CN103082390A - 一种滚筒式烘丝机三级调节的控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种滚筒式烘丝机三级调节的控制方法，其在滚筒烘丝刚过料生产时，保持滚筒转速、筒壁温度和热风风量等参数不变，滚筒入口电秤流量值按预设值进行设置。当滚筒出口烟丝含水率检测值与滚筒出口烟丝含水率设定值发生偏移时，优先调节热风风量；当热风风量处于所需热风风量要求范围的调节极限值，而滚筒出口烟丝含水率检测值与滚筒出口烟丝含水率设定值仍存在偏移时，再调节筒壁温度；当热风风量与筒壁温度均处于所需要求范围的调节极限值，而滚筒出口烟丝含水率检测值与设定值仍存在偏移时，最后调节滚筒入口电秤流量。本发明通过热风风量、筒壁温度、入口电秤流量的三级调控，以满足出口叶丝含水率检测值达到设定值的要求，提高了产品质量稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及本技术涉及卷烟制丝生产加工及其相关领域，尤其是指滚筒式烘丝机筒壁温度的调节控制方法。
背景技术
叶丝干燥工序为制丝加工的关键工序，其主要功能是将烟丝从较高的入***水率干燥至出口符合卷烟工艺要求的含水率,其处理效果对产品的物理质量、感官质量、化学成分有显著的影响。滚筒式（也称薄板式）烘丝机是叶丝干燥工序普遍应用的一种干燥设备，具备滚筒筒壁温度、筒内热风风量、筒内热风温度、入口电秤流量等多种调节手段来满足烘丝出口烟丝含水率的目标要求，根据需要可以组合成多种滚筒式烘丝控制模式。目前烟草加工行业普遍采用的是固定滚筒烘丝机的其他参数值，通过调节筒壁温度来满足烘丝出口烟丝含水率的控制模式。
各种卷烟产品风格特征与烘丝机控制模式有着较为密切的关系，随着卷烟产品研究的不断深入，发现滚筒筒壁温度对产品感官质量有着较大的影响，筒壁温度的波动超出一定的范围会导致产品感官质量发生波动。目前，采用通过调节筒壁温度来满足烘丝出口烟丝含水率的控制模式，当滚筒烘丝机入***水率波动较大时，烘丝机筒壁温度会存在较大的波动，对产品感官质量的稳定性造成较大影响。
发明内容
本发明的目的就是通过建立一种滚筒式烘丝机三级调节的控制方法，使筒壁温度在生产过程中始终处于设计范围内，以提高卷烟产品质量的稳定性。
为实现上述目的，本发明技术方案为：
一种滚筒式烘丝机三级调节的控制方法，具体控制方法如下：
(1) 确定不同卷烟产品对于滚筒式烘丝机所需的筒壁温度要求范围；
(2) 确定不同卷烟产品对于滚筒式烘丝机所需的热风风量要求范围；
(3) 根据滚筒干燥特性，确定滚筒式烘丝机具体筒壁温度下对应的脱水量；
(4) 在滚筒烘丝刚过料生产时，预设一个滚筒入口电秤流量值，该滚筒入口电秤流量值通过如下方法获取：
① 需具备条件：滚筒入口烟丝含水率数据（记为a）、滚筒出口烟丝含水率设定值（记为b）、具体筒壁温度下对应的脱水量（记为X）;
② 求出滚筒入口电秤流量预设值（记为Y）,公式为：
Y=X*(100-b）/（a-b）
(5) 在滚筒烘丝刚过料生产时，滚筒入口电秤流量值按预设值进行设置，生产过程中保持滚筒式烘丝机的转速、筒壁温度和热风风量等参数不变；当滚筒出口烟丝含水率检测值与滚筒出口烟丝含水率设定值发生偏移时，优先调节热风风量；当热风风量处于所需热风风量要求范围的调节极限值，而滚筒出口烟丝含水率检测值与滚筒出口烟丝含水率设定值仍存在偏移时，再调节筒壁温度；当热风风量与筒壁温度均处于所需要求范围的调节极限值，而滚筒出口烟丝含水率检测值与设定值仍存在偏移时，最后调节滚筒入口电秤流量。
进一步，当滚筒出口烟丝含水率检测值低于滚筒出口烟丝含水率设定值时，减小热风风量；当滚筒出口烟丝含水率检测值高于滚筒出口烟丝含水率设定值时，增大热风风量。
进一步，当滚筒出口烟丝含水率检测值低于滚筒出口烟丝含水率设定值，而热风风量处于所需热风风量要求范围极限值的下限值时，降低筒壁温度；当滚筒出口烟丝含水率检测值高于滚筒出口烟丝含水率设定值，而热风风量处于所需热风风量要求范围极限值的上限值时，增大筒壁温度。
进一步，当滚筒出口烟丝含水率检测值低于滚筒出口烟丝含水率设定值，而热风风量处于所需热风风量要求范围极限值的下限值，且筒壁温度处于所需筒壁温度要求范围的极限值下限值时，增加滚筒入口电秤流量；当滚筒出口烟丝含水率检测值高于滚筒出口烟丝含水率设定值，而热风风量处于所需热风风量要求范围极限值的上限值，且筒壁温度处于所需筒壁温度要求范围的极限值上限值时，减少滚筒入口电秤流量。
进一步，滚筒式烘丝机由待机转入运行状态后保持各项参数值在一段时间内不变，该段时间为滚筒式烘丝机物料通过的时间，该段时间为滚筒出口烟丝含水率处于上升过程的启动阶段，在启动阶段结束后，才进行滚筒出口烟丝含水率检测值与滚筒烘丝出***水率设定值的对比。
本发明通过热风风量、筒壁温度、入口电秤流量的三级调控，以满足出口叶丝含水率检测值达到设定值的要求。实现同牌号当来料含水率发生波动时，在筒壁温度设计范围内进行加工，避免因来料含水率波动导致筒壁温度波动较大的现象，提高了产品质量稳定性。
附图说明
图1是本发明三级调节控制方法流程示意图。
具体实施方式
现结合图1和实施例说明本发明。
某滚筒式烘丝机设计的烟丝流量为2000kg/h，某牌号卷烟烟丝的滚筒式烘丝机筒壁温度加工范围为116℃至120℃、热风风量的合理范围为500㎡/h至2000㎡/h。根据滚筒干燥特性，通过滚筒烘丝机的历史数据建立回归方程后，可求出滚筒具体筒壁温度对应的脱水量相关关系为如下公式： Y=1.9* X-86.2 （X为筒壁温度，Y为脱水量）。上述公式Y =1.9* X-86.2中的1.9和86.2是通过该滚筒烘丝机的历史数据建立回归方程得出的结果。
预设筒壁温度值为118℃、热风风量为1200 ㎡/h，滚筒入口烟丝含水率为19.0%，出口烟丝含水率设定值为13.0%，根据上述滚筒具体筒壁温度对应的脱水量相关关系公式，可以算出筒壁温度118℃下的脱水量：Y=1.9*118-86.2=138
在滚筒烘丝刚过料生产时，预设一个滚筒入口电秤流量值，该滚筒入口电秤流量值通过如下方法获取：⑴ 需具备条件：滚筒入口烟丝含水率数据（为19.0%）、滚筒出口烟丝含水率设定值（为13.0%）、具体筒壁温度下对应的脱水量（为138）;
⑵ 求出滚筒入口电秤流量预设值（记为Y）,公式为：
Y=X*(100-b）/（a-b）
根据公式，可以预算出滚筒入口烟丝电秤流量为：
Y= X*(100-b）/（a-b）= 138*(100-13）/（19-13）=2001 kg/h。
上述滚筒入口电秤流量预设值公式是根据质量守恒原理求得的：
设Y为入口重量，Z为出口重量，滚筒入口烟丝含水率数据（记为a）、滚筒出口烟丝含水率设定值（记为b），X为脱水量
原理应用一：入口绝对重量=出口绝对重量
即：将入口物料重量和出口物料重量均折算为0含水率的重量，那么入口物料和出口物料的绝对重量是一致的，
可得出： Y*(100-b)=Z*(100-b)
进而可得出Z=Y*(100-b)/(100-a)
原理应用二：入口重量=出口重量+脱水重量
可得出：Y=Z+X
进而可得出X=Y-Z
进而可得出X=Y-Y*(100-b)/(100-a)
进而可得出Y=X*(100-b）/（a-b）
第三步：重量/小时=流量
将上述从重量公式转为流量公式，即可求出滚筒入口电秤流量预设值公式。
滚筒式烘丝机由待机转入运行状态后保持各项参数值在一段时间内不变，该段时间为滚筒式烘丝机物料通过的时间，该段时间为滚筒出口烟丝含水率处于上升过程的启动阶段，在启动阶段结束后，才进行滚筒出口烟丝含水率检测值与滚筒烘丝出***水率设定值的对比。
滚筒式烘丝机在结束启动阶段后，三级调节控制正式启用。
在滚筒烘丝刚过料生产时，滚筒入口电秤流量按预设值（2001 kg/h）进行设置，生产过程中保持滚筒式烘丝机的转速、筒壁温度和热风风量等参数不变；如果生产过程中，滚筒入口烟丝含水率变为19.5%，而出口烟丝含水率设定值维持13.0%不变，则意味着脱水量会增加。当检测到出口烟丝含水率值超出13.0%后，开启热风风量PID调节功能，即增大热风风量。如果热风风量到达上限值2000㎡/h后，出口烟丝含水率值仍然超出13.0%，则转为启动筒壁温度PID调节功能，即增大筒壁温度，如果筒壁温度达到上限值120℃后，出口烟丝含水率值仍然超出13.0%，则转为启动滚筒入口电秤流量PID调节功能，即增大滚筒入口电秤流量。
如果生产过程中，滚筒入口烟丝含水率变为18.5%，而出口烟丝含水率设定值维持13.0%不变，则意味着脱水量会减少。当检测到出口烟丝含水率值低于13.0%后，开启热风风量PID调节功能，即减小热风风量。如果热风风量到达下限值500㎡/h后，出口烟丝含水率值仍然低于13.0%，则转为启动筒壁温度PID调节功能，即减小筒壁温度，如果筒壁温度达到下限值116℃后，出口烟丝含水率值仍然低于13.0%，则转为启动滚筒入口电秤流量PID调节功能，即减小滚筒入口电秤流量。
上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。
Claims (5)
1.一种滚筒式烘丝机三级调节的控制方法，其特征在于：具体控制方法如下：
(1)确定不同卷烟产品对于滚筒式烘丝机所需的筒壁温度要求范围；
(2)确定不同卷烟产品对于滚筒式烘丝机所需的热风风量要求范围；
(3)根据滚筒干燥特性，确定滚筒式烘丝机具体筒壁温度下对应的脱水量；
(4) 在滚筒烘丝刚过料生产时，预设一个滚筒入口电秤流量值，该滚筒入口电秤流量值通过如下方法获取：
① 需具备条件：滚筒入口烟丝含水率数据（记为a）、滚筒出口烟丝含水率设定值（记为b）、具体筒壁温度下对应的脱水量（记为X）;
② 求出滚筒入口电秤流量预设值（记为Y）,公式为：
Y=X*(100-b）/（a-b）
(5)在滚筒烘丝刚过料生产时，滚筒入口电秤流量值按预设值进行设置，生产过程中保持滚筒式烘丝机的转速、筒壁温度和热风风量等参数不变；当滚筒出口烟丝含水率检测值与滚筒出口烟丝含水率设定值发生偏移时，优先调节热风风量；当热风风量处于所需热风风量要求范围的调节极限值，而滚筒出口烟丝含水率检测值与滚筒出口烟丝含水率设定值仍存在偏移时，再调节筒壁温度；当热风风量与筒壁温度均处于所需要求范围的调节极限值，而滚筒出口烟丝含水率检测值与设定值仍存在偏移时，最后调节滚筒入口电秤流量。
2.如权利要求1所述的一种滚筒式烘丝机三级调节的控制方法，其特征在于：当滚筒出口烟丝含水率检测值低于滚筒出口烟丝含水率设定值时，减小热风风量；当滚筒出口烟丝含水率检测值高于滚筒出口烟丝含水率设定值时，增大热风风量。
3.如权利要求2所述的一种滚筒式烘丝机三级调节的控制方法，其特征在于：当滚筒出口烟丝含水率检测值低于滚筒出口烟丝含水率设定值，而热风风量处于所需热风风量要求范围极限值的下限值时，降低筒壁温度；当滚筒出口烟丝含水率检测值高于滚筒出口烟丝含水率设定值，而热风风量处于所需热风风量要求范围极限值的上限值时，增大筒壁温度。
4.如权利要求3所述的一种滚筒式烘丝机三级调节的控制方法，其特征在于：当滚筒出口烟丝含水率检测值低于滚筒出口烟丝含水率设定值，而热风风量处于所需热风风量要求范围极限值的下限值，且筒壁温度处于所需筒壁温度要求范围的极限值下限值时，增加滚筒入口电秤流量；当滚筒出口烟丝含水率检测值高于滚筒出口烟丝含水率设定值，而热风风量处于所需热风风量要求范围极限值的上限值，且筒壁温度处于所需筒壁温度要求范围的极限值上限值时，减少滚筒入口电秤流量。
5.如权利要求1一4中任一项所述的一种滚筒式烘丝机三级调节的控制方法，其特征在于：滚筒式烘丝机由待机转入运行状态后保持各项参数值在一段时间内不变，该段时间为滚筒式烘丝机物料通过的时间，该段时间为滚筒出口烟丝含水率处于上升过程的启动阶段，在启动阶段结束后，才进行滚筒出口烟丝含水率检测值与滚筒烘丝出***水率设定值的对比。
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