CN106343601A - 膨胀烟丝干燥出***水率控制方法和装置 - Google Patents

膨胀烟丝干燥出***水率控制方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种膨胀烟丝干燥出***水率控制方法和装置。该方法包括：尾气温度检测器以预定的时间间隔采集工艺气尾气的当前温度检测值；PID控制器通过调节膨胀入口物料流量将当前温度检测值调整为工艺气尾气温度目标值，以达到膨胀烟丝干燥出***水率的稳定，其中，所述工艺气尾气温度目标值与膨胀烟丝干燥出***水率目标值相对应。本发明可以实现膨胀烟丝干燥出***水率的稳定，从而达到了成品膨胀烟丝含水率的精确控制。

Description

膨胀烟丝干燥出***水率控制方法和装置
技术领域
本发明涉及烟草生产领域，特别涉及一种膨胀烟丝干燥出***水率控制方法和装置。
背景技术
膨胀烟丝干燥出***水率是卷烟制膨胀丝生产过程中的重要质量指标之一。该质量指标会影响冷却回潮出口膨胀烟丝含水率，从而对成品膨胀烟丝含水率是否合格起着极其相关的影响。
目前烟草企业对膨胀烟丝干燥出***水率控制是开环控制，未能达到精细化控制；在现有生产线上由于干冰烟丝的特殊性用定量带取代电子皮带秤，用定量带电机频率取代膨胀前物料流量；在生产过程中，由于前道工序造成定量带上物料厚度不均，以致物料流量波动较大，而膨胀干燥段其余工艺参数固定，从而导致膨胀烟丝干燥出***水率波动较大，造成冷却回潮出口膨胀烟丝含水率的波动，导致成品膨胀烟丝含水率难以控制。
发明内容
鉴于以上技术问题，本发明提供了一种膨胀烟丝干燥出***水率控制方法和装置，可以实现膨胀烟丝干燥出***水率的稳定，从而达到了成品膨胀烟丝含水率的精确控制。
根据本发明的一个方面，提供膨胀烟丝干燥出***水率控制方法，包括：
尾气温度检测器以预定的时间间隔采集工艺气尾气的当前温度检测值；
PID控制器通过调节膨胀入口物料流量将当前温度检测值调整为工艺气尾气温度目标值，以达到膨胀烟丝干燥出***水率的稳定，其中，所述工艺气尾气温度目标值与膨胀烟丝干燥出***水率目标值相对应。
在本发明的一个实施例中，所述PID控制器通过调节膨胀入口物料流量将当前温度检测值调整为工艺气尾气温度目标值包括：
PID控制器根据当前温度检测值和工艺气尾气温度目标值生成控制信号；
PID控制器通过所述控制信号调节当前定量带电机频率，进而调整膨胀入口物料流量，使得当前温度检测值达到工艺气尾气温度目标值。
在本发明的一个实施例中，所述PID控制器根据当前温度检测值和工艺气尾气温度目标值生成控制信号包括：
PID控制器根据当前温度检测值、工艺气尾气温度目标值和当前定量带电机频率生成控制信号。
在本发明的一个实施例中，在生产过程中，工艺参数、膨胀烟丝入***水率的设定值及膨胀烟丝出***水率的设定值均固定，其中工艺参数包括膨胀端工艺气温度、排潮量和生产风速。
在本发明的一个实施例中，PID控制器在当前温度检测值小于工艺气尾气温度目标值的情况下，通过控制信号降低当前定量带电机频率，以减小膨胀入口物料流量，使得当前温度检测值提高到工艺气尾气温度目标值。
在本发明的一个实施例中，PID控制器在当前温度检测值大于工艺气尾气温度目标值的情况下，通过控制信号提高当前定量带电机频率，以增大膨胀入口物料流量，使得当前温度检测值降低到工艺气尾气温度目标值。
根据本发明的另一方面，提供一种膨胀烟丝干燥出***水率控制装置，包括尾气温度检测器和PID控制器，其中：
尾气温度检测器，用于以预定的时间间隔采集工艺气尾气的当前温度检测值；
PID控制器，用于通过调节膨胀入口物料流量将当前温度检测值调整为工艺气尾气温度目标值，以达到膨胀烟丝干燥出***水率的稳定，其中，所述工艺气尾气温度目标值与膨胀烟丝干燥出***水率目标值相对应。
在本发明的一个实施例中，PID控制器用于根据当前温度检测值和工艺气尾气温度目标值生成控制信号；并通过所述控制信号调节当前定量带电机频率，进而调整膨胀入口物料流量，使得当前温度检测值达到工艺气尾气温度目标值。
在本发明的一个实施例中，PID控制器用于根据当前温度检测值、工艺气尾气温度目标值和当前定量带电机频率生成控制信号。
在本发明的一个实施例中，在生产过程中，工艺参数、膨胀烟丝入***水率的设定值及膨胀烟丝出***水率的设定值均固定，其中工艺参数包括膨胀端工艺气温度、排潮量和生产风速。
在本发明的一个实施例中，PID控制器用于在当前温度检测值小于工艺气尾气温度目标值的情况下，通过控制信号降低当前定量带电机频率，以减小膨胀入口物料流量，使得当前温度检测值提高到工艺气尾气温度目标值；以及在当前温度检测值大于工艺气尾气温度目标值的情况下，通过控制信号提高当前定量带电机频率，以增大膨胀入口物料流量，使得当前温度检测值降低到工艺气尾气温度目标值。
本发明膨胀烟丝干燥出***水率控制方法和装置，可以实现膨胀烟丝干燥出***水率的稳定，从而达到了成品膨胀烟丝含水率的精确控制。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明膨胀烟丝干燥出***水率控制装置一个实施例的示意图。
图2为本发明膨胀烟丝干燥出***水率控制方法一个实施例的示意图。
图3为本发明一个实施例中通过调节膨胀入口物料流量将当前温度检测值调整为工艺气尾气温度目标值的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
针对现有技术中存在的上述问题，申请人提出二个方案：1、通过PID调节膨胀工艺气温度来调节膨胀烟丝干燥出***水率，膨胀工艺气温度配方要求是固定值，不能更改，故此方案不采纳；2、通过PID调节定量带电机频率来调节膨胀烟丝干燥出***水率，通过前期试验效果不好，故不予采纳。
由此，申请人提出一种新型膨胀烟丝干燥出***水率控制方法和装置，可实现膨胀烟丝干燥出***水率的稳定，达到成品膨胀烟丝含水率精确控制。
图1为本发明膨胀烟丝干燥出***水率控制装置一个实施例的示意图。该膨胀烟丝干燥出***水率控制装置包括尾气温度检测器1和PID(比例-积分-微分)控制器2，其中：
尾气温度检测器1与PID控制器2连接；PID控制器2与定量带电机3连接。
尾气温度检测器1，用于以预定的时间间隔采集工艺气尾气的当前温度检测值。
PID控制器2，用于通过调节膨胀入口物料流量将当前温度检测值调整为工艺气尾气温度目标值，以达到膨胀烟丝干燥出***水率的稳定，其中，所述工艺气尾气温度目标值与膨胀烟丝干燥出***水率目标值相对应。
在本发明的一个实施例中，膨胀烟丝干燥出***水率目标值所对应的工艺气尾气温度是通过前期实验获取的经验值。
在本发明的一个实施例中，PID控制器2可以用于根据当前温度检测值和工艺气尾气温度目标值生成控制信号，并将所述控制信号发送给定量带电机3；并通过所述控制信号调节当前定量带电机频率，进而调整膨胀入口物料流量，使得当前温度检测值达到工艺气尾气温度目标值。
在本发明的一个实施例中，PID控制器2可以用于根据当前温度检测值、工艺气尾气温度目标值和当前定量带电机频率生成控制信号。
在本发明的一个具体实施例中，PID控制器2用于在当前温度检测值小于工艺气尾气温度目标值的情况下，通过控制信号降低当前定量带电机频率，以减小膨胀入口物料流量，使得当前温度检测值提高到工艺气尾气温度目标值；以及在当前温度检测值大于工艺气尾气温度目标值的情况下，通过控制信号提高当前定量带电机频率，以增大膨胀入口物料流量，使得当前温度检测值降低到工艺气尾气温度目标值。
基于本发明上述实施例提供的膨胀烟丝干燥出***水率控制装置，利用能量守恒定律，通过PID调节工艺气尾气温度来调节膨胀入口物料落料即定量带电机频率，以达到膨胀烟丝干燥出***水率的稳定。在生产过程中，膨胀端工艺气温度、排潮量、生产风速等工艺参数及膨胀烟丝入***水率的设定值及膨胀烟丝出***水率的设定值都固定的前提下，工艺气尾气温度的波动来源于膨胀入口物料流量的波动，故只需通过PID调节工艺气尾气温度来调节膨胀端入口物料流量，进而调节定量带电机频率。
本发明上述实施例在生产过程中，膨胀端工艺气温度、排潮量、生产风速等工艺参数及膨胀烟丝入***水率的设定值及膨胀烟丝出***水率的设定值都固定；通过前期的摸索得出膨胀烟丝干燥出***水率目标值所对应的工艺气尾气温度，将这个温度值设定为工艺气尾气温度目标值，通过PID调节膨胀入口物料流量实现工艺气尾气温度目标值，进而达到膨胀烟丝干燥出***水率的稳定。
本发明上述实施例可以实现膨胀烟丝干燥出***水率的稳定，例如对于AircoDIET公司的膨胀烟丝干燥设备而言，采用本发明膨胀烟丝干燥出***水率控制装置后，膨胀烟丝干燥出***水率标准偏差由原来的0.35％提高到0.13％，从而达到了成品膨胀烟丝含水率的精确控制。
图2为本发明膨胀烟丝干燥出***水率控制方法一个实施例的示意图。优选的，本实施例可由本发明膨胀烟丝干燥出***水率控制装置执行。所述方法包括：
步骤201，尾气温度检测器1以预定的时间间隔采集工艺气尾气的当前温度检测值。
步骤202，PID控制器2通过调节膨胀入口物料流量将当前温度检测值调整为工艺气尾气温度目标值，以达到膨胀烟丝干燥出***水率的稳定，其中，所述工艺气尾气温度目标值与膨胀烟丝干燥出***水率目标值相对应。
在本发明的一个实施例中，膨胀烟丝干燥出***水率目标值所对应的工艺气尾气温度是通过前期实验获取的经验值。
图3为本发明一个实施例中通过调节膨胀入口物料流量将当前温度检测值调整为工艺气尾气温度目标值的示意图。如图3所示，图2实施例中的步骤202可以包括：
步骤301，PID控制器2根据当前温度检测值和工艺气尾气温度目标值生成控制信号；并将所述控制信号发送给定量带电机3。
在本发明的一个具体实施例中，步骤301中，PID控制器根据当前温度检测值和工艺气尾气温度目标值生成控制信号的步骤可以包括：PID控制器2根据当前温度检测值和工艺气尾气温度目标值的差值生成控制信号。
在本发明的一个实施例中，步骤301，PID控制器根据当前温度检测值和工艺气尾气温度目标值生成控制信号的步骤可以包括：PID控制器2根据当前温度检测值、工艺气尾气温度目标值和当前定量带电机频率生成控制信号。
在本发明的一个具体实施例中，所述PID控制器根据当前温度检测值、工艺气尾气温度目标值和当前定量带电机频率生成控制信号的步骤可以包括：
PID控制器2根据当前温度检测值和工艺气尾气温度目标值的差值，确定定量带电机的频率调整量；PID控制器2根据所述频率调整量和当前定量带电机频率生成定量带电机的频率调整目标值；并将所述频率调整目标值作为控制信号。
步骤302，PID控制器2通过所述控制信号调节当前定量带电机频率，进而调整膨胀入口物料流量，使得当前温度检测值达到工艺气尾气温度目标值。
在本发明的一个实施例中，步骤302具体可以包括：PID控制器2在当前温度检测值小于工艺气尾气温度目标值的情况下，通过控制信号降低当前定量带电机频率，以减小膨胀入口物料流量，使得当前温度检测值提高到工艺气尾气温度目标值。
在本发明的一个实施例中，步骤302具体可以包括：PID控制器2在当前温度检测值大于工艺气尾气温度目标值的情况下，通过控制信号提高当前定量带电机频率，以增大膨胀入口物料流量，使得当前温度检测值降低到工艺气尾气温度目标值。
基于本发明上述实施例提供的膨胀烟丝干燥出***水率控制方法，利用能量守恒定律，通过PID调节工艺气尾气温度来调节膨胀入口物料落料即定量带电机频率，以达到膨胀烟丝干燥出***水率的稳定。在生产过程中，膨胀端工艺气温度、排潮量、生产风速等工艺参数及膨胀烟丝入***水率的设定值及膨胀烟丝出***水率的设定值都固定的前提下，工艺气尾气温度的波动来源于膨胀入口物料流量的波动，故只需通过PID调节工艺气尾气温度来调节膨胀端入口物料流量，进而调节定量带电机频率。
本发明上述实施例在生产过程中，膨胀端工艺气温度、排潮量、生产风速等工艺参数及膨胀烟丝入***水率的设定值及膨胀烟丝出***水率的设定值都固定；通过前期的摸索得出膨胀烟丝干燥出***水率目标值所对应的工艺气尾气温度，将这个温度值设定为工艺气尾气温度目标值，通过PID调节膨胀入口物料流量实现工艺气尾气温度目标值，进而达到膨胀烟丝干燥出***水率的稳定。
本发明上述实施例可以实现膨胀烟丝干燥出***水率的稳定，例如对于AircoDIET公司的膨胀烟丝干燥设备而言，采用本发明膨胀烟丝干燥出***水率控制方法后，胀烟丝干燥出***水率标准偏差由原来的0.35％提高到0.13％，从而达到了成品膨胀烟丝含水率的精确控制。
在上面所描述的PID控制器可以实现为用于执行本申请所描述功能的通用处理器、可编程逻辑控制器(PLC)、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件或者其任意适当组合。
至此，已经详细描述了本发明。为了避免遮蔽本发明的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (10)

1.一种膨胀烟丝干燥出***水率控制方法，其特征在于，包括：
尾气温度检测器以预定的时间间隔采集工艺气尾气的当前温度检测值；
PID控制器通过调节膨胀入口物料流量将当前温度检测值调整为工艺气尾气温度目标值，以达到膨胀烟丝干燥出***水率的稳定，其中，所述工艺气尾气温度目标值与膨胀烟丝干燥出***水率目标值相对应。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述PID控制器通过调节膨胀入口物料流量将当前温度检测值调整为工艺气尾气温度目标值包括：
PID控制器根据当前温度检测值和工艺气尾气温度目标值生成控制信号；
PID控制器通过所述控制信号调节当前定量带电机频率，进而调整膨胀入口物料流量，使得当前温度检测值达到工艺气尾气温度目标值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述PID控制器根据当前温度检测值和工艺气尾气温度目标值生成控制信号包括：
PID控制器根据当前温度检测值、工艺气尾气温度目标值和当前定量带电机频率生成控制信号。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，
在生产过程中，工艺参数、膨胀烟丝入***水率的设定值及膨胀烟丝出***水率的设定值均固定，其中工艺参数包括膨胀端工艺气温度、排潮量和生产风速。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，
PID控制器在当前温度检测值小于工艺气尾气温度目标值的情况下，通过控制信号降低当前定量带电机频率，以减小膨胀入口物料流量，使得当前温度检测值提高到工艺气尾气温度目标值；
PID控制器在当前温度检测值大于工艺气尾气温度目标值的情况下，通过控制信号提高当前定量带电机频率，以增大膨胀入口物料流量，使得当前温度检测值降低到工艺气尾气温度目标值。
6.一种膨胀烟丝干燥出***水率控制装置，其特征在于，包括尾气温度检测器和PID控制器，其中：
尾气温度检测器，用于以预定的时间间隔采集工艺气尾气的当前温度检测值；
PID控制器，用于通过调节膨胀入口物料流量将当前温度检测值调整为工艺气尾气温度目标值，以达到膨胀烟丝干燥出***水率的稳定，其中，所述工艺气尾气温度目标值与膨胀烟丝干燥出***水率目标值相对应。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，
PID控制器用于根据当前温度检测值和工艺气尾气温度目标值生成控制信号；并通过所述控制信号调节当前定量带电机频率，进而调整膨胀入口物料流量，使得当前温度检测值达到工艺气尾气温度目标值。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，
PID控制器用于根据当前温度检测值、工艺气尾气温度目标值和当前定量带电机频率生成控制信号。
9.根据权利要求6-8中任一项所述的装置，其特征在于，
在生产过程中，工艺参数、膨胀烟丝入***水率的设定值及膨胀烟丝出***水率的设定值均固定，其中工艺参数包括膨胀端工艺气温度、排潮量和生产风速。
10.根据权利要求6-8中任一项所述的装置，其特征在于，
PID控制器用于在当前温度检测值小于工艺气尾气温度目标值的情况下，通过控制信号降低当前定量带电机频率，以减小膨胀入口物料流量，使得当前温度检测值提高到工艺气尾气温度目标值；以及在当前温度检测值大于工艺气尾气温度目标值的情况下，通过控制信号提高当前定量带电机频率，以增大膨胀入口物料流量，使得当前温度检测值降低到工艺气尾气温度目标值。
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