲溫度；至少選取蒸汽壓力、熱風(fēng)溫度、烘筒轉(zhuǎn)速和排潮風(fēng)門開度值以仿真煙絲水分。 y
[0007] 所述煙絲水分仿真模型為：W .............- - - +S Α，Β為系數(shù)，烘筒轉(zhuǎn)速V，熱風(fēng)溫 ， 度Ta，蒸氣溫度Tv，蒸氣壓力va。
[0008] 所述煙絲溫度仿真模型為：空氣溫度I = Γ _ T-; 為干 空氣比熱容，％為濕空氣溫度，t+為干空氣溫度，Xw溫度為％時濕空氣的飽和含量，1胃溫 度為~時水蒸氣的焓，I7ic溫度為焓ts時水的焓。
[0009] 煙草烘絲機仿真系統(tǒng)，包括上位機、第一 PLC和第二PLC，第一 PLC與上位機通訊連 接，第二PLC與第一 PLC通訊連接；第一 PLC獲取控制信號，并將控制信號傳輸給第二PLC， 第二PLC內(nèi)建立了煙草烘絲機的仿真模型，模擬真實的環(huán)境對控制量進行處理，將結(jié)果反 饋給第一 PLC實時的溫濕度、流量、轉(zhuǎn)速等信號，由第一 PLC將信號傳輸?shù)斤@示設(shè)備進行顯 不O
[0010] 本發(fā)明以煙草烘絲機的溫度控制、濕度控制切入進行模擬仿真，有針對性的選擇 與仿真控制目標(biāo)一一溫度、濕度相對應(yīng)的各種參數(shù)，進而實現(xiàn)了需求功能的煙草烘絲機仿 真。
[0011] 本發(fā)明的煙草烘絲機仿真系統(tǒng)的硬件構(gòu)成，包括上位機、第一 PLC和第二PLC，第 一 PLC與上位機通訊連接，第二PLC與第一 PLC通訊連接；第一 PLC獲取控制信號，并將控 制信號傳輸給第二PLC，第二PLC內(nèi)建立了煙草烘絲機的仿真模型，模擬真實的環(huán)境對控制 量進行處理，將結(jié)果反饋給第一 PLC實時的溫濕度、流量、轉(zhuǎn)速等信號，由第一 PLC將信號傳 輸?shù)斤@示設(shè)備進行顯示。
[0012] 采用以上的模塊化設(shè)計方法，把復(fù)雜的控制系統(tǒng)劃分成相對獨立的模塊，來實現(xiàn) 特定的仿真功能。
【附圖說明】
[0013] 圖1是本發(fā)明的硬件系統(tǒng)框圖。
【具體實施方式】
[0014] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細的說明。
[0015] 如圖1所示，本發(fā)明的煙草烘絲機仿真系統(tǒng)，包括上位機、第一 PLC和第二PLC，第 一 PLC與上位機通訊連接，第二PLC與第一 PLC通訊連接；第一 PLC獲取控制信號，并將控 制信號傳輸給第二PLC，第二PLC內(nèi)建立了煙草烘絲機的仿真模型，模擬真實的環(huán)境對控制 量進行處理，將結(jié)果反饋給第一 PLC實時的溫濕度、流量、轉(zhuǎn)速等信號，由第一 PLC將信號傳 輸?shù)斤@示設(shè)備進行顯示。
[0016] 上位機也能接收第一 PLC的實時溫濕度流量轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)，上位機的軟件平臺中運行 三維煙草烘絲機模型，從而可以將溫濕度流量轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)在三維煙草烘絲機模型中顯示出 來，繪制出數(shù)據(jù)圖表，達到半物理仿真的效果。
[0017] 具體來說，第一 PLC與第二PLC以Profibus協(xié)議通訊，上位機可將啟動停止以及 各個參數(shù)傳輸給PLCl。
[0018] 啟動停止按鈕將啟停I/O開關(guān)量信號傳遞給PLC1。
[0019] 在影響煙絲水分的因素中，主要有一下幾個：
[0020] (1)蒸氣壓力：蒸汽壓力增高，則煙絲水分降低。
[0021] (2)熱風(fēng)溫度：熱風(fēng)溫度升高，則煙絲水分降低。
[0022] (3)烘筒轉(zhuǎn)速：烘筒轉(zhuǎn)速降低，則煙絲水分降低。
[0023] (4)排潮風(fēng)門：風(fēng)門越大，則煙絲水分越低。
[0024] 綜合以上四個因素，得到以下仿真數(shù)學(xué)模型： V
[0025] Wi =Att,, +S (A，B為系數(shù)）；入口煙絲流量Li;入口煙絲水分W。;烘筒轉(zhuǎn) Ta Tv Vfl 速V ;蒸氣溫度Tv;出口水分W i;熱風(fēng)溫度T a;蒸氣壓力V a;排潮風(fēng)門V v。
[0026] 對于烘絲環(huán)節(jié)，影響輸出煙絲水分的因素非常多，并且相互耦合，如烘筒轉(zhuǎn)速和蒸 氣溫度都會影響輸出煙絲水分，由于某擾動使烘筒轉(zhuǎn)速加快，煙絲烘烤時間減少，輸出煙絲 水分必然偏大，出口水分儀測到水分變化，必然增大電動調(diào)節(jié)閥閥位，加高蒸氣壓力，提高 烘筒熱交換器的溫度，使烘筒內(nèi)煙絲溫度增高，蒸發(fā)加大，出口水分回落到設(shè)定值。烘筒轉(zhuǎn) 速和蒸氣溫度分別控制水分，當(dāng)轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時，蒸氣溫度勢必調(diào)節(jié)。
【主權(quán)項】
1. 煙草烘絲機仿真方法，其特征在于，包括對溫度和/或濕度的仿真，至少選取閥門開 度值以仿真煙絲溫度；至少選取蒸汽壓力、熱風(fēng)溫度、烘筒轉(zhuǎn)速和排潮風(fēng)門開度值以仿真煙 絲水分。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙草烘絲機仿真方法，其特征在于，所述煙絲水分仿真模型
為 A，B為系數(shù)，烘筒轉(zhuǎn)速V，熱風(fēng)溫度Ta，蒸氣溫度Tv，蒸氣壓力Va。 t
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙草烘絲機仿真方法，其特征在于，所述煙絲溫度仿真模型 為：空氣溫違
Cien為干空氣比熱容，ts為濕空氣溫度，t +為干空氣溫度，X?溫度為％時濕空氣的飽和含量，Is溫度為4時水蒸氣的焓，I7ic溫度為 焓％時水的焓。
4. 采用權(quán)利要求1所述方法的煙草烘絲機仿真系統(tǒng)，其特征在于，包括上位機、第一 PLC和第二PLC，第一 PLC與上位機通訊連接，第二PLC與第一 PLC通訊連接；第一 PLC獲取 控制信號，并將控制信號傳輸給第二PLC，第二PLC內(nèi)建立了煙草烘絲機的仿真模型，模擬 真實的環(huán)境對控制量進行處理，將結(jié)果反饋給第一 PLC實時的溫濕度、流量、轉(zhuǎn)速等信號， 由第一 PLC將信號傳輸?shù)斤@示設(shè)備進行顯示。
【專利摘要】本發(fā)明涉及煙草烘絲機仿真方法與系統(tǒng)，包括對溫度和/或濕度的仿真，至少選取閥門開度值以仿真煙絲溫度；至少選取蒸汽壓力、熱風(fēng)溫度、烘筒轉(zhuǎn)速和排潮風(fēng)門開度值以仿真煙絲水分。本發(fā)明以煙草烘絲機的溫度控制、濕度控制切入進行模擬仿真，有針對性的選擇與仿真控制目標(biāo)——溫度、濕度相對應(yīng)的各種參數(shù)，進而實現(xiàn)了需求功能的煙草烘絲機仿真。
【IPC分類】G09B9-00
【公開號】CN104680879
【申請?zhí)枴緾N201510015978
【發(fā)明人】王德吉, 栗衛(wèi)軍, 甄煥菊, 楊彬, 李源源, 張旭, 徐麗娟, 王玉, 高程飛, 徐丁, 李芬, 夏勇, 宋小波
【申請人】中國煙草總公司職工進修學(xué)院
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年1月13日