專(zhuān)利名稱(chēng)：基于統(tǒng)計(jì)學(xué)原理與plc技術(shù)測(cè)算煙草儲(chǔ)絲柜出料量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煙草加工行業(yè)的控制技術(shù)，尤其是一種基于統(tǒng)計(jì)學(xué)原理與PLC技術(shù)測(cè)算煙草儲(chǔ)絲柜出料量的方法。
背景技術(shù)：
目前在煙草制絲工藝中，儲(chǔ)絲柜主要用來(lái)對(duì)煙葉(絲)進(jìn)行醇化、存儲(chǔ)以及平衡水分。目前，煙草行業(yè)通用性?xún)?chǔ)絲柜采用接近開(kāi)關(guān)進(jìn)行出料脈沖計(jì)數(shù)，利用當(dāng)前出料脈沖折算成“出柜量”。通常接近開(kāi)關(guān)安裝在儲(chǔ)絲柜絲底部鏈輪處或底帶橫梁下方。儲(chǔ)絲柜出料時(shí)， 底帶長(zhǎng)時(shí)間處于多次啟停的過(guò)程中，而且由接近開(kāi)關(guān)硬件檢測(cè)的可靠性等多方面原因，造成出料脈沖的多計(jì)或少計(jì)，從而造成儲(chǔ)絲柜計(jì)量的偏差。例如申請(qǐng)?zhí)枮?00710173564. 5的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)了一種儲(chǔ)絲柜出料計(jì)量方法，其采用在煙絲出料時(shí)，通過(guò)檢測(cè)出料煙絲堆得長(zhǎng)度，從而計(jì)算出料煙絲的體積，得出儲(chǔ)絲柜的出料量。其中的出料煙絲堆得長(zhǎng)度的檢測(cè)是通過(guò)對(duì)出料時(shí)儲(chǔ)絲柜內(nèi)底帶鏈輪齒輪轉(zhuǎn)數(shù)的檢測(cè)，從而計(jì)算出底帶的行進(jìn)長(zhǎng)度，以獲得出料煙絲堆的長(zhǎng)度。但是這種鏈輪齒輪轉(zhuǎn)數(shù)的檢測(cè)是通過(guò)類(lèi)似編碼器(說(shuō)明書(shū)第四段)來(lái)測(cè)定長(zhǎng)度，依然存在儲(chǔ)絲柜計(jì)量的的偏差問(wèn)題。當(dāng)?shù)讕ё冾l器驅(qū)動(dòng)底帶電機(jī)運(yùn)行時(shí)，首先把傳動(dòng)鏈條張緊，然后通過(guò)鏈條傳動(dòng)帶動(dòng)底帶運(yùn)行。但是當(dāng)?shù)讕洗嬗形锪?一般在5000 15000kg)，而底帶電機(jī)在停止的瞬間，底帶鏈條以及傳動(dòng)鏈條突然卸力，受慣性影響，底帶鏈條有向后運(yùn)行的現(xiàn)象，也就是說(shuō)， 底帶在電機(jī)停止的瞬間有1 k的倒行。通常儲(chǔ)柜是用接近開(kāi)關(guān)或編碼器的(上升沿) 脈沖信號(hào)來(lái)計(jì)數(shù)。當(dāng)接近開(kāi)關(guān)所感應(yīng)的鏈輪或底帶橫梁就在接近開(kāi)關(guān)附近(一般Icm左右)，發(fā)生上述問(wèn)題時(shí)，這樣就造成了計(jì)數(shù)脈沖的多計(jì)現(xiàn)象。另一種情況，當(dāng)?shù)讕ф溳喅霈F(xiàn)磨損或更換新的鏈輪時(shí)，鏈輪的高度出現(xiàn)不一致，這樣就導(dǎo)致接近開(kāi)關(guān)(感應(yīng)距離一般在1 1. 5cm)可能感應(yīng)不到鏈輪高度較低的，如果這時(shí)將接近開(kāi)關(guān)與鏈輪的距離減小，而接近開(kāi)關(guān)可能又被較高的鏈輪撞壞。以上兩種情況，都造成計(jì)數(shù)脈沖多計(jì)或少計(jì)，從而在計(jì)算儲(chǔ)柜出柜量、存柜量時(shí)出現(xiàn)偏差，嚴(yán)重時(shí)造成檢測(cè)設(shè)備的損壞，增加了維護(hù)、保養(yǎng)成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是摒棄傳統(tǒng)儲(chǔ)絲柜鏈輪、底帶橫梁等使用接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)的手段，基于統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，利用底帶頻率與速度強(qiáng)相關(guān)性的特點(diǎn)，以PLC、變頻器為技術(shù)平臺(tái)的測(cè)算煙草儲(chǔ)絲柜出料量的方法，此種方法只需要儲(chǔ)絲柜基于PLC控制且底帶由變頻器及電機(jī)驅(qū)動(dòng)才可完成，不需要任何硬件檢測(cè)設(shè)備。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案一種基于統(tǒng)計(jì)學(xué)原理與PLC技術(shù)測(cè)算煙草儲(chǔ)絲柜出料量的方法，包括以下步驟1).通過(guò)采集若干組現(xiàn)場(chǎng)底帶運(yùn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，獲得底帶變頻器運(yùn)行頻率與底帶運(yùn)行速度多組數(shù)據(jù)，基于統(tǒng)計(jì)學(xué)回歸分析得出方程f (X) = ax+b，公式中的a是系數(shù)、b是常數(shù)，回歸方程f(x)的a和b能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)回歸分析后直接得出，同時(shí)，進(jìn)行回歸方程的顯著性檢驗(yàn)，當(dāng)α = 0.05水平時(shí)，P值小于0.05，判定系數(shù)R-sq和調(diào)整的判定系數(shù) R-sq(調(diào)整)大于90%時(shí)回歸方程有效，其中，P值度量的是犯第一類(lèi)錯(cuò)誤的概率，即拒絕正確的原假設(shè)的概率，P值越大，錯(cuò)誤地拒絕原假設(shè)的可能性就越大；P值越小，拒絕原假設(shè)時(shí)就越放心；α是顯著性水平；(1_α)*100指置信水平；R_sq (調(diào)整)是回歸分析中在變量過(guò)多時(shí)的一種調(diào)整，R-sq是殘差的平方和；這樣就能夠避免變頻器運(yùn)行頻率、電機(jī)運(yùn)行的線速度、減速機(jī)、鏈輪以及底帶運(yùn)行速度多次折算帶來(lái)的誤差； 2).在PLC循環(huán)中斷功能塊中，利用累加器將f(x)的結(jié)果按照所設(shè)定的循環(huán)中斷時(shí)間間隔進(jìn)行累加，從而得出底帶變頻器在運(yùn)行了一定時(shí)間多次啟停后，底帶出料長(zhǎng)度的 F (χ)方程；
權(quán)利要求
1. 一種基于統(tǒng)計(jì)學(xué)原理與PLC技術(shù)測(cè)算煙草儲(chǔ)絲柜出料量的方法，其特征在于，包括以下步驟1).通過(guò)采集若干組現(xiàn)場(chǎng)底帶運(yùn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，獲得底帶變頻器運(yùn)行頻率與底帶運(yùn)行速度多組數(shù)據(jù)，基于統(tǒng)計(jì)學(xué)回歸分析得出方程f(X) = ax+b,公式中的a是系數(shù)、b是常數(shù)， 回歸方程f(x)的a和b能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)回歸分析后直接得出，同時(shí)，進(jìn)行回歸方程的顯著性檢驗(yàn)，當(dāng)α = 0.05水平時(shí)，P值小于0.05，判定系數(shù)R-sq和調(diào)整的判定系數(shù) R-sq(調(diào)整)大于90%時(shí)回歸方程有效，其中，P值度量的是犯第一類(lèi)錯(cuò)誤的概率，即拒絕正確的原假設(shè)的概率，P值越大，錯(cuò)誤地拒絕原假設(shè)的可能性就越大；P值越小，拒絕原假設(shè)時(shí)就越放心；α是顯著性水平；(l-α )*100指置信水平；R_sq (調(diào)整)是回歸分析中在變量過(guò)多時(shí)的一種調(diào)整，R-sq是殘差的平方和；這樣就能夠避免變頻器運(yùn)行頻率、電機(jī)運(yùn)行的線速度、減速機(jī)、鏈輪以及底帶運(yùn)行速度多次折算帶來(lái)的誤差；2).在PLC循環(huán)中斷功能塊中，利用累加器將f(x)的結(jié)果按照所設(shè)定的循環(huán)中斷時(shí)間間隔進(jìn)行累加，從而得出底帶變頻器在運(yùn)行了一定時(shí)間多次啟停后，底帶出料長(zhǎng)度的F(X) 方程； χρ X〕f — Jo {μχ + b)dxPLC循環(huán)中斷功能塊的循環(huán)中斷掃描時(shí)間具體數(shù)值由DOE試驗(yàn)得出；3).設(shè)計(jì)在PLC循環(huán)中斷功能塊中，計(jì)算F(X)時(shí)的運(yùn)行條件，將底帶運(yùn)行信號(hào)、生產(chǎn)線自動(dòng)、儲(chǔ)柜出料選中做為必要條件并且經(jīng)過(guò)一定延時(shí)時(shí)間后開(kāi)始進(jìn)行F(X)的計(jì)算，具體延時(shí)時(shí)間的數(shù)值由DOE試驗(yàn)得出；4).進(jìn)行DOE試驗(yàn)將PLC循環(huán)中斷功能塊所使用的掃描時(shí)間、延遲時(shí)間做為試驗(yàn)因子，設(shè)計(jì)2K-兩水平正交表，試驗(yàn)中需要插入中心點(diǎn)，并且仿行數(shù)為3，按照上述正交表進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，程序測(cè)算的出料長(zhǎng)度-利用測(cè)量工具實(shí)際量取的出料長(zhǎng)度=誤差，將誤差做為響應(yīng)進(jìn)行方差分析；找到試驗(yàn)中的顯著因子，并利用Minitab軟件的響應(yīng)優(yōu)化器得出在響應(yīng)誤差等于0的情況下因子的數(shù)值，也就是步驟2)、步驟3)所提及的掃描時(shí)間與延遲時(shí)間；將掃描時(shí)間與延遲時(shí)間應(yīng)用在PLC循環(huán)中斷功能塊0B35中；5).通過(guò)PLC中FB功能塊利用公式“儲(chǔ)絲柜出料量=底帶出料長(zhǎng)度*進(jìn)柜量/進(jìn)柜時(shí)布料長(zhǎng)度”計(jì)算出儲(chǔ)絲柜出料量；6).利用底帶實(shí)時(shí)出料長(zhǎng)度，在PLC的FB功能塊中進(jìn)行儲(chǔ)絲柜出料時(shí)料頭/料尾的高低速轉(zhuǎn)換，以及料尾停止與下一柜提前啟動(dòng)相關(guān)控制。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于統(tǒng)計(jì)學(xué)原理與PLC技術(shù)測(cè)算煙草儲(chǔ)絲柜出料量的方法，包括1).通過(guò)采集若干組現(xiàn)場(chǎng)底帶運(yùn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，獲得底帶變頻器運(yùn)行頻率與底帶運(yùn)行速度多組數(shù)據(jù)，基于統(tǒng)計(jì)學(xué)回歸分析得出方程f(x)＝ax+b；2).利用PLC循環(huán)中斷功能塊，將f(x)進(jìn)行定積分從而得出底帶多次啟停后的運(yùn)行長(zhǎng)度，3).通過(guò)PLC中FB功能塊利用公式“儲(chǔ)絲柜出料量＝底帶出料長(zhǎng)度*進(jìn)柜量/進(jìn)柜時(shí)布料長(zhǎng)度”計(jì)算出儲(chǔ)絲柜出料量；4).利用底帶實(shí)時(shí)出料長(zhǎng)度，在PLC的FB功能塊中進(jìn)行儲(chǔ)絲柜出料時(shí)料頭/料尾的高低速轉(zhuǎn)換，以及料尾停止與下一柜提前啟動(dòng)相關(guān)控制。本發(fā)明不需要儲(chǔ)柜任何硬件檢測(cè)設(shè)備，解決了由檢測(cè)元件帶來(lái)的諸多弊端和測(cè)量誤差，提高了系統(tǒng)精確性，降低了成本。
文檔編號(hào)G01F22/00GK102183280SQ20111004949
公開(kāi)日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月2日
發(fā)明者劉發(fā)民, 孟科峰, 李松, 段三青, 高衛(wèi) 申請(qǐng)人:山東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司