松散润叶出口物料温度控制方法技术

本发明专利技术公开了一种松散润叶出口物料温度控制方法，本发明专利技术的主要设计构思在于，基于润叶机设备原理以及结合烟草物料的物理特性，将松散润叶机出口物料温度进行分区，按照各温度分区不同的温度控制特性进行区别化控制，具体是以分区的模式对PID控制策略中的设定值、PI参数以及针对蒸汽薄膜阀开度的控制量进行修正。本发明专利技术有效实现了热风温度步进式的精确修正，能够解决人工介入调整滞后且无法精确调整的问题，并显著提高控制系统灵活性和鲁棒性，减少频繁震荡的次数。减少频繁震荡的次数。减少频繁震荡的次数。

【技术实现步骤摘要】
松散润叶出口物料温度控制方法


[0001]本专利技术涉及卷烟制造领域，尤其涉及一种松散润叶出口物料温度控制方法。

技术介绍

[0002]制丝松散润叶机是烟草制丝工艺中对切片后烟片进行松散、回潮的设备，松散润叶工序对烟片进行增温增湿，将烟片充分松散，提高烟片的耐加工性，以利于下道工序的加工。
[0003]行业内常见的制丝松散润叶机采用蒸汽管路加热筒内循环热风的方式对烟片进行加热。与此同时，在某些生产阶段为了保证热源的充足，还会加入直喷蒸汽以满足瞬间升温的目的。具体来说，循环热风加热控制回路以简单的单闭环负反馈PID进行控制，以薄膜阀开度控制进入蒸汽多少，进而控制循环热风被加热量的多少，最终达到控制出口物料温度的目的；直喷蒸汽以蒸汽定流量方式进行热量补充，进而保证出口物料温度稳定。
[0004]而循环热风单闭环负反馈PID存在控制滞后、控制精度差、容易出现震荡频繁等问题，一直是限制产品质量不断提升的瓶颈性问题。PID控制器只有在被控对象随时间线性变化的情况下，才能实现对被控对象的稳定控制，一旦发生干扰使得被控对象偏离线性变化关系时，PID控制器无法对其进行快速修正，需要人工介入调整，所以整个控制过程都需要人工进行监控。
[0005]结合实际而言，基于润叶机设备原理以及结合烟草物料的物理特性，易得出松散润叶出口物料温度控制回路存在控制滞后、容易出现震荡频繁等问题，在PID监控界面中只显示烟叶温度的瞬时值，当烟叶温度瞬时值发生快速变化时，导致工作人员无法确定是否需要介入调整，也无法确定调整幅度的问题。

技术实现思路

[0006]鉴于上述，本专利技术旨在提供一种松散润叶出口物料温度控制方法，以解决人工介入调整滞后且无法精确调整的问题。
[0007]本专利技术采用的技术方案如下：
[0008]本专利技术提供了一种松散润叶出口物料温度控制方法，其中包括：
[0009]预先基于松散润叶出口物料温度中心值以及预设阈值，将出口物料温度值按照数值区域划分为上区、中区及下区；
[0010]在松散润叶机进入生产状态后，以原有的PID热风控制策略进行初始控制；
[0011]在所述初始控制到达预设时间后，检测当前的出口物料温度瞬时值；
[0012]当所述出口物料温度瞬时值位于所述中区时，对原PID控制的热风设定值、比例系数以及积分量时间进行修正；
[0013]当所述出口物料温度瞬时值位于所述上区或所述下区时，对原PID控制的热风设定值以及对应蒸汽薄膜阀开度的控制值进行修正。
[0014]在其中至少一种可能的实现方式中，对比例系数以及积分量时间进行修正的方式
包括：
[0015]利用预设固定长度的时间窗口，对出口物料温度值进行SPC统计；
[0016]将SPC统计结果的标准差与表征稳定受控的预设标准差参考值之差作为预设的模糊控制算法的第一输入；
[0017]将SPC统计结果的出口物料温度均值与出口物料温度中心值的差值作为模糊控制算法的第二输入；
[0018]由模糊控制算法分别输出比例系数与积分量时间的修正量；
[0019]将修正量与PID策略中上一设置周期的比例系数与积分量时间进行叠加修正。
[0020]在其中至少一种可能的实现方式中，对控制值进行修正的方式包括：
[0021]通过移动时间窗口，将出口物料温度偏差值相对于时间进行积分计算，得到表征出口物料温度偏差值曲线面积的积分值；
[0022]当积分值超过预设的面积阈值时，在当前时间窗口内进行SPC统计；
[0023]将SPC统计结果的标准差与表征稳定受控的预设标准差参考值之差作为预设的模糊控制算法的第一输入；
[0024]将SPC统计结果的出口物料温度均值与所处分区的出口物料温度中心值的差值作为模糊控制算法的第二输入；
[0025]由模糊控制算法输出控制值的修正值；
[0026]将修正量与PID策略中上一设置周期的控制值进行叠加修正。
[0027]在其中至少一种可能的实现方式中，使出口物料温度偏差值曲线面积约等于扫描周期时间乘以出口物料温度偏差的累加值。
[0028]在其中至少一种可能的实现方式中，对原PID控制的热风设定值的修正方式包括：
[0029]每隔固定时间，将出口物料温度均值与出口物料温度中心值的差值，与PID热风控制策略中的热风设定值的修正值进行比例系数关联。
[0030]在其中至少一种可能的实现方式中，所述进行比例系数关联包括：
[0031]每隔预设的固定时间，将出口物料温度均值与出口物料温度中心值的差值，乘以预设系数得到修正值，所述预设系数为预先设定的当前所处分区出口物料温度与热风控制的关联系数，且所述预设系数＞0；
[0032]将所述修正值与PID策略中上一设置周期的热风设定值进行叠加修正。
[0033]在其中至少一种可能的实现方式中，所述将出口物料温度值按照数值区域划分为上区、中区及下区包括：
[0034]以松散润叶出口物料温度的中心值为基准，设定上升值与下降值；
[0035]根据中心值、上升值及下降值确定分区上界限及下界限；
[0036]将上界限与下界限之间的温度值区域定义为中区，将上界限以上的温度值区域定义为上区，将下界限以下的温度值区域定义为下区。
[0037]本专利技术的主要设计构思在于，基于润叶机设备原理以及结合烟草物料的物理特性，将松散润叶机出口物料温度进行分区，按照各温度分区不同的温度控制特性进行区别化控制，具体是以分区的模式对PID控制策略中的设定值、PI参数以及针对蒸汽薄膜阀开度的控制量进行修正。本专利技术有效实现了热风温度步进式的精确修正，能够解决人工介入调整滞后且无法精确调整的问题，并显著提高控制系统灵活性和鲁棒性，减少频繁震荡的次
数。
[0038]与现有技术相比，本专利技术实施例具有的有益效果至少包括：
[0039]将复杂的生产状态高度抽象模型化，以较少的计算资源拟生出高度近似的烟草制丝筒体出口物料温度的热量修正模型，并结合模糊控制与SPC统计算法进行控制，既能保证不乱变的效果，又实现了及时变的效果，从而确保出口物料温度控制的鲁棒性、稳定性。
[0040]进一步地，本专利技术中的中区控制方法采用模糊控制算法不断地修正PI模块的KP值与TI值，使出口物料温度在位于中区时，不断地进行PI参数自整定及优化控制效果的过程；
[0041]进一步地，本专利技术中的上区、下区控制方法采用模糊控制算法不断地修正PID模块的CV值，使出口物料温度在位于上、下区时，不断地进行PID输出修正及优化控制效果的过程。
附图说明
[0042]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步描述，其中：
[0043]图1为本专利技术实施例提供的松散润叶出口物料温度控制方法的流程图。
具体实施方式
[0044]下面详细描述本专利技术的实施例，实施例的示例在附图中示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种松散润叶出口物料温度控制方法，其特征在于，包括：预先基于松散润叶出口物料温度中心值以及预设阈值，将出口物料温度值按照数值区域划分为上区、中区及下区；在松散润叶机进入生产状态后，以原有的PID热风控制策略进行初始控制；在所述初始控制到达预设时间后，检测当前的出口物料温度瞬时值；当所述出口物料温度瞬时值位于所述中区时，对原PID控制的热风设定值、比例系数以及积分量时间进行修正；当所述出口物料温度瞬时值位于所述上区或所述下区时，对原PID控制的热风设定值以及对应蒸汽薄膜阀开度的控制值进行修正。2.根据权利要求1所述的松散润叶出口物料温度控制方法，其特征在于，对比例系数以及积分量时间进行修正的方式包括：利用预设固定长度的时间窗口，对出口物料温度值进行SPC统计；将SPC统计结果的标准差与表征稳定受控的预设标准差参考值之差作为预设的模糊控制算法的第一输入；将SPC统计结果的出口物料温度均值与出口物料温度中心值的差值作为模糊控制算法的第二输入；由模糊控制算法分别输出比例系数与积分量时间的修正量；将修正量与PID策略中上一设置周期的比例系数与积分量时间进行叠加修正。3.根据权利要求1所述的松散润叶出口物料温度控制方法，其特征在于，对控制值进行修正的方式包括：通过移动时间窗口，将出口物料温度偏差值相对于时间进行积分计算，得到表征出口物料温度偏差值曲线面积的积分值；当积分值超过预设的面积阈值时，在当前时间窗口内进行SPC统计；将SPC统计结果的标准差与表征稳定受控的预设标准差参考值之差作为预设的模糊控制算法的...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭奔，金宗达，赵平，梁婕，李汉莹，
申请(专利权)人：浙江中烟工业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：