CN105029672A - 一种烘丝出口水分精度表征方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种烘丝出口水分精度表征方法，该方法包括以下步骤：设置在线红外水分仪的响应时间为1～30s；分别采集水分仪自身未处理原始数据、自身处理输出数据、PLC滤波处理用于控制的数据、上位机数据；分别采用不同的数据平滑处理规则对采集的数据进行分析，初步确定水分仪数据处理规则；采用烘箱法与水分仪测定相比对方法验证，最终确定水分仪数据采集处理规则。本发明提供的方法，能够准确的反映烘丝出口水分真实值，更有利于烘丝过程控制。

Description

一种烘丝出口水分精度表征方法

技术领域

本发明涉及烘丝机出口水分精度表征技术领域，尤其涉及一种烘丝出口水分精度的表征方法。

背景技术

在卷烟制丝生产线上，烟丝含水率是需要严格控制的一项物理指标，烘丝工序属于对卷烟最终产品内在质量有直接影响，工艺控制难度较大，质量较易波动或质量问题发生频率较多的工序，烘丝出口含水率是考核该工序过程控制能力的重要指标。

卷烟制丝生产线上，多使用在线红外水分仪对水分进行检测，水分仪采集到数据后，自身PLC会对数据进行一个处理然后输出，水分仪输出后数据分两路进行传输，一路用于过程控制，即反馈调节烘丝过程，另一路用于上位机数据采集评价。在上位机这里企业可根据需要选择合适的数据运算方法及处理步长。

在线水分仪的数据采集处理规则，直接影响含水率的准确度。数据平滑的种类和方法繁多，数据过度平滑会抹平数据的波动性，改变数据本身的分布状况；如果不对数据进行平滑处理，数据波动太厉害，又不利于烘丝过程控制。目前尚未出现有关于烘丝出口水分精度表征方法方面的公开报道。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种烘丝出口水分精度表征方法，旨在能够准确的反映烘丝出口水分真实值，更有利于烘丝过程控制。通过改变在线红外水分仪的响应时间以及数据处理规则，使得红外水分仪的显示值与烘箱法测试值之间无显著差异。本发明的内容包含但不限于烘丝后水分仪，对卷烟制丝生产线上其他部位水分仪同样适用。

本发明解决技术问题，采用如下技术方案：

一种烘丝出口水分精度表征方法，包括以下步骤：

A、设置烘丝后在线红外水分仪的响应时间，设置值可以是1～30s；

B、设置了水分仪的响应时间后，分别采集水分仪自身未处理原始数据、水分仪自身处理输出数据、PLC滤波处理用于控制的数据、上位机数据；

C、分别采用不同的数据平滑处理规则(区间平均法、堆栈法、数据抽取法)对水分仪自身处理输出数据、PLC滤波处理用于控制的数据、上位机数据进行分析，比对平滑处理后数据与水分仪自身未处理原始数据的均值、标准偏差、变异系数、偏度值及峰度值变化情况。并进行数据离散程度的F检验及均值T检验，以进一步判断数据处理规则对原始数据的影响情况，初步确定水分仪数据处理规则，保证采集的数据与水分仪底层原始数据均值及波动情况一致。

D、为了进一步验证所确定数据采集处理规则的合理性，采用烘箱法与水分仪测定相比对方法，来验证，并最终确定水分仪数据采集处理规则。具体操作方法：通过水分仪内部不同平滑步长试验设计，在正常生产情况下，对加工过程烘丝后物料含水率红外水分仪测定数据进行采集，并同时以50s时间间隔对水分仪光斑后物料表面烟丝进行取样，每个试验条件下取样20次，每次采样3‐5s，对采集的每个烟丝样品分别取两个平行样进行烘箱法测定含水率，对红外水分仪采集数据(50s时间间隔对应抽取20个)和烘箱法测定数据(50s时间间隔对应抽取20个)进行比对，将两种方式测定值(均值)和过程物料波动情况(方差)分别采用T检验和F检验进行比较分析，以测定值和波动情况是否一致来确定水分仪数据采集规则，并验证初步确定的数据采集处理规则。

与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：

应用本发明的方法后，烘丝出口水分数据更能反映数据的真实波动情况，更有利于指导生产。

具体实施方式

实施例1：

对任意牌号A，设置烘丝后水分仪的响应时间为15s，烘丝结束后，收集水分仪自身未处理原始数据、水分仪自身处理输出数据进行数据分析，结果见表1。

表1牌号A水分仪输出数据处理结果

从表1看出，各组数据的平均值基本没有变化，对于堆栈式和区间平滑方式，随平滑步长的不断增加，数据标偏、变异系数、极差不断减小，数据分布偏度值和峰度值与底层原始数据相比差异增大。即，经堆栈平滑或区间平均处理后，数据的均值变化不大，而数据离散程度逐渐减小。而对于数据抽取方式，随着抽取数据时间间隔的逐渐增大，数据均值没有明显变化，而随着数据抽取频率的降低，数据标偏、变异系数、偏度值、峰度值变化无明显规律，但整体来说，采用数据抽取方式在抽取频率为2‐10s/个时，数据分析各项指标与水分仪输出数据基本一致，而堆栈式和区间平均两种方式处理结果在10s处理步长时已开始发生变化。

为进一步统计分析，进行数据离散程度的F检验及均值T检验，结果见表2。

表2水分仪输出数据统计分析结果

由表2可知，经不同处理方式和处理步长处理后，均值T检验P值均大于0.05，即均值没有显著差异，而采用堆栈方式和区间平滑处理时，随处理步长增加，方差F检验P值逐渐减小，采用堆栈处理步长大于10s和区间平均平滑步长大于30s时，F检验P值小于0.05，即处理前后方差检验离散程度存在差异。即经处理前后除采用堆栈方式处理且步长为(15s、30s、60s)和区间平均处理且步长为60s除外，统计学意义在数据均值和离散程度方面不存在差异。采用数据抽取模式，数据处理前后方差F检验和均值T检验P值均大于0.05，统计学意义在数据均值和离散程度方面均不存在差异。

通过对水分仪输出数据处理分析结果，在保证采集数据与物料水分均值及波动(离散)情况一致前提下，初步确定了干燥后水分仪数据处理规则，即上位机数据采集处理方式采用区间平均或数据抽取方式，步长取15s、10s、5s。

表3不同数据处理规则水分仪与烘箱法测定数据分析

表4不同数据处理规则水分仪与烘箱法测定数据的统计分析结果

根据以上数据分析结果，当水分仪平滑步长取1s时，水分仪显示值与烘箱法测定值没有差异。

实施例2：

对任意牌号B，设置烘丝后水分仪的响应时间为25s，烘丝结束后，收集水分仪自身未处理原始数据、水分仪自身处理输出数据进行数据分析，结果见表5。表5牌号B水分仪输出数据处理结果

表6水分仪输出数据统计分析结果

通过对水分仪输出数据处理分析结果，在保证采集数据与物料水分均值及波动(离散)情况一致前提下，初步确定了干燥后水分仪数据处理规则，即上位机数据采集处理方式采用数据抽取方式，步长取10s、5s、2s。

表7不同数据处理规则水分仪与烘箱法测定数据分析

表8不同数据处理规则水分仪与烘箱法测定数据的统计分析结果

综合上述数据分析结果，当水分仪平滑步长取1s时，水分仪显示值与烘箱法测定值没有差异。

Claims (4)

1.一种烘丝出口水分精度表征方法，其特征在于包含以下步骤：

A、设置烘丝后在线红外水分仪的响应时间，设置时间范围为1～30s；

B、设置了水分仪的响应时间后，分别采集水分仪自身未处理原始数据、水分仪自身处理输出数据、PLC滤波处理用于控制的数据、上位机数据；

C、分别采用不同的数据平滑处理规则对水分仪自身处理输出数据、PLC滤波处理用于控制的数据、上位机数据进行分析，比对平滑处理后数据与水分仪自身未处理原始数据的均值、标准偏差、变异系数、偏度值及峰度值变化情况。并进行数据离散程度的F检验及均值T检验，以进一步判断数据处理规则对原始数据的影响情况，初步确定水分仪数据处理规则，保证采集的数据与水分仪底层原始数据均值及波动情况一致；

D、为了进一步验证所确定数据采集处理规则的合理性，采用烘箱法与水分仪测定相比对方法，来验证，并最终确定水分仪数据采集处理规则。具体操作方法：通过水分仪内部不同平滑步长试验设计，在正常生产情况下，对加工过程烘丝后物料含水率红外水分仪测定数据进行采集，并同时以50s时间间隔对水分仪光斑后物料表面烟丝进行取样，每个试验条件下取样20次，每次采样3‐5s，对采集的每个烟丝样品分别取两个平行样进行烘箱法测定含水率，对红外水分仪采集数据和烘箱法测定数据进行比对，将两种方式测定值和过程物料波动情况分别采用T检验和F检验进行比较分析，以测定值和波动情况是否一致来确定水分仪数据采集规则，并验证初步确定的数据采集处理规则。

2.根据权利要求1所述的一种烘丝出口水分精度表征方法，其特征在于：所使用的数据平滑处理规则，包含区间平均法、堆栈法、数据抽取法。

3.根据权利要求1所述的一种烘丝出口水分精度表征方法，其特征在于：对红外水分仪采集数据，50s时间间隔对应抽取20个；烘箱法测定数据，50s时间间隔对应抽取20个；所述两种方式测定值是采用均值；所述过程物料波动情况是采用方差。

4.根据权利要求1‐3中任一所述的一种烘丝出口水分精度表征方法，其特征在于：包括制丝生产线其他位点的在线红外水分仪。