本發(fā)明涉及煙草生產(chǎn)領(lǐng)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(shù)：

膨脹煙絲干燥出口含水率是卷煙制膨脹絲生產(chǎn)過程中的重要質(zhì)量指標(biāo)之一。該質(zhì)量指標(biāo)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(guān)的影響。

目前煙草企業(yè)對膨脹煙絲干燥出口含水率控制是開環(huán)控制，未能達(dá)到精細(xì)化控制；在現(xiàn)有生產(chǎn)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(chǎn)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(shù)固定，從而導(dǎo)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(dǎo)致成品膨脹煙絲含水率難以控制。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于以上技術(shù)問題，本發(fā)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(xiàn)膨脹煙絲干燥出口含水率的穩(wěn)定，從而達(dá)到了成品膨脹煙絲含水率的精確控制。

根據(jù)本發(fā)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(yù)定的時間間隔采集工藝氣尾氣的當(dāng)前溫度檢測值；

PID控制器通過調(diào)節(jié)膨脹入口物料流量將當(dāng)前溫度檢測值調(diào)整為工藝氣尾氣溫度目標(biāo)值，以達(dá)到膨脹煙絲干燥出口含水率的穩(wěn)定，其中，所述工藝氣尾氣溫度目標(biāo)值與膨脹煙絲干燥出口含水率目標(biāo)值相對應(yīng)。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述PID控制器通過調(diào)節(jié)膨脹入口物料流量將當(dāng)前溫度檢測值調(diào)整為工藝氣尾氣溫度目標(biāo)值包括：

PID控制器根據(jù)當(dāng)前溫度檢測值和工藝氣尾氣溫度目標(biāo)值生成控制信號；

PID控制器通過所述控制信號調(diào)節(jié)當(dāng)前定量帶電機頻率，進而調(diào)整膨脹入口物料流量，使得當(dāng)前溫度檢測值達(dá)到工藝氣尾氣溫度目標(biāo)值。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述PID控制器根據(jù)當(dāng)前溫度檢測值和工藝氣尾氣溫度目標(biāo)值生成控制信號包括：

PID控制器根據(jù)當(dāng)前溫度檢測值、工藝氣尾氣溫度目標(biāo)值和當(dāng)前定量帶電機頻率生成控制信號。

在本發(fā)明的一個實施例中，在生產(chǎn)過程中，工藝參數(shù)、膨脹煙絲入口含水率的設(shè)定值及膨脹煙絲出口含水率的設(shè)定值均固定，其中工藝參數(shù)包括膨脹端工藝氣溫度、排潮量和生產(chǎn)風(fēng)速。

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

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

根據(jù)本發(fā)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(yù)定的時間間隔采集工藝氣尾氣的當(dāng)前溫度檢測值；

PID控制器，用于通過調(diào)節(jié)膨脹入口物料流量將當(dāng)前溫度檢測值調(diào)整為工藝氣尾氣溫度目標(biāo)值，以達(dá)到膨脹煙絲干燥出口含水率的穩(wěn)定，其中，所述工藝氣尾氣溫度目標(biāo)值與膨脹煙絲干燥出口含水率目標(biāo)值相對應(yīng)。

在本發(fā)明的一個實施例中，PID控制器用于根據(jù)當(dāng)前溫度檢測值和工藝氣尾氣溫度目標(biāo)值生成控制信號；并通過所述控制信號調(diào)節(jié)當(dāng)前定量帶電機頻率，進而調(diào)整膨脹入口物料流量，使得當(dāng)前溫度檢測值達(dá)到工藝氣尾氣溫度目標(biāo)值。

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

在本發(fā)明的一個實施例中，在生產(chǎn)過程中，工藝參數(shù)、膨脹煙絲入口含水率的設(shè)定值及膨脹煙絲出口含水率的設(shè)定值均固定，其中工藝參數(shù)包括膨脹端工藝氣溫度、排潮量和生產(chǎn)風(fēng)速。

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

本發(fā)明膨脹煙絲干燥出口含水率控制方法和裝置，可以實現(xiàn)膨脹煙絲干燥出口含水率的穩(wěn)定，從而達(dá)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(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)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(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)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(fā)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(fā)明一個實施例中通過調(diào)節(jié)膨脹入口物料流量將當(dāng)前溫度檢測值調(diào)整為工藝氣尾氣溫度目標(biāo)值的示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)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(fā)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(fā)明及其應(yīng)用或使用的任何限制?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)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(shù)字表達(dá)式和數(shù)值不限制本發(fā)明的范圍。

同時，應(yīng)當(dāng)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(guān)系繪制的。

對于相關(guān)領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的技術(shù)、方法和設(shè)備可能不作詳細(xì)討論，但在適當(dāng)情況下，所述技術(shù)、方法和設(shè)備應(yīng)當(dāng)被視為授權(quán)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(yīng)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(yīng)注意到：相似的標(biāo)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(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，申請人提出二個方案：1、通過PID調(diào)節(jié)膨脹工藝氣溫度來調(diào)節(jié)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(diào)節(jié)定量帶電機頻率來調(diào)節(jié)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(xiàn)膨脹煙絲干燥出口含水率的穩(wěn)定，達(dá)到成品膨脹煙絲含水率精確控制。

圖1為本發(fā)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(yù)定的時間間隔采集工藝氣尾氣的當(dāng)前溫度檢測值。

PID控制器2，用于通過調(diào)節(jié)膨脹入口物料流量將當(dāng)前溫度檢測值調(diào)整為工藝氣尾氣溫度目標(biāo)值，以達(dá)到膨脹煙絲干燥出口含水率的穩(wěn)定，其中，所述工藝氣尾氣溫度目標(biāo)值與膨脹煙絲干燥出口含水率目標(biāo)值相對應(yīng)。

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

在本發(fā)明的一個實施例中，PID控制器2可以用于根據(jù)當(dāng)前溫度檢測值和工藝氣尾氣溫度目標(biāo)值生成控制信號，并將所述控制信號發(fā)送給定量帶電機3；并通過所述控制信號調(diào)節(jié)當(dāng)前定量帶電機頻率，進而調(diào)整膨脹入口物料流量，使得當(dāng)前溫度檢測值達(dá)到工藝氣尾氣溫度目標(biāo)值。

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

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

基于本發(fā)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(diào)節(jié)工藝氣尾氣溫度來調(diào)節(jié)膨脹入口物料落料即定量帶電機頻率，以達(dá)到膨脹煙絲干燥出口含水率的穩(wěn)定。在生產(chǎn)過程中，膨脹端工藝氣溫度、排潮量、生產(chǎn)風(fēng)速等工藝參數(shù)及膨脹煙絲入口含水率的設(shè)定值及膨脹煙絲出口含水率的設(shè)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(diào)節(jié)工藝氣尾氣溫度來調(diào)節(jié)膨脹端入口物料流量，進而調(diào)節(jié)定量帶電機頻率。

本發(fā)明上述實施例在生產(chǎn)過程中，膨脹端工藝氣溫度、排潮量、生產(chǎn)風(fēng)速等工藝參數(shù)及膨脹煙絲入口含水率的設(shè)定值及膨脹煙絲出口含水率的設(shè)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(biāo)值所對應(yīng)的工藝氣尾氣溫度，將這個溫度值設(shè)定為工藝氣尾氣溫度目標(biāo)值，通過PID調(diào)節(jié)膨脹入口物料流量實現(xiàn)工藝氣尾氣溫度目標(biāo)值，進而達(dá)到膨脹煙絲干燥出口含水率的穩(wěn)定。

本發(fā)明上述實施例可以實現(xiàn)膨脹煙絲干燥出口含水率的穩(wěn)定，例如對于Airco DIET公司的膨脹煙絲干燥設(shè)備而言，采用本發(fā)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(biāo)準(zhǔn)偏差由原來的0.35％提高到0.13％，從而達(dá)到了成品膨脹煙絲含水率的精確控制。

圖2為本發(fā)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(yōu)選的，本實施例可由本發(fā)明膨脹煙絲干燥出口含水率控制裝置執(zhí)行。所述方法包括：

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

步驟202，PID控制器2通過調(diào)節(jié)膨脹入口物料流量將當(dāng)前溫度檢測值調(diào)整為工藝氣尾氣溫度目標(biāo)值，以達(dá)到膨脹煙絲干燥出口含水率的穩(wěn)定，其中，所述工藝氣尾氣溫度目標(biāo)值與膨脹煙絲干燥出口含水率目標(biāo)值相對應(yīng)。

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

圖3為本發(fā)明一個實施例中通過調(diào)節(jié)膨脹入口物料流量將當(dāng)前溫度檢測值調(diào)整為工藝氣尾氣溫度目標(biāo)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(jù)當(dāng)前溫度檢測值和工藝氣尾氣溫度目標(biāo)值生成控制信號；并將所述控制信號發(fā)送給定量帶電機3。

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

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

在本發(fā)明的一個具體實施例中，所述PID控制器根據(jù)當(dāng)前溫度檢測值、工藝氣尾氣溫度目標(biāo)值和當(dāng)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(jù)當(dāng)前溫度檢測值和工藝氣尾氣溫度目標(biāo)值的差值，確定定量帶電機的頻率調(diào)整量；PID控制器2根據(jù)所述頻率調(diào)整量和當(dāng)前定量帶電機頻率生成定量帶電機的頻率調(diào)整目標(biāo)值；并將所述頻率調(diào)整目標(biāo)值作為控制信號。

步驟302，PID控制器2通過所述控制信號調(diào)節(jié)當(dāng)前定量帶電機頻率，進而調(diào)整膨脹入口物料流量，使得當(dāng)前溫度檢測值達(dá)到工藝氣尾氣溫度目標(biāo)值。

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

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

基于本發(fā)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(diào)節(jié)工藝氣尾氣溫度來調(diào)節(jié)膨脹入口物料落料即定量帶電機頻率，以達(dá)到膨脹煙絲干燥出口含水率的穩(wěn)定。在生產(chǎn)過程中，膨脹端工藝氣溫度、排潮量、生產(chǎn)風(fēng)速等工藝參數(shù)及膨脹煙絲入口含水率的設(shè)定值及膨脹煙絲出口含水率的設(shè)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(diào)節(jié)工藝氣尾氣溫度來調(diào)節(jié)膨脹端入口物料流量，進而調(diào)節(jié)定量帶電機頻率。

本發(fā)明上述實施例在生產(chǎn)過程中，膨脹端工藝氣溫度、排潮量、生產(chǎn)風(fēng)速等工藝參數(shù)及膨脹煙絲入口含水率的設(shè)定值及膨脹煙絲出口含水率的設(shè)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(biāo)值所對應(yīng)的工藝氣尾氣溫度，將這個溫度值設(shè)定為工藝氣尾氣溫度目標(biāo)值，通過PID調(diào)節(jié)膨脹入口物料流量實現(xiàn)工藝氣尾氣溫度目標(biāo)值，進而達(dá)到膨脹煙絲干燥出口含水率的穩(wěn)定。

本發(fā)明上述實施例可以實現(xiàn)膨脹煙絲干燥出口含水率的穩(wěn)定，例如對于Airco DIET公司的膨脹煙絲干燥設(shè)備而言，采用本發(fā)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(biāo)準(zhǔn)偏差由原來的0.35％提高到0.13％，從而達(dá)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(xiàn)為用于執(zhí)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(shù)字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)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(dāng)組合。

至此，已經(jīng)詳細(xì)描述了本發(fā)明。為了避免遮蔽本發(fā)明的構(gòu)思，沒有描述本領(lǐng)域所公知的一些細(xì)節(jié)。本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)上面的描述，完全可以明白如何實施這里公開的技術(shù)方案。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實現(xiàn)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(guān)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(zhì)中，上述提到的存儲介質(zhì)可以是只讀存儲器，磁盤或光盤等。

本發(fā)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(fā)明限于所公開的形式。很多修改和變化對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)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(fā)明的原理和實際應(yīng)用，并且使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明從而設(shè)計適于特定用途的帶有各種修改的各種實施例。