煙草烘絲機仿真方法與系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種煙草烘絲機仿真方法與系統。
【背景技術】
[0002] 煙草烘絲仿真系統，是根據專用于煙草烘絲的需要而設計的，一般用于培訓和教 學，主要包括三維煙草烘絲仿真系統。
[0003] 目前，市場上仿真技術不能夠實現虛擬樣機與PLC的通信。而且，制絲線機理模型 建立也有自己的特殊性，涉及內容過多，不易仿真實現。

【發明內容】

[0004] 本發明的目的是提供一種煙草烘絲機仿真系統，用以解決烘絲機模型復雜，難以 仿真的問題。
[0005] 為實現上述目的，本發明的方案包括：
[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、熱風溫度、烘筒轉速和排潮風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，烘筒轉速V，熱風溫 ， 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，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內建立了煙草烘絲機的仿真模型，模擬真實的環境對控制量進行處理，將結果反 饋給第一 PLC實時的溫濕度、流量、轉速等信號，由第一 PLC將信號傳輸到顯示設備進行顯 不O
[0010] 本發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 與仿真控制目標一一溫度、濕度相對應的各種參數，進而實現了需求功能的煙草烘絲機仿 真。
[0011] 本發明的煙草烘絲機仿真系統的硬件構成，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內建立了煙草烘絲機的仿真模型，模擬真實的環境對控制 量進行處理，將結果反饋給第一 PLC實時的溫濕度、流量、轉速等信號，由第一 PLC將信號傳 輸到顯示設備進行顯示。
[0012] 采用以上的模塊化設計方法，把復雜的控制系統劃分成相對獨立的模塊，來實現 特定的仿真功能。
【附圖說明】
[0013] 圖1是本發明的硬件系統框圖。
【具體實施方式】
[0014] 下面結合附圖對本發明做進一步詳細的說明。
[0015] 如圖1所示，本發明的煙草烘絲機仿真系統，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內建立了煙草烘絲機的仿真模型，模擬真實的環境對控制 量進行處理，將結果反饋給第一 PLC實時的溫濕度、流量、轉速等信號，由第一 PLC將信號傳 輸到顯示設備進行顯示。
[0016] 上位機也能接收第一 PLC的實時溫濕度流量轉速數據，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速數據在三維煙草烘絲機模型中顯示出 來，繪制出數據圖表，達到半物理仿真的效果。
[0017] 具體來說，第一 PLC與第二PLC以Profibus協議通訊，上位機可將啟動停止以及 各個參數傳輸給PLCl。
[0018] 啟動停止按鈕將啟停I/O開關量信號傳遞給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)熱風溫度：熱風溫度升高，則煙絲水分降低。
[0022] (3)烘筒轉速：烘筒轉速降低，則煙絲水分降低。
[0023] (4)排潮風門：風門越大，則煙絲水分越低。
[0024] 綜合以上四個因素，得到以下仿真數學模型： V
[0025] Wi =Att,, +S (A，B為系數）；入口煙絲流量Li;入口煙絲水分W。;烘筒轉 Ta Tv Vfl 速V ;蒸氣溫度Tv;出口水分W i;熱風溫度T a;蒸氣壓力V a;排潮風門V v。
[0026] 對于烘絲環節，影響輸出煙絲水分的因素非常多，并且相互耦合，如烘筒轉速和蒸 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，必然增大電動調節閥閥位，加高蒸氣壓力，提高 烘筒熱交換器的溫度，使烘筒內煙絲溫度增高，蒸發加大，出口水分回落到設定值。烘筒轉 速和蒸氣溫度分別控制水分，當轉速發生變化時，蒸氣溫度勢必調節。
【主權項】
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、熱風溫度、烘筒轉速和排潮風門開度值以仿真煙 絲水分。
2. 根據權利要求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，烘筒轉速V，熱風溫度Ta，蒸氣溫度Tv，蒸氣壓力Va。 t
3. 根據權利要求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. 采用權利要求1所述方法的煙草烘絲機仿真系統，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內建立了煙草烘絲機的仿真模型，模擬 真實的環境對控制量進行處理，將結果反饋給第一 PLC實時的溫濕度、流量、轉速等信號， 由第一 PLC將信號傳輸到顯示設備進行顯示。
【專利摘要】本發明涉及煙草烘絲機仿真方法與系統，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、熱風溫度、烘筒轉速和排潮風門開度值以仿真煙絲水分。本發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——溫度、濕度相對應的各種參數，進而實現了需求功能的煙草烘絲機仿真。
【IPC分類】G09B9-00
【公開號】CN104680879
【申請號】CN201510015978
【發明人】王德吉, 栗衛軍, 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院
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年1月13日