膨脹煙絲干燥出口含水率控制方法和裝置與流程

本發明涉及煙草生產領域，特別涉及一種膨脹煙絲干燥出口含水率控制方法和裝置。

背景技術：

膨脹煙絲干燥出口含水率是卷煙制膨脹絲生產過程中的重要質量指標之一。該質量指標會影響冷卻回潮出口膨脹煙絲含水率，從而對成品膨脹煙絲含水率是否合格起著極其相關的影響。

目前煙草企業對膨脹煙絲干燥出口含水率控制是開環控制，未能達到精細化控制；在現有生產線上由于干冰煙絲的特殊性用定量帶取代電子皮帶秤，用定量帶電機頻率取代膨脹前物料流量；在生產過程中，由于前道工序造成定量帶上物料厚度不均，以致物料流量波動較大，而膨脹干燥段其余工藝參數固定，從而導致膨脹煙絲干燥出口含水率波動較大，造成冷卻回潮出口膨脹煙絲含水率的波動，導致成品膨脹煙絲含水率難以控制。

技術實現要素：

鑒于以上技術問題，本發明提供了一種膨脹煙絲干燥出口含水率控制方法和裝置，可以實現膨脹煙絲干燥出口含水率的穩定，從而達到了成品膨脹煙絲含水率的精確控制。

根據本發明的一個方面，提供膨脹煙絲干燥出口含水率控制方法，包括：

尾氣溫度檢測器以預定的時間間隔采集工藝氣尾氣的當前溫度檢測值；

PID控制器通過調節膨脹入口物料流量將當前溫度檢測值調整為工藝氣尾氣溫度目標值，以達到膨脹煙絲干燥出口含水率的穩定，其中，所述工藝氣尾氣溫度目標值與膨脹煙絲干燥出口含水率目標值相對應。

在本發明的一個實施例中，所述PID控制器通過調節膨脹入口物料流量將當前溫度檢測值調整為工藝氣尾氣溫度目標值包括：

PID控制器根據當前溫度檢測值和工藝氣尾氣溫度目標值生成控制信號；

PID控制器通過所述控制信號調節當前定量帶電機頻率，進而調整膨脹入口物料流量，使得當前溫度檢測值達到工藝氣尾氣溫度目標值。

在本發明的一個實施例中，所述PID控制器根據當前溫度檢測值和工藝氣尾氣溫度目標值生成控制信號包括：

PID控制器根據當前溫度檢測值、工藝氣尾氣溫度目標值和當前定量帶電機頻率生成控制信號。

在本發明的一個實施例中，在生產過程中，工藝參數、膨脹煙絲入口含水率的設定值及膨脹煙絲出口含水率的設定值均固定，其中工藝參數包括膨脹端工藝氣溫度、排潮量和生產風速。

在本發明的一個實施例中，PID控制器在當前溫度檢測值小于工藝氣尾氣溫度目標值的情況下，通過控制信號降低當前定量帶電機頻率，以減小膨脹入口物料流量，使得當前溫度檢測值提高到工藝氣尾氣溫度目標值。

在本發明的一個實施例中，PID控制器在當前溫度檢測值大于工藝氣尾氣溫度目標值的情況下，通過控制信號提高當前定量帶電機頻率，以增大膨脹入口物料流量，使得當前溫度檢測值降低到工藝氣尾氣溫度目標值。

根據本發明的另一方面，提供一種膨脹煙絲干燥出口含水率控制裝置，包括尾氣溫度檢測器和PID控制器，其中：

尾氣溫度檢測器，用于以預定的時間間隔采集工藝氣尾氣的當前溫度檢測值；

PID控制器，用于通過調節膨脹入口物料流量將當前溫度檢測值調整為工藝氣尾氣溫度目標值，以達到膨脹煙絲干燥出口含水率的穩定，其中，所述工藝氣尾氣溫度目標值與膨脹煙絲干燥出口含水率目標值相對應。

在本發明的一個實施例中，PID控制器用于根據當前溫度檢測值和工藝氣尾氣溫度目標值生成控制信號；并通過所述控制信號調節當前定量帶電機頻率，進而調整膨脹入口物料流量，使得當前溫度檢測值達到工藝氣尾氣溫度目標值。

在本發明的一個實施例中，PID控制器用于根據當前溫度檢測值、工藝氣尾氣溫度目標值和當前定量帶電機頻率生成控制信號。

在本發明的一個實施例中，在生產過程中，工藝參數、膨脹煙絲入口含水率的設定值及膨脹煙絲出口含水率的設定值均固定，其中工藝參數包括膨脹端工藝氣溫度、排潮量和生產風速。

在本發明的一個實施例中，PID控制器用于在當前溫度檢測值小于工藝氣尾氣溫度目標值的情況下，通過控制信號降低當前定量帶電機頻率，以減小膨脹入口物料流量，使得當前溫度檢測值提高到工藝氣尾氣溫度目標值；以及在當前溫度檢測值大于工藝氣尾氣溫度目標值的情況下，通過控制信號提高當前定量帶電機頻率，以增大膨脹入口物料流量，使得當前溫度檢測值降低到工藝氣尾氣溫度目標值。

本發明膨脹煙絲干燥出口含水率控制方法和裝置，可以實現膨脹煙絲干燥出口含水率的穩定，從而達到了成品膨脹煙絲含水率的精確控制。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明膨脹煙絲干燥出口含水率控制裝置一個實施例的示意圖。

圖2為本發明膨脹煙絲干燥出口含水率控制方法一個實施例的示意圖。

圖3為本發明一個實施例中通過調節膨脹入口物料流量將當前溫度檢測值調整為工藝氣尾氣溫度目標值的示意圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。以下對至少一個示例性實施例的描述實際上僅僅是說明性的，決不作為對本發明及其應用或使用的任何限制。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

除非另外具體說明，否則在這些實施例中闡述的部件和步驟的相對布置、數字表達式和數值不限制本發明的范圍。

同時，應當明白，為了便于描述，附圖中所示出的各個部分的尺寸并不是按照實際的比例關系繪制的。

對于相關領域普通技術人員已知的技術、方法和設備可能不作詳細討論，但在適當情況下，所述技術、方法和設備應當被視為授權說明書的一部分。

在這里示出和討論的所有示例中，任何具體值應被解釋為僅僅是示例性的，而不是作為限制。因此，示例性實施例的其它示例可以具有不同的值。

應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步討論。

針對現有技術中存在的上述問題，申請人提出二個方案：1、通過PID調節膨脹工藝氣溫度來調節膨脹煙絲干燥出口含水率，膨脹工藝氣溫度配方要求是固定值，不能更改，故此方案不采納；2、通過PID調節定量帶電機頻率來調節膨脹煙絲干燥出口含水率，通過前期試驗效果不好，故不予采納。

由此，申請人提出一種新型膨脹煙絲干燥出口含水率控制方法和裝置，可實現膨脹煙絲干燥出口含水率的穩定，達到成品膨脹煙絲含水率精確控制。

圖1為本發明膨脹煙絲干燥出口含水率控制裝置一個實施例的示意圖。該膨脹煙絲干燥出口含水率控制裝置包括尾氣溫度檢測器1和PID(比例-積分-微分)控制器2，其中：

尾氣溫度檢測器1與PID控制器2連接；PID控制器2與定量帶電機3連接。

尾氣溫度檢測器1，用于以預定的時間間隔采集工藝氣尾氣的當前溫度檢測值。

PID控制器2，用于通過調節膨脹入口物料流量將當前溫度檢測值調整為工藝氣尾氣溫度目標值，以達到膨脹煙絲干燥出口含水率的穩定，其中，所述工藝氣尾氣溫度目標值與膨脹煙絲干燥出口含水率目標值相對應。

在本發明的一個實施例中，膨脹煙絲干燥出口含水率目標值所對應的工藝氣尾氣溫度是通過前期實驗獲取的經驗值。

在本發明的一個實施例中，PID控制器2可以用于根據當前溫度檢測值和工藝氣尾氣溫度目標值生成控制信號，并將所述控制信號發送給定量帶電機3；并通過所述控制信號調節當前定量帶電機頻率，進而調整膨脹入口物料流量，使得當前溫度檢測值達到工藝氣尾氣溫度目標值。

在本發明的一個實施例中，PID控制器2可以用于根據當前溫度檢測值、工藝氣尾氣溫度目標值和當前定量帶電機頻率生成控制信號。

在本發明的一個具體實施例中，PID控制器2用于在當前溫度檢測值小于工藝氣尾氣溫度目標值的情況下，通過控制信號降低當前定量帶電機頻率，以減小膨脹入口物料流量，使得當前溫度檢測值提高到工藝氣尾氣溫度目標值；以及在當前溫度檢測值大于工藝氣尾氣溫度目標值的情況下，通過控制信號提高當前定量帶電機頻率，以增大膨脹入口物料流量，使得當前溫度檢測值降低到工藝氣尾氣溫度目標值。

基于本發明上述實施例提供的膨脹煙絲干燥出口含水率控制裝置，利用能量守恒定律，通過PID調節工藝氣尾氣溫度來調節膨脹入口物料落料即定量帶電機頻率，以達到膨脹煙絲干燥出口含水率的穩定。在生產過程中，膨脹端工藝氣溫度、排潮量、生產風速等工藝參數及膨脹煙絲入口含水率的設定值及膨脹煙絲出口含水率的設定值都固定的前提下，工藝氣尾氣溫度的波動來源于膨脹入口物料流量的波動，故只需通過PID調節工藝氣尾氣溫度來調節膨脹端入口物料流量，進而調節定量帶電機頻率。

本發明上述實施例在生產過程中，膨脹端工藝氣溫度、排潮量、生產風速等工藝參數及膨脹煙絲入口含水率的設定值及膨脹煙絲出口含水率的設定值都固定；通過前期的摸索得出膨脹煙絲干燥出口含水率目標值所對應的工藝氣尾氣溫度，將這個溫度值設定為工藝氣尾氣溫度目標值，通過PID調節膨脹入口物料流量實現工藝氣尾氣溫度目標值，進而達到膨脹煙絲干燥出口含水率的穩定。

本發明上述實施例可以實現膨脹煙絲干燥出口含水率的穩定，例如對于Airco DIET公司的膨脹煙絲干燥設備而言，采用本發明膨脹煙絲干燥出口含水率控制裝置后，膨脹煙絲干燥出口含水率標準偏差由原來的0.35％提高到0.13％，從而達到了成品膨脹煙絲含水率的精確控制。

圖2為本發明膨脹煙絲干燥出口含水率控制方法一個實施例的示意圖。優選的，本實施例可由本發明膨脹煙絲干燥出口含水率控制裝置執行。所述方法包括：

步驟201，尾氣溫度檢測器1以預定的時間間隔采集工藝氣尾氣的當前溫度檢測值。

步驟202，PID控制器2通過調節膨脹入口物料流量將當前溫度檢測值調整為工藝氣尾氣溫度目標值，以達到膨脹煙絲干燥出口含水率的穩定，其中，所述工藝氣尾氣溫度目標值與膨脹煙絲干燥出口含水率目標值相對應。

在本發明的一個實施例中，膨脹煙絲干燥出口含水率目標值所對應的工藝氣尾氣溫度是通過前期實驗獲取的經驗值。

圖3為本發明一個實施例中通過調節膨脹入口物料流量將當前溫度檢測值調整為工藝氣尾氣溫度目標值的示意圖。如圖3所示，圖2實施例中的步驟202可以包括：

步驟301，PID控制器2根據當前溫度檢測值和工藝氣尾氣溫度目標值生成控制信號；并將所述控制信號發送給定量帶電機3。

在本發明的一個具體實施例中，步驟301中，PID控制器根據當前溫度檢測值和工藝氣尾氣溫度目標值生成控制信號的步驟可以包括：PID控制器2根據當前溫度檢測值和工藝氣尾氣溫度目標值的差值生成控制信號。

在本發明的一個實施例中，步驟301，PID控制器根據當前溫度檢測值和工藝氣尾氣溫度目標值生成控制信號的步驟可以包括：PID控制器2根據當前溫度檢測值、工藝氣尾氣溫度目標值和當前定量帶電機頻率生成控制信號。

在本發明的一個具體實施例中，所述PID控制器根據當前溫度檢測值、工藝氣尾氣溫度目標值和當前定量帶電機頻率生成控制信號的步驟可以包括：

PID控制器2根據當前溫度檢測值和工藝氣尾氣溫度目標值的差值，確定定量帶電機的頻率調整量；PID控制器2根據所述頻率調整量和當前定量帶電機頻率生成定量帶電機的頻率調整目標值；并將所述頻率調整目標值作為控制信號。

步驟302，PID控制器2通過所述控制信號調節當前定量帶電機頻率，進而調整膨脹入口物料流量，使得當前溫度檢測值達到工藝氣尾氣溫度目標值。

在本發明的一個實施例中，步驟302具體可以包括：PID控制器2在當前溫度檢測值小于工藝氣尾氣溫度目標值的情況下，通過控制信號降低當前定量帶電機頻率，以減小膨脹入口物料流量，使得當前溫度檢測值提高到工藝氣尾氣溫度目標值。

在本發明的一個實施例中，步驟302具體可以包括：PID控制器2在當前溫度檢測值大于工藝氣尾氣溫度目標值的情況下，通過控制信號提高當前定量帶電機頻率，以增大膨脹入口物料流量，使得當前溫度檢測值降低到工藝氣尾氣溫度目標值。

基于本發明上述實施例提供的膨脹煙絲干燥出口含水率控制方法，利用能量守恒定律，通過PID調節工藝氣尾氣溫度來調節膨脹入口物料落料即定量帶電機頻率，以達到膨脹煙絲干燥出口含水率的穩定。在生產過程中，膨脹端工藝氣溫度、排潮量、生產風速等工藝參數及膨脹煙絲入口含水率的設定值及膨脹煙絲出口含水率的設定值都固定的前提下，工藝氣尾氣溫度的波動來源于膨脹入口物料流量的波動，故只需通過PID調節工藝氣尾氣溫度來調節膨脹端入口物料流量，進而調節定量帶電機頻率。

本發明上述實施例在生產過程中，膨脹端工藝氣溫度、排潮量、生產風速等工藝參數及膨脹煙絲入口含水率的設定值及膨脹煙絲出口含水率的設定值都固定；通過前期的摸索得出膨脹煙絲干燥出口含水率目標值所對應的工藝氣尾氣溫度，將這個溫度值設定為工藝氣尾氣溫度目標值，通過PID調節膨脹入口物料流量實現工藝氣尾氣溫度目標值，進而達到膨脹煙絲干燥出口含水率的穩定。

本發明上述實施例可以實現膨脹煙絲干燥出口含水率的穩定，例如對于Airco DIET公司的膨脹煙絲干燥設備而言，采用本發明膨脹煙絲干燥出口含水率控制方法后，脹煙絲干燥出口含水率標準偏差由原來的0.35％提高到0.13％，從而達到了成品膨脹煙絲含水率的精確控制。

在上面所描述的PID控制器可以實現為用于執行本申請所描述功能的通用處理器、可編程邏輯控制器(PLC)、數字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現場可編程門陣列(FPGA)或者其他可編程邏輯器件、分立門或者晶體管邏輯器件、分立硬件組件或者其任意適當組合。

至此，已經詳細描述了本發明。為了避免遮蔽本發明的構思，沒有描述本領域所公知的一些細節。本領域技術人員根據上面的描述，完全可以明白如何實施這里公開的技術方案。

本領域普通技術人員可以理解實現上述實施例的全部或部分步驟可以通過硬件來完成，也可以通過程序來指令相關的硬件完成，所述的程序可以存儲于一種計算機可讀存儲介質中，上述提到的存儲介質可以是只讀存儲器，磁盤或光盤等。

本發明的描述是為了示例和描述起見而給出的，而并不是無遺漏的或者將本發明限于所公開的形式。很多修改和變化對于本領域的普通技術人員而言是顯然的。選擇和描述實施例是為了更好說明本發明的原理和實際應用，并且使本領域的普通技術人員能夠理解本發明從而設計適于特定用途的帶有各種修改的各種實施例。