CN103844338B - 气流式烘丝机工艺气流温度控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种气流式烘丝机工艺气流温度控制系统及方法，系统包括燃烧炉温度控制器、执行器和燃烧炉油阀，所述燃烧炉温度控制器通过燃烧炉温度控制回路向所述执行器提供控制信号，其中，还包括：工艺气流温度控制回路，用于根据从干燥塔入口处的工艺气流管路测得的工艺气流温度和工艺气流温度设定值的差值调整提供给所述燃烧炉温度控制器的燃烧炉温度设定值。本发明根据干燥塔入口处的工艺气流温度与设定值的差值来调整燃烧炉温度控制器的燃烧炉温度设定值，使得气流式烘丝机得工艺气流温度由监测点变为工艺控制点，使得工艺气流温度的跟随性得到了提高，符合工艺标准，因此产品质量可以得到有效的保证。

Description

气流式烘丝机工艺气流温度控制系统及方法

技术领域

本发明涉及烟草加工领域，尤其涉及一种气流式烘丝机工艺气流温度控制系统及方法。

背景技术

烘丝是卷烟制丝生产过程中的关键工序之一，其目的是带走烟丝中多余的水分与杂气，提高烟丝填充能力，从而改善烟丝的内在品质。气流式烘丝机是一种通过高温气流对烟丝进行干燥的卷烟设备，在加工大批量烟丝方面具有较大的优势。

如图1所示，为现有的气流式烘丝机的结构示意图。这种气流式烘丝机采用恒脱水量对烟丝水份进行控制，这样就要求进入干燥塔前的工艺气流温度的稳定性要高。但如图2所示，在现有的气流式烘丝机的温度控制过程中，工艺气流温度B在调整过程中始终难以稳定控制在温度设定值A，因此无法满足工艺要求。

发明人发现之所以现有气流式烘丝机工艺气流温度控制系统难以满足工艺要求，是因为其控制系统实际控制的是燃烧炉出口的气流温度，而生产要求的工艺控制点则为干燥塔入口处的工艺气流温度，这造成了目前的控制系统并未对工艺要求的入口工艺气流温度进行反馈控制，仅对干燥塔入口处的工艺气流温度进行监测，这样就造成了系统控制点与工艺控制点不符，进而需要操作工为满足工艺要求而在生产过程中要人工调整燃烧炉温度设定值，从而造成生产过程中工艺气流温度波动大。

发明内容

本发明的目的是提出一种气流式烘丝机工艺气流温度控制系统及方法，能够使气流式烘丝机工艺气流温度满足工艺要求。

为实现上述目的，本发明提供了一种气流式烘丝机工艺气流温度控制系统，包括燃烧炉温度控制器、执行器和燃烧炉油阀，所述燃烧炉温度控制器通过燃烧炉温度控制回路向所述执行器提供控制信号，其中，还包括：

工艺气流温度控制回路，用于根据从干燥塔入口处的工艺气流管路测得的工艺气流温度和工艺气流温度设定值的差值调整提供给所述燃烧炉温度控制器的燃烧炉温度设定值。

进一步的，所述工艺气流温度控制回路具体包括：

工艺气流温度变送器，用于将从干燥塔入口处的工艺气流管路测得的工艺气流温度转换为工艺气流温度控制器的可识别信号；

第一求差单元，用于对所述工艺气流温度与工艺气流温度设定值进行求差；

工艺气流温度控制器，用于根据所述工艺气流温度与工艺气流温度设定值的差值调整提供给所述燃烧炉温度控制器的燃烧炉温度设定值。

进一步的，所述燃烧炉温度控制回路具体包括：

燃烧炉温度变送器，用于将从燃烧炉出口测得的燃烧炉温度转换为所述燃烧炉温度控制器的可识别信号；

第二求差单元，用于对所述燃烧炉温度与所述工艺气流温度控制器输出的燃烧炉温度设定值进行求差，并提供给所述燃烧炉温度控制器作为燃烧炉温度输入。

进一步的，所述燃烧炉温度控制器和工艺气流温度控制器均为PID控制器。

为实现上述目的，本发明提供了一种气流式烘丝机工艺气流温度控制方法，包括：

工艺气流温度控制回路根据从干燥塔入口处的工艺气流管路测得的工艺气流温度和工艺气流温度设定值的差值调整提供给所述燃烧炉温度控制器的燃烧炉温度设定值；

所述燃烧炉温度控制器通过燃烧炉温度控制回路向所述执行器提供控制信号，以便所述执行器进行燃烧炉油阀的开度控制。

进一步的，所述工艺气流温度控制回路根据从干燥塔入口处的工艺气流管路测得的工艺气流温度和工艺气流温度设定值的差值调整提供给所述燃烧炉温度控制器的燃烧炉温度设定值的操作具体为：

工艺气流温度变送器将从干燥塔入口处的工艺气流管路测得的工艺气流温度转换为工艺气流温度控制器的可识别信号；

工艺气流温度控制器根据所述工艺气流温度与工艺气流温度设定值的差值调整提供给所述燃烧炉温度控制器的燃烧炉温度设定值。

进一步的，所述燃烧炉温度控制器通过燃烧炉温度控制回路向所述执行器提供控制信号的操作具体为：

燃烧炉温度变送器将从燃烧炉出口测得的燃烧炉温度转换为所述燃烧炉温度控制器的可识别信号；

所述燃烧炉温度控制器根据所述燃烧炉温度与所述工艺气流温度控制器输出的燃烧炉温度设定值的差值向执行器提供控制信号。

进一步的，所述燃烧炉温度控制器和工艺气流温度控制器均采用PID控制形式。

基于上述技术方案，本发明根据干燥塔入口处的工艺气流温度与设定值的差值来调整燃烧炉温度控制器的燃烧炉温度输出值，使得气流式烘丝机得工艺气流温度由监测点变为工艺控制点，使得工艺气流温度的跟随性得到了提高，符合工艺标准，因此产品质量可以得到有效的保证。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为现有的气流式烘丝机的结构示意图。

图2为采用现有的气流式烘丝机温度控制方式的工艺气流温度趋势示意图。

图3为本发明气流式烘丝机工艺气流温度控制系统的一实施例的结构示意图。

图4为采用本发明气流式烘丝机工艺气流温度控制系统的工艺气流温度趋势示意图。

附图标记说明：a1—振槽；a2—进料气锁；a3—蒸汽喷射装置；a4—膨胀单元；a5—干燥塔体；a6—分离器；a7—出料气锁；a8—工艺管路；a9—工艺气流温度检测点；a10—燃烧炉出口气流温度检测点；1—燃烧炉温度控制器；2—执行器；3—燃烧炉油阀；4—工艺气流管路；5—工艺气流温度变送器；6—第一求差单元；7—工艺气流温度控制器；8—燃烧炉温度变送器；9—第二求差单元。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

前面提到发明人发现现有的气流式烘丝机的系统控制点与工艺控制点不符，由此带来燃烧炉温度难以满足工艺要求。基于这一发现，本发明着重于优化控制过程，以实现对工艺气流温度（与烟丝直接接触的气流温度）的准确控制。如图3所示，为本发明气流式烘丝机工艺气流温度控制系统的一实施例的结构示意图。在本实施例中，气流式烘丝机工艺气流温度控制系统包括燃烧炉温度控制器1、执行器2和燃烧炉油阀3，燃烧炉温度控制器1通过燃烧炉温度控制回路向执行器2提供控制信号。系统还包括工艺气流温度控制回路，用于根据从干燥塔入口处的工艺气流管路4测得的工艺气流温度T_p和工艺气流温度设定值T_ps调整提供给燃烧炉温度控制器1的燃烧炉温度设定值T_fs。

该工艺气流温度控制回路可以具体包括：工艺气流温度变送器5、第一求差单元6和工艺气流温度控制器7。工艺气流温度变送器5负责将从干燥塔入口处的工艺气流管路4测得的工艺气流温度转换为工艺气流温度控制器7的可识别信号。第一求差单元6负责对工艺气流温度T_p与工艺气流温度设定值T_ps进行求差。工艺气流温度控制器7负责根据工艺气流温度T_p与工艺气流温度设定值T_ps的差值调整提供给燃烧炉温度控制器1的燃烧炉温度设定值T_fs。

执行器2可以根据燃烧炉温度控制器1提供的控制信号来对燃烧炉油阀3进行开度控制，进而实现燃烧炉温度的控制，而在这种控制过程的作用下，干燥塔入口的工艺气流管路4的工艺气流温度也会随之发生变化。而该处的工艺气流温度再通过工艺气流温度变送器5反馈回第一求差单元6，从而形成控制更为准确稳定的工艺气流温度控制回路。

燃烧炉温度控制回路可以具体包括：燃烧炉温度变送器8和第二求差单元9。燃烧炉温度变送器8负责将从燃烧炉出口测得的燃烧炉温度T_f转换为燃烧炉温度控制器1的可识别信号。第二求差单元9负责对燃烧炉温度T_f与工艺气流温度控制器7输出的燃烧炉温度设定值T_fs进行求差，并提供给燃烧炉温度控制器1作为燃烧炉温度输入。

在本实施例中，工艺气流温度控制器7可采用PID控制器，以工艺气流温度T_p与工艺气流温度设定值T_ps的差值为输入量，工艺气流温度控制器7通过PID控制形式获得提供给燃烧炉温度控制器1的燃烧炉温度设定值T_fs。再基于燃烧炉温度设定值T_fs和燃烧炉温度变送器8所提供的燃烧炉温度T_f的差值来作为燃烧炉温度控制器1的输入量，通过PID控制形式获得提供给执行器2的控制信号。

执行器2可以根据燃烧炉温度控制器1提供的控制信号来对燃烧炉油阀3进行开度控制，进而实现燃烧炉温度的控制，燃烧炉出口的燃烧炉温度T_f会通过燃烧炉温度变送器8反馈回第二求差单元9，而干燥塔入口的工艺气流温度通过工艺气流温度变送器5反馈回第一求差单元6，从而形成更为准确稳定的双层的反馈控制回路。

下面采用图3所示的气流式烘丝机工艺气流温度控制系统实施例来验证一下对工艺气流温度的控制效果，即图4所示趋势示意图。从图4中可以看到，在温度控制过程中，工艺气流温度B在调整过程中迅速控制在温度设定值A所在位置，因此保证了气流式烘丝机脱水能力的恒定，可以满足制丝工艺的要求，进而使得产品质量也得到了有效的保证。

基于同样原理，本发明还提供了一种气流式烘丝机工艺气流温度控制方法，包括以下步骤：工艺气流温度控制回路根据从干燥塔入口处的工艺气流管路测得的工艺气流温度和工艺气流温度设定值的差值调整提供给所述燃烧炉温度控制器的燃烧炉温度设定值；所述燃烧炉温度控制器通过燃烧炉温度控制回路向所述执行器提供控制信号，以便所述执行器进行燃烧炉油阀的开度控制。

在另一实施例中，所述工艺气流温度控制回路根据从干燥塔入口处的工艺气流管路测得的工艺气流温度和工艺气流温度设定值的差值调整提供给所述燃烧炉温度控制器的燃烧炉温度设定值的操作可以具体为：工艺气流温度变送器将从干燥塔入口处的工艺气流管路测得的工艺气流温度转换为工艺气流温度控制器的可识别信号；工艺气流温度控制器根据所述工艺气流温度与工艺气流温度设定值的差值调整提供给所述燃烧炉温度控制器的燃烧炉温度设定值。

在另一实施例中，所述燃烧炉温度控制器通过燃烧炉温度控制回路向所述执行器提供控制信号的操作具体为：燃烧炉温度变送器将从燃烧炉出口测得的燃烧炉温度转换为所述燃烧炉温度控制器的可识别信号；所述燃烧炉温度控制器根据所述燃烧炉温度与所述工艺气流温度控制器输出的燃烧炉温度设定值的差值向执行器提供控制信号。

在上述实施例中，燃烧炉温度控制器和工艺气流温度控制器均采用PID控制形式。

在实际应用中，基于制丝线上的COMAS气流式烘丝机（CTD）采用恒脱水能力改变进料流量的原理，对烟丝水分进行控制。在没有应用本发明气流式烘丝机工艺气流温度控制系统之前，CTD系统控制的是燃烧炉出口的气流温度，干燥塔入口处的工艺气流温度仅作检测，而工艺要求的控制点为干燥塔入口处的工艺气流温度，这样就造成了CTD烘丝机对于工艺气流温度的控制效果差，温度波动大，进而影响了烘丝机出口烟丝水分的稳定性。而应用本发明气流式烘丝机工艺气流温度控制系统后，可以在控制程序中增加一个工艺气流温度控制回路，将工艺气流温度控制器提供温度输出值给燃烧炉温度控制回路来调节燃烧炉温度，从而使CTD烘丝机的工艺气流温度由监测点变为工艺控制点，工艺气流温度的跟随性也得到了提高，符合工艺标准，产品质量得到了有效的保证。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (6)

1.一种气流式烘丝机工艺气流温度控制系统，包括燃烧炉温度控制器、执行器和燃烧炉油阀，所述燃烧炉温度控制器通过燃烧炉温度控制回路向所述执行器提供控制信号，其中，还包括：

工艺气流温度控制回路，用于根据从干燥塔入口处的工艺气流管路测得的工艺气流温度和工艺气流温度设定值的差值调整提供给所述燃烧炉温度控制器的燃烧炉温度设定值；

其中所述工艺气流温度控制回路具体包括：

工艺气流温度变送器，用于将从干燥塔入口处的工艺气流管路测得的工艺气流温度转换为工艺气流温度控制器的可识别信号；

第一求差单元，用于对所述工艺气流温度与工艺气流温度设定值进行求差；

工艺气流温度控制器，用于根据所述工艺气流温度与工艺气流温度设定值的差值调整提供给所述燃烧炉温度控制器的燃烧炉温度设定值；

其中所述燃烧炉温度控制回路具体包括：

燃烧炉温度变送器，用于将从燃烧炉出口测得的燃烧炉温度转换为所述燃烧炉温度控制器的可识别信号；

第二求差单元，用于对所述燃烧炉温度与所述工艺气流温度控制器输出的燃烧炉温度设定值进行求差，并提供给所述燃烧炉温度控制器作为燃烧炉温度输入。

2.根据权利要求1所述的气流式烘丝机工艺气流温度控制系统，其中所述燃烧炉温度控制器和工艺气流温度控制器均为PID控制器。

3.一种气流式烘丝机工艺气流温度控制方法，包括：

工艺气流温度控制回路根据从干燥塔入口处的工艺气流管路测得的工艺气流温度和工艺气流温度设定值的差值调整提供给所述燃烧炉温度控制器的燃烧炉温度设定值；

所述燃烧炉温度控制器通过燃烧炉温度控制回路向所述执行器提供控制信号，以便所述执行器进行燃烧炉油阀的开度控制。

4.根据权利要求3所述的气流式烘丝机工艺气流温度控制方法，其中所述工艺气流温度控制回路根据从干燥塔入口处的工艺气流管路测得的工艺气流温度和工艺气流温度设定值的差值调整提供给所述燃烧炉温度控制器的燃烧炉温度设定值的操作具体为：

工艺气流温度变送器将从干燥塔入口处的工艺气流管路测得的工艺气流温度转换为工艺气流温度控制器的可识别信号；

工艺气流温度控制器根据所述工艺气流温度与工艺气流温度设定值的差值调整提供给所述燃烧炉温度控制器的燃烧炉温度设定值。

5.根据权利要求4所述的气流式烘丝机工艺气流温度控制方法，其中所述燃烧炉温度控制器通过燃烧炉温度控制回路向所述执行器提供控制信号的操作具体为：

燃烧炉温度变送器将从燃烧炉出口测得的燃烧炉温度转换为所述燃烧炉温度控制器的可识别信号；

所述燃烧炉温度控制器根据所述燃烧炉温度与所述工艺气流温度控制器输出的燃烧炉温度设定值的差值向执行器提供控制信号。

6.根据权利要求4或5所述的气流式烘丝机工艺气流温度控制方法，其中所述燃烧炉温度控制器和工艺气流温度控制器均采用PID控制形式。