技术领域
[0001] 本
发明涉及
烟草行业的生产控制方法，尤其是一种烟草行业中对顺流式烘丝机出口烟丝水分进行控制的方法。
背景技术
[0002]
现有技术的顺流式烘丝机的生产控制，采用固定热
风风
门和排潮风门、热风
温度、筒体转速等参数，调节筒壁温度的方法来控制出口烟丝水分。在这种烘丝机控制方法下，其它参数都是固定的，只调节筒壁温度，导致生产过程中筒壁温度
波动较大。近年来，烟草行业的新研究认识到，筒壁温度是烘丝机所有参数中对
卷烟产品内在品质和吸味风格影响最大的因素，加工过程中筒壁温度波动大意味着产品内在品质和吸味风格不稳定，因此，现有技术的烘丝机控制方法与产品
质量要求存在冲突。此外，目前，本行业提出产品个性化生产和分类加工的要求，烘丝机筒壁温度需要在不同的设定值下进行产品加工，现有技术的烘丝机控制方法显然无法满足这样的要求。
发明内容
[0003] 针对现有技术的上述不足，本发明的目的是提供一种顺流式烘丝机出口烟丝水分控制方法，解决现有技术的烘丝机控制方法与产品质量要求存在的冲突。本方法能保证烘丝机出口烟丝的水分符合要求，并能使筒壁温度保持稳定，从而保证烟丝的内在品质和吸味风格不受影响。本方法完全适应产品个性化生产和分类加工的要求。
[0004] 本发明的顺流式烘丝机出口烟丝水分控制方法按照烟丝规格、加工要求、及工艺参数进行生产，含有料头阶段、生产阶段和料尾阶段，采用计算机控制系统进行过程控制，其特征在于：
[0005] 进入生产阶段，对生产过程进行控制和调节时，以出口烟丝水分要求值为目标，根据排潮风门和热风风门的开度、热风温度、筒壁温度对烟丝内在品质和吸味的影响程度，来排列对上述工艺参数进行控制和调节的先后次序，总体原则是对烟丝内在品质和吸味影响小的参数先控制和调节，影响大的参数后控制和调节；
[0006] 各工艺参数按以下顺序进行控制：
[0007] (1)首先控制和调节排潮风门和热风风门的开度；
[0008] (2)随后启动热风温度的控制和调节，启动的条件是：当排潮风门和热风风门的开度的调节值达到预定的上限或下限(这里所述的预定的上、下限是指生产中，根据设备条件、产品要求，生产指挥部门规定的排潮风门和热风风门的开度的控制条件，即生产允许的最大开度和最小开度值)，而出口烟丝水分实测值仍达不到水分要求值时； [0009] (3)最后启动筒壁
温度控制和调节，启动的条件：
[0010] ①首先执行本条件，当热风温度控制和调节3分钟，出口烟丝水分实测值变化小于0.3％时，启动，并不再执行②中所述条件；
[0011] ②除①中所列条件外，当热风温度控制和调节后，热风温度调节值达到预定的上限或下限(这里所述的预定的上、下限是指生产中，根据设备条件、产品要求，生产指挥部门规定的热风温度的控制条件，即生产允许的最高温度和最低温度值)，而出口烟丝水分实测值仍达不到水分要求值时，启动。
[0012] 所述的顺流式烘丝机出口烟丝水分控制方法依以下次序的具体 步骤进行： [0013] (1)增加对烘前烟丝流量的前馈控制和调节
[0014] 检测烘丝机入口烟丝的水分值和流量，与出口烟丝水分要求值进行比对得到实际脱水量；当实际脱水量大于烘丝机的干燥能
力，即标准脱水量(理论脱水量)时，减少入口烟丝的流量；反之则加大入口烟丝的流量，将上述调整后的入口烟丝流量固定为本批次料的烘前
电子秤流量设定值；
[0015] (2)料头阶段，筒壁温度采用逐渐升高的渐变方式，排潮风门和热风风门稳定在中间开度，当烘丝出口水分实测值和水分要求值之间的偏差小于0.3％时，将筒壁温度调整到标准设定值(这也是指根据设备条件、产品要求，生产部门规定的筒壁温度的值)并保持稳定，即可进入生产阶段；
[0016] (3)生产阶段
[0017] 所述的首先控制和调节排潮风门和热风风门的开度，是根据检测数据，当出口烟丝水分实测值大于水分要求值时，
控制器控制热风风门和排潮风门的开度增大，反之则控制热风风门和排潮风门的开度减小；
[0018] 所述的随后启动热风温度控制和调节，是根据检测数据，当出口烟丝水分实测值大于水分要求值时，控制器控制热风温度提高，反之则控制热风温度降低； [0019] 所述最后启动筒壁温度控制和调节，是根据检测数据，当出口烟丝水分实测值大于水分要求值时，控制器控制筒壁温度上升，反之则控制筒壁温度下降； [0020] (4)料尾阶段，筒壁温度采用逐渐降低的渐变方式，排潮风门 和热风风门的开度仍按生产阶段控制方法进行控制。
[0021] 本发明的优点是：优先调整烘丝机对产品内质和风格影响小的工艺参数，稳定对产品内质和风格影响大的关键工艺参数，实现对出口水分稳定控制。与现有技术烘丝机的方法相比，本发明的生产过程中筒壁温度基本上保持稳定，所述的对筒壁温度的控制和调节与现有技术相比，调节的幅度较小，只相当于“微调”，因此，有利于保持卷烟产品在加工过程中内在质量风格的稳定和一致性。同时可以实现烘丝机不同筒壁温度设定值下的个性化生产和分类加工，为卷烟产品的个性化生产和分类加工提供了技术手段。
附图说明
[0022] 附图1是顺流式烘丝机系统示意图。
[0023] 附图中标记分述如下：1—烘前水分仪；2—烘前电子秤；3—增温增湿设备；4—烘丝机；5—热风管道；6—热风风门；7—排潮风门；8—排潮管道；9—烘丝机出口水分仪。 具体实施方式
[0024] 下面结合附图对本发明的具体实施方式及有关技术问题作进一步详细的描述。 [0025] 附图1是顺流式烘丝机系统示意图。烘前水分仪1用于检测烘丝机来料烟丝水分；烘前电子秤2是控制型电子秤，其皮带速度可调节，当电子秤上烟丝流量大于流量设定值时，电子秤降低皮带运行速度，反之则增大皮带运行速度，从而控制进入烘丝机的烟丝流量稳定在电子秤流量设定值；热风风门6和排潮风门7均与控制器连接，可进行控制和调节；
水分仪9用于检测烘丝机出口烟丝水分。烘丝机4、热风管道5、排潮管道8及增温增湿设备3均为现有技术设备。
[0026] 首先简单介绍一下顺流式烘丝机工作过程及情况，一般顺流式烘 丝机每批次处理烟丝量为5000kg到10000kg，其中料头阶段、料尾阶段各约数分钟，生产阶段约2～2.5h。在正常生产中，根据烟丝品种及规格的不同，烘丝机及其它配套设备的不同，生产指挥部门对各工艺参数都会有一个预定值或称设定值或称指标值，本发明所述的控制和调节是在此预定值或称设定值或称指标值的范围内进行的。例如，在具体步骤“(2)料头阶段”中所述的“筒壁温度调整到标准设定值”即是说筒壁温度的调节不能超出这个标准设定值的上下限的范围，其余同。
[0027] 烘丝过程可以这样理解：烘丝机入口处流入的烟丝是由干烟丝和水组成，烘丝机加工过程中干烟丝的量不变，部分水经过烘丝机后被
蒸发。流出烘丝机的烟丝含有流入的全部干烟丝和经蒸发后剩余的水。在控
制模型中，烘丝进、出口烟丝干量始终不变，所改变的量就是水，即脱水量。
[0028] 下面对一个
实施例的具体实施方式进行简要的描述。
[0029] 所述的“对烘前烟丝流量的前馈控制和调节”的主要技术思想就是要让烘丝机工作在标准脱水值的状况下，在理论上，每个烘丝机对应一个烟丝规格和工艺条件都应有一个标准的脱水值，也就是所说的理论水分蒸发量，这是现有技术中本领域技术人员均熟悉的。在本发明中所述对烘前烟丝流量进行前馈控制和调节可在开机200秒左右的时间内完成。过程是这样的：烘丝机入口烟丝流量和入口烟丝水分分别由烘丝机入口的电子秤和水分仪检测，在200秒时间内进行若干次检测(如每5秒进行一次)，将所有的检测数据输入控制器，并取其平均值，由控制器进行如下计算：将此入口烟丝检测平均值减去出口烟丝水分要求值再乘以入口烟丝平均流量即得到实际烟丝水分蒸发量，将此实际烟丝水分蒸发量与烘丝机的理论水分蒸发量相比对。当 实际烟丝水分蒸发量大于理论水分蒸发量时，控制器减少烘丝机入口的烟丝流量；当实际烟丝水分蒸发量小于理论水分蒸发量时，控制器增大烘丝机入口的烟丝流量。将上述调整后的入口烟丝流量固定为本批次料的烘前电子秤流量设定值；每批次只进行一次对烘前烟丝流量的前馈控制和调节。
[0030] 所述的料头阶段，当来料烟丝进入烘丝机初期，约数分钟内，为了减少烟丝的干头量，在料头阶段筒壁温度的控制采用逐渐升高的渐变方式，排潮风门和热风风门开度稳定在中间开度，当烘丝出口水分实测值和出口烟丝水分要求值之差小于0.3％时，烘丝机料头阶段结束进入生产阶段，控制器对热风风门和排潮风门开始进行控制和调节，同时筒壁温度由当前值调整到标准设定值(这是生产部门根据设备特点及产品规格下达的筒壁温度值)并保持稳定。
[0031] 在生产阶段中，筒壁温度按标准设定值稳定不变，热风风门与排潮风门联动根据出口烟丝水分实测值进行控制和调节，通过改变其开度来调节出口水分大小。热风风门和排潮风门开度由计算机控制系统中的热风风门和排潮风门PID控制器控制，系统将烘丝出口水分实测值实时传送给PID控制器，PID控制器将烘丝出口水分实测值与出口烟丝水分要求值进行比较运算，根据其偏差大小运算出调节值传送给热风风门和排潮风门。烘丝出口水分实测值大于出口烟丝水分要求值时，相应增大热风风门和排潮风门开度，烘丝出口水分实测值小于出口烟丝水分要求值时，则相应调小热风风门和排潮风门开度，直至烘丝出口水分实测值和出口烟丝水分要求值一致或相接近。
[0032] 当热风风门和排潮风门开度调节到小于45％或者大于65％后(此两个开度值即是生产部门下达的本批次生产的预定值)，烘丝出口烟丝水分仍未达到出口烟丝水分要求值时，控制系统认为排潮风门和热 风风门的调节能力已趋于饱和，则按顺序启动热风温度的控制和调节。热风温度由计算机控制系统中的热风温度控制器进行控制，系统将烘丝出口水分实测值实时传送给控制器，控制器每隔10秒将烘丝出口水分实测值与出口烟丝水分要求值进行一次比较，如烘丝出口水分实测值大于出口烟丝水分要求值时，相应将热风温度升高0.5℃，烘丝出口水分实测值小于出口烟丝水分要求值时，则相应将热风温度降低0.5℃，直至烘丝出口水分实测值和出口烟丝水分要求值一致或相接近。 [0033] 当热风温度调节到小于或者大于工艺标准值10℃后(所述工艺标准值是生产部门下达的指标，高于或低于此指标10℃也是下达的指标控制范围)，如果烘丝出口烟丝水分实测值仍未达到出口烟丝水分要求值，则最后启动筒壁温度调节出口水分。筒壁温度由计算机控制系统中的筒壁温度控制器进行控制，系统将烘丝出口水分实测值实时传送给控制器，控制器每隔6秒将烘丝出口水分实测值与出口烟丝水分要求值进行一次比较，如烘丝出口水分实测值大于出口烟丝水分要求值时，相应将筒壁温度升高0.1℃，如烘丝出口水分实测值小于出口烟丝水分要求值时，则相应将筒壁温度降低0.1℃，直至烘丝出口水分实测值和出口烟丝水分要求值相一致或相接近。
[0034] 热风温度和筒壁温度等调节手段是否有效可以在控制系统中进行设置。 [0035] 有些烘丝机出口水分对热风温度调节不灵敏(这是由烘丝机的结构特点及配套设备特点决定的，此为现有技术内容，在此不赘述。)，此时则放弃热风温度的调节，直接进入筒壁温度的调节。
[0036] 在生产阶段结束进入烘丝料尾阶段时，筒壁温度采用逐渐降低的渐变方式，同时热风风门和排潮风门的控制和调节保持生产阶段的要 求，以减少烟丝的干尾量。 [0037] 本发明实际应用效果：随机连续取共22批次原有烘丝机控制方法下生产产品时筒壁温度波动情况数据进行分析，筒壁温度波动较大，筒壁温度标准偏差平均值达到了1.83℃，有些批次产品的生产过程中筒壁温度的波动幅度达到了19℃；筒壁温度偏离工艺标准值±5℃的要求，在22批生产中筒壁温度合格率低于50％的批次就有6批，平均筒壁温度合格率仅为71.65％，筒壁温度中心值与工艺标准要求值之间的偏差最大的批次达到了25℃；烘丝出口水分平均标准偏差为0.155％。对本发明烘丝机控制方法的产品生产情况汇总数据进行分析，在总共50个取样批次中，筒壁温度在生产过程中基本稳定不变，平均标准偏差仅为0.1℃；筒壁温度全部都达到了工艺标准要求，平均筒壁温度合格率达到
100％，筒壁温度实测值与工艺标准要求值之间偏差最大的批次也仅为2℃；烘丝出口水分平均标准偏差达到0.103％。
