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原文传递一种卷烟机组在线扭矩监测和控制系统

专利名称：	一种卷烟机组在线扭矩监测和控制系统
摘要：	本发明涉及一种卷烟机组在线扭矩监测和控制系统，属于卷烟机运行监测领域。该系统包括扭矩测量模块、信号调理模块、滑环、信号采集模块和数据处理模块；扭矩测量模块安装在卷烟机主传动输出轴上，监测主传动输出轴上的扭矩变化；信号调理模块将扭矩测量模块输出的电压信号进行调理滤波和放大；信号采集模块接受信号调理模块输出的信号完成高速采集；数据处理模块将采集的信号转换为扭矩实时显示，并实现扭矩的动态监测，卷烟机运行状态的动态匹配，并对扭矩超限等情况进行故障预警、判断分析并与卷烟机主控PLC系统通信实现设备的保护。本发明能够实时保护设备的安全，降低故障损失。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	重庆;50
申请人：	中国科学院重庆绿色智能技术研究院
发明人：	朱海鹏;何忠;井光辉;徐泽宇;石明全;张鹏;赵迎;王晓东
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-26T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-20T00:00:00+0800
申请号：	CN201910684808.9
公开号：	CN110254793A
代理机构：	北京同恒源知识产权代理有限公司
代理人：	赵荣之
分类号：	B65B19/28(2006.01);B;B65;B65B;B65B19
申请人地址：	400714 重庆市北碚区方正大道266号
主权项：	1.一种卷烟机组在线扭矩监测和控制系统，其特征在于，该系统包括扭矩测量模块、信号调理模块、滑环、信号采集模块和数据处理模块；所述扭矩测量模块，安装在卷烟机主传动输出轴上，监测主传动输出轴上的扭矩变化；所述滑环，用于连接信号调理模块和信号采集模块；所述信号调理模块，用于将扭矩测量模块输出的电压信号进行调理滤波和放大；所述信号采集模块，接受信号调理模块输出的信号，完成高速采集和A/D转换；所述数据处理模块，用于将采集的信号转换为扭矩实时显示，实现扭矩的动态监测，卷烟机运行状态的动态匹配，并对扭矩超限进行故障预警，判断分析，并与卷烟机主控PLC通信。 2.根据权利要求1所述的一种卷烟机组在线扭矩监测和控制系统，其特征在于，所述扭矩测量模块，安装在卷烟机主传动输出轴上，具体安装在离合器的上离合盘上，电机驱动动力通过齿轮传动驱动下离合盘运动，下离合盘通过啮合齿驱动上离合盘运动，上离合盘通过花键驱动主输出轴运动，从而驱动整个卷烟机储烟罐运动。 3.根据权利要求1或2所述的一种卷烟机组在线扭矩监测和控制系统，其特征在于，所述扭矩测量模块由应变片组成，应变片采用十字梁方式布置和全桥方式铺贴在卷烟机主传动输出轴上。 4.根据权利要求3所述的一种卷烟机组在线扭矩监测和控制系统，其特征在于，所述应变片的激励电压为10V；信号调理模块的输入电压为-20～+20mv，将电压信号放大后输出电压为-10～+10V。 5.根据权利要求1所述的一种卷烟机组在线扭矩监测和控制系统，其特征在于，所述数据处理模块安装在低功耗触摸工业平板上；所述工业平板上还安装有数据显示模块、逻辑控制模块和日志模块；所述数据处理模块分别与数据显示模块、逻辑控制模块和日志模块连接；所述数据显示模块，用于调整监控的运行参数和显示设备的实时状态，包括：显示当前时刻的扭矩值、单次测试最大扭矩发生时刻以及最大值、历史扭矩曲线、设置设备的串口信息、扭矩限值、设备的控制策略；数据显示模块还提供日志记录和查询功能，便于进行故障诊断和分析；所述逻辑控制模块，在扭矩超限或者运行异常的情况下，实现预警报警和设备停机；所述日志模块，记录所有数据处理模块处理后的采样数据，并且选择相应的区段数据，进行数据回溯和观察；另外还记录所有的预警和动作信息，包括发生的时刻、动作类型，以及停机再启动的时间。 6.根据权利要求5所述的一种卷烟机组在线扭矩监测和控制系统，其特征在于，信号采集模块采用PCI接口方式与工业平板相连。 7.根据权利要求5所述的一种卷烟机组在线扭矩监测和控制系统，其特征在于，逻辑控制模块采用基于Modbus协议的串口继电器与卷烟机主控PLC连接，在扭矩超限或者运行异常的情况下，实现预警报警和设备停机。 8.根据权利要求1所述的一种卷烟机组在线扭矩监测和控制系统，其特征在于，所述数据处理模块用于实现扭矩信号的数据处理和分析以及故障分析判断及预警，具体包括：对于采集的扭矩信号进行二次数据滤波，首先对信号进行低通滤波，滤除工频干扰信号以及现场变频器的高频信号干扰，然后对高速采集的信号进行算术平均均值滤波或者滑动平均滤波；将滤波处理后输出结果通过图表和曲线的方式实施更新在工业平板显示屏上，并结合设备的运行转速和方向数据，以及扭矩信号大小，匹配设备的运行状态，包括烟支处于进烟或出烟的状态，以及存烟量；采用数据分析匹配算法查询预先设置的扭矩、转速和存烟量曲线，获取设备的运行状态。 9.根据权利要求8所述的一种卷烟机组在线扭矩监测和控制系统，其特征在于，故障分析判断和预警具体包括：对于处理后的每个采样数据，与设备的超限阈值比较判断设备是否超限；设置两个超限阈值，一个为设备最大扭矩的120％，提供警告信息，一个为最大扭矩的200％，立即停机保护。
所属类别：	发明专利