CN102918468B - 用于在烟草加工工业中制备烟草的装置和用于运行装置的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在烟草加工工业中制备烟草的装置（10），所述装置包括控制装置（22），所述控制装置基于存储在存储器（23）中的多个控制参数被设置用于控制所述装置（10）。所述控制装置（22）被设置用于在至少一个选择的控制参数变化时利用所述装置（10）的多个试验过程来自动执行至少一个试验，用于确定在烟草产品上的至少一个目标参量以及用于通过分析确定的目标参量来确定至少一个变化的控制参数。

Description

用于在烟草加工工业中制备烟草的装置和用于运行装置的方法

技术领域

本发明涉及一种用于在烟草加工工业中制备烟草的装置，所述装置包括控制装置，所述控制装置基于存储在存储器中的多个控制参数而被设置用于控制所述装置。本发明还涉及一种用于运行这种装置的方法。

背景技术

例如从DE 197 51 525 C2中已知一种具有分解处理装置的、用于制备烟草的设备。

在用于制备烟草的设备启动时，必须手动输入多个控制参数，所述控制参数必须或者以专业人员的经验数据为基础，或者在耗费的试验中当场确定。在此，启动时间由于参数数量的不断增多以及系统变得越来越复杂而越来越漫长。当运行条件变化时，设定的参数通常不再相应于最佳参数组，这会导致设备不能最佳地运行。当偏差过大时，需要由专业人员再次调整参数，这一点是费时的且费用巨大的，并且通常引起设备停机。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供一种用于制备烟草的装置以及一种相应的方法，其中缩短了启动时间，并克服了由于工作条件变化引起的非最佳运行和停机。

本发明利用独立权利要求所述的措施实现该目的。在至少一个选择的控制参数变化的情况下利用装置的多个试验过程来自动执行至少一个试验、确定在烟草产品上的至少一个目标参量、以及通过分析被确定的目标参量来确定至少一个变化的控制参数，通过上述方式在任何时候都可以确定基本上最佳的参数组以用于装置在最佳的工作范围中运行，同时不需要通过专业人员耗费地手动确定最佳参数。此外，装置可以自动地适配变化的工作条件，而不导致较长的停机。

试验过程的执行在此意味着：以恒定的、定义的参数组在预定的时间段中运行具有产品的装置。在试验内，首先根据预定的试验计划改变试验过程的参数组。根据本发明的试验执行与调节的区别在于，待优化的参数、亦即从试验过程至试验过程变化的参数在整个试验过程期间保持恒定。利用根据本发明的试验执行尤其还可以优化这种参数，对此可靠的、有效的调节则是不可能的。例如，对迟钝的系统来说，调节参量通常过慢反应，以便能实现可靠的调节。此外，调节的复杂性随着进入到目标参量中的参数的数量极大地增大，从而对于具有大量待改变的参数的系统进行的调节在实践中通常不能实现。此外，根据本发明的待改变的参数为用于设备的正常的生产运行的额定值，而在调节中预先给定额定值，并且改变实际值，以实现匹配于额定值。

优选在试验中同时改变多个控制参数。与仅改变一个参数相比，由此可以利用数量减少的试验以及进而明显更快地找出改进的参数组。在优选的实施方式中，基于统计的试验计划来执行试验，以便将需要的试验的数量减至最小并且因此将停机保持为尽可能小。

优选依次执行多个试验，以便实现控制参数的迭代优化。为此，根据对之前的试验的、确定的目标参量进行的分析而适当地改变试验的参数变化。在一种实施方式中，尤其可以无限连续地重复执行试验。在另一种实施方式中，当达到预定的规定目标时，可以中断试验的执行。随后当确定满足了预定的边界条件时，可以自动地重新开始至少一个试验的执行。替代地，也可以手动地开始试验执行。

附图说明

下面根据有利的实施方式参考附图来描述本发明。在此示出了：

图1示意性地示出了用于制备烟草的处理装置；

图2是用于优化用来制备烟草的装置的方法的流程图；以及

图3是用于应用在根据图2的方法中的图表式的试验计划。

具体实施方式

用于处理烟草产品的设备包括处理装置10，在此是旋转的分解处理滚筒11，例如将来自未示出的切片机的烟草产品12被输入到所述分解处理滚筒（Löse-konditioniertrommel）中。在分解处理滚筒11中设置了未示出的设备，所述设备在滚筒11旋转时使得压缩的烟草叶被分开。

通过烟草温度的升高对溶解特性产生积极影响。通过充斥有蒸汽的工艺气体实现了将热量引入到滚筒11中，所述工艺气体通过滚筒11被引导到循环空气通道13以及布置在烟草入口处的供给喷嘴17。蒸汽从蒸汽供给管路14借助于喷嘴15引入到循环空气通道13中。工艺气体温度可以通过调节回路24基于借助温度传感器25的信号来控制的、在蒸汽供给管路14中的阀26进行调节。此外，可以设置蒸汽换热器16用于对滚筒11进行预加热。

烟草叶借助于同样布置在烟草入口处的双料喷嘴18进行润湿或处理，所述双料喷嘴与蒸汽供给管路14和水供给管路19相连接并且产生由雾化的水形成喷射锥体。借助于布置在滚筒11的出口侧的湿度传感器20可以确定从滚筒11排出的烟草产品21的湿度。通过喷嘴18的水供给可以借助于调节回路基于湿度传感器20的信号进行调节。滚筒11可以附加地具有用于对烟草产品进行调味（Soßieren）的装置，尤其是用于输入香料和蒸汽的喷嘴。

下面根据图2和图3说明用于对制备烟草用的设备进行自优化的方法，所述设备例如是图1中示出的分解处理装置（Löse-konditioniervorrichtung）。在此，图2中示出的方法自动地并重复地在被编程的或可被编程的电子控制装置22中执行，所述电子控制装置例如可以构成在设备控制装置中。

首先在步骤30中，从存储在电子存储器23中的参数列表31读入用于包括限度和步宽在内的待改变的参数的当前值。随后在步骤32中，读入存储在存储器23中的试验计划33。

图3中示出了用于分解处理装置的试验计划33的实例。例如，试验计划33具有矩阵的形状，其中纵列例如描述了待改变的参数。在该实例中，在试验执行步骤9的范围内改变参数SP_WaterAdd，SteamOn，…，SteamWaterOff。在此，SP_WaterAdd表示用于通过喷嘴18添加到滚筒11中的水量的额定值，该水量通常以l/h或l/（100kg烟草）来说明。SteamOn，…，SteamWaterOff是以秒说明的时间，所述时间涉及：经过循环空气通道的、充斥蒸汽的工艺气体流；以及在各个运行阶段、如准备、生产和结束（Auslaufen）中通过喷嘴18将蒸汽和水添加到滚筒11中。在参数名称下，为各个待改变的参数给出了在步骤30中读入的参数值、步宽、下部界限和上部界限，例如为参数SP_WaterAdd给出了250 l/h，50 l/h，400 l/h和10 l/h。

随后，在步骤34中开始执行试验。在此，在步骤35中从当前的参数值出发根据试验计划33来改变待改变参数的值。对第一试验过程（在试验计划33中，行i=1）来说，例如全部待改变的参数分别增大了一个步宽（Schrittweite），例如参数SP_WaterAdd增大至300 l/h等。随后在第一试验过程36（i=1）中在使用配方37、即额外的客户专用的参数、例如烟草质量流和水量的情况下，在添加烟草产品12的情况下驱动分解处理装置10，其中在试验过程中全部设备参数作为额定值保持恒定。在起动阶段结束之后和在分解处理装置10中出现稳定的产品均衡之后，在输出产品21上测量至少一个测量值，例如利用湿度传感器20测量湿度信号，并且必要时在有效性测试（步骤38）之后在步骤39中将被测量的输出数据存储在存储器23中。

接着，计数器i增加1（步骤40）并且，因为在步骤41中确定了：尚未达到待执行的试验过程的总数NV、在此例如为16，预先准备i=2时的第二试验过程。为此，如从试验计划33中可获悉，前五个参数的值增大了一步宽，而后四个参数减小了一步宽。随后利用这些参数执行第二试验过程37，而在输出产品21上测量的输出数据同样存储在存储器23中。

如从图3中可以看到，在每次试验过程之前改变多个参数。在该实例中，在每次试验过程之前改变全部待改变的参数。然而，这种情况并不是强制性的；在另一种情况中，各个参数也可以从一个试验过程至下一个试验过程保持不变。试验计划33借助于统计的试验计划来确定。

当以这种方式执行全部NV个试验过程时，可以增加另一个计数器j（步骤42），并且必要时在步骤43中使得执行试验重复NW。最后，在步骤44中结束试验执行。

随后开始分析阶段，其中首先在步骤45中将全部试验过程的测得的输出数据从存储器23装载到分析设备中，该分析设备例如可在控制装置22中实现，并在步骤46中为全部试验过程、在这种情况下以烟草产品21的输出湿度为基础、由输出数据计算出至少一个目标参量。随后，在步骤47中开始真正的分析。首先在步骤48中对目标参量在其重要性方面进行分析。接着在步骤49中计算最佳参数组。这例如是来自下述试验过程的参数组，对于所述试验过程来说计算出的目标参量最接近位于最佳值处（例如烟草产品21的确定的输出湿度）。此外，在步骤49中计算出用于随后的参数变化的新的步宽。最后，在步骤50中，特别是考虑到变化的参数和/或步宽，试验计划33必要时进行适配，并且为了下一次试验存储在存储器23中。同样地，将在步骤51中，在设备控制装置中的改变的参数列表31为了下一次试验存储在存储器23中。随后，在步骤52中结束分析。

在一种优选实施方式中，在结束分析之后在步骤53中测试：是否达到了预定的规定目标，例如输出湿度位于预定的最佳范围内。当达到了规定目标时，结束试验模式且设备返回正常生产模式。当边界条件变化时可以手动地重新开始自优化，或者替代地在满足预定的标准时自动重新开始自优化。当在步骤53中仍未达到规定目标时，以步骤30开始重新开始试验执行，从而通过试验执行的迭代重复而实现了变化的控制参数的自优化。

在另一种实施方式中，在不存在中断标准的情况下可以连续进行自优化。这在图2中由分析结束52开始通过虚线示出。

在附图中示出的实施例涉及一种分解处理装置10。然而本发明同样可用于其它用来制备烟草的装置，例如干燥器。

Claims (10)

1.一种用于在烟草加工工业中制备烟草的装置（10），所述装置包括控制装置（22），所述控制装置基于存储在存储器（23）中的多个控制参数而被设置用于控制所述装置（10），其特征在于，所述控制装置（22）被设置用于在至少一个选择的控制参数变化的情况下利用所述装置（10）的多个试验过程来自动地执行至少一个试验，用于确定在烟草产品上的至少一个目标参量以及用于通过分析确定的目标参量来确定至少一个变化的控制参数，其中基于统计的试验计划执行所述试验，其中，为了执行试验过程，以恒定的、定义的控制参数组在预定的时间段中运行具有产品的装置，其中，在试验内，根据预定的试验计划从一个试验过程至下一个试验过程地改变所述控制参数组，其中，待优化的从一个试验过程至下一个试验过程变化的控制参数在整个试验过程期间保持恒定，并且其中，待改变的参数为用于所述装置的正常运行的额定值。

2.根据权利要求1所述的装置，其中在所述试验中同时改变多个控制参数。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其中执行多个试验以优化所述控制参数。

4.根据权利要求3所述的装置，其中基于对之前的试验的、确定的目标参量进行的分析而改变试验的参数变化。

5.根据权利要求3所述的装置，其中连续重复执行所述试验。

6.根据权利要求4所述的装置，其中当达到预定的规定目标时，中断试验的执行。

7.根据权利要求1或2所述的装置，其中当满足预定的边界条件时，自动开始至少一个试验的执行。

8.根据权利要求1或2所述的装置，其中能够手动开始至少一个试验的执行。

9.根据权利要求1或2所述的装置，所述装置包括至少一个传感器（20），所述传感器用于检测所述烟草产品（21）的所述目标参量。

10.一种用于运行用来在烟草加工工业中制备烟草的装置的方法，所述方法包括：基于多个存储的控制参数来控制所述装置；在至少一个选择的控制参数变化的情况下利用所述装置的多个试验过程来自动地执行至少一个试验；确定在所述烟草产品上的至少一个目标参量；并且通过分析所述确定的目标参量来确定至少一个变化的控制参数，其中基于统计的试验计划执行所述试验，其中，为了执行试验过程，以恒定的、定义的控制参数组在预定的时间段中运行具有产品的装置，其中，在试验内，根据预定的试验计划从一个试验过程至下一个试验过程地改变所述控制参数组，其中，待优化的从一个试验过程至下一个试验过程变化的控制参数在整个试验过程期间保持恒定，并且其中，待改变的参数为用于所述装置的正常运行的额定值。