CN108536087A - 烟叶和烟草薄片回潮加湿含水率的控制方法及其控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种烟叶和烟草薄片回潮加湿含水率的控制方法及其控制装置，适用于两种及以上特性相异的烟草物料在线连续进行回潮加湿后要求含水率稳定性较高的生产线。本发明采取分段投料方式，先投烟草薄片，薄片回潮过完后紧接着对烟叶加温加湿回潮，对两种物料分别使用不同的加水控制算法。对烟草薄片使用烘箱法离线测量的含水率与目标控制设定含水率之间的关系计算其回潮加水流量；对烟叶物料采用同品牌前批次的平均加水流量作为控制基准，在此基础上使用回潮前物料实时含水率与同品牌前一批次平均含水率的关系计算其回潮加水比例及其流量公式。将公式写入PLC控制器，并通过PID闭环反馈运算来修正当前加水控制流量，确保回潮后含水率稳定。

Description

烟叶和烟草薄片回潮加湿含水率的控制方法及其控制装置

技术领域

本发明涉及的是烟叶及烟草薄片混合回潮时含水率的一种控制方法及其装置，适用于烟叶和烟草薄片一起回潮加湿,两种物料的吸湿性和光波反射性不一致导致回潮后的含水率不均匀、不稳定的一种改进型控制方法。

背景技术

在烟叶制丝生产中，为改善卷烟品质及特性，往往需要在烟叶配方中加入一定量的人造烟草薄片，根据各卷烟品牌工艺配方不同，一般添加的烟草薄片量为烟叶批次投料量的5％-10％。作为烟草制丝加工中第一道工序的回潮，当烟叶和烟草薄片混合在一起进入滚筒加温加湿回潮前，由于设备限制及烟叶外形结构特点，加之物料是流水性过料生产，添加的烟草薄片通常是覆盖在烟叶压实后的烟块上面同时过料。由于烟草薄片的吸湿性较强，表面水分变化较快，在线红外水分仪检测烟草来料含水率时很难准确的测量烟草薄片及覆盖在薄片下面的烟叶含水率，导致回潮设备水分控制系统中计算出的加水流量也不准确，造成回潮后烟草物料含水率不稳定，尽管设备采用入口、出口水分闭环反馈调节回潮加水流量，但回潮后物料含水率还是波动频繁，很难达到工艺要求，影响在线产品加工质量。

通常，控制烟草物料回潮后含水率采用的方法是：先分别测定烟草物料回潮前含水率M_f和回潮后含水率M_b，再测量回潮前烟草物料流量F_p，最后按以下公式计算所需加水流量F_w：

公式(1)中：

F_w：为回潮加水流量，即为使回潮出口烟草物料含水率达到Ms所需的回潮加水流量，单位：Kg/h；

F_p：为回潮前物料流量，单位：Kg/h；

M_f：为回潮前物料含水率，单位：％；

Ms：为回潮后物料含水率设定值，单位：％。

F_p由回潮前电子皮带秤检测获得，M_f由回潮前红外水分仪检测获得，Ms由工艺设定值直接输入。将公式(1)按控制器的编程格式写入PLC控制器来控制回潮过程中的加水流量。理想状态时，回潮后红外水分仪检测的含水率M_b与含水率设定值Ms趋于一致。

发明内容

针对烟叶和烟草薄片一起加湿回潮时烟草物料含水率波动的问题，本发明提供一种烟叶和烟草薄片回潮加湿含水率的控制方法及其控制装置，其要解决的问题是采取不同的计算方式来分段控制回潮加水流量。

本发明优选地适用于两种及以上特性相异的烟草物料在线连续进行回潮加湿后要求含水率稳定性较高的生产线，即适用于一种物料的含水率无法在线准确检测，另一种物料的含水率可在线准确检测，但回潮前该物料含水率波动较大的回潮后含水率控制方法。

本发明实现的控制方法有但不限于：在生产投料时，烟草物料采取分段投料方式，先投烟草薄片，薄片回潮过完后紧接着对烟叶加温加湿回潮；生产过程中相应使用两种不同的控制方式进行回潮控制，过薄片时按薄片的加水流量控制计算公式来控制出口含水率，过烟叶时按烟叶的加水比例计算公式来控制出口含水率。因回潮后物料还要进入储柜进行整批次的烟叶与薄片混合，因此能保证烟叶与薄片的均匀混合性，不会影响卷烟配方品质。

本发明的具体实现方法有但不限于：定期对回潮前的烟草薄片取样并采用烘箱法测定其含水率，取多次测定的含水率计算出烟草薄片的平均含水率M_f1；每批次生产结束后记录烟叶段回潮前平均含水率M_f0(由回潮前红外水分仪检测)、烟叶总量Ta(由回潮前电子皮带秤检测)、加水量Tw(由电磁流量计检测)，计算出该批次烟叶物料平均加水比例为R₀＝Tw/Ta×100％，并按配方品牌将M_f0和R₀存入配方数据库。

批次生产开始前按生产品牌读入该品牌的配方数据(包括回潮后物料含水率设定值Ms、该品牌掺配的烟草薄片量Ts、烟叶量T_t、平均加水比例R₀等)，批次生产开始后，以回潮前电子皮带秤检测到的过料累计量与烟草薄片量Ts比较来判断正在过的物料是薄片还是烟叶；过薄片时将回潮前烟草薄片的平均含水率M_f1作为公式(1)中的M_f代入公式(1)计算所需加水流量F_w，以控制薄片的回潮含水率，再按回潮后实际含水率M_b与设定含水率M_s的偏差进行PID闭环反馈运算，得到加水流量修正值F_c，以F_w+F_c作为实际加水量进行回潮加水控制。当电子皮带秤检测到过烟叶时，参考上一批次的加水回潮情况可知：上一批次回潮前平均含水率M_f0，平均加水比例R₀，加水回潮后物料平均含水率为Ms，加水比例与含水率之间的关系为：

烟叶回潮过程中，回潮前后含水率检测值M_f、M_b能较为准确的反映物料的真实水分，因此加水比例R与回潮前含水率M_f、回潮后含水率设定值M_s同样遵循公式(2)：

由公式(2)和公式(3)可推导出：

公式(4)中：

R：为回潮加水比例，单位：％；

M_f0：为同品牌上一批次回潮前物料平均含水率，单位：％；

R₀：为同品牌上一批次回潮加水比例平均值，单位：％；

M_f：为当前回潮前烟叶含水率，单位：％。

通过公式(4)计算出加水比例R，并可知加水流量为Fw＝R×F_p(F_p是回潮前烟叶流量，单位：Kg/h)，按流量Fw进行加水回潮控制，理论上回潮后含水率Mb达到控制设定目标值Ms，当Mb与Ms之间有控制偏差，以控制偏差Ms-Mb进行PID闭环反馈运算得到加水流量修正值F_c，以F_w+F_c作为实际加水量进行回潮加水控制。

本发明的技术方案一方面为，提供一种烟叶和烟草薄片回潮加湿含水率的控制方法，其在生产投料时，烟草物料采取分段投料方式，先投烟草薄片，烟草薄片回潮过完后再对烟叶加温加湿回潮；生产过程中相应使用相对独立的控制模块对烟草薄片和烟叶分别进行回潮控制。

优选地，所述的相对独立的控制模块为不同的控制模块，包括过薄片时按薄片的加水流量控制计算模块来控制出口含水率，过烟叶时按烟叶的加水比例计算模块来控制出口含水率。

优选地，所述薄片的加水流量控制计算模块配置为采用以下薄片的加水流量控制方法的算法公式：

上式中F_w为回潮加水流量，F_p为回潮前物料流量，M_f是回潮前物料含水率，Ms是回潮后物料含水率设定值；

所述烟叶的加水流量控制计算模块配置为采用以下的烟叶的加水比例计算公式:

上式中R为回潮加水比例，M_f0是同品牌上一批次回潮前物料平均含水率，R₀为同品牌上一批次回潮加水比例平均值，M_f是当前回潮前物料含水率。

优选地，采用烟叶和烟草薄片判断模块，所述烟叶和烟草薄片判断模块配置：为用回潮前电子皮带秤检测到的物料累计量与烟草薄片添加量进行比较，当前过料累计量少于烟草薄片添加量时，表明正在过烟草薄片，当物料累计量略大于烟草薄片添加量时，表明当前开始过的是烟叶。

优选地，用回潮前电子皮带秤检测到的物料累计量与烟草薄片添加量进行比较，当前过料累计量少于烟草薄片添加量时，表明正在过烟草薄片，按公式(1)计算回潮加水流量Fw；当物料累计量略大于烟草薄片添加量时，表明当前开始过的是烟叶，按公式(4)计算回潮加水比例R，再计算加水流量Fw＝R×F_p，F_p为回潮前物料流量。

优选地，将薄片的加水流量Fw控制算法公式和烟叶的加水比例R计算公式及其流量Fw写入PLC控制器，PLC通过回潮后物料含水率工艺设定值与实际含水率的偏差采用PID闭环反馈运算，得到加水流量修正值F_c，以F_w+F_c作为实际加水量对回潮进行加水控制，以确保出口含水率的稳定。

优选地，定期对回潮前的烟草薄片取样并采用烘箱法测定其含水率，取多次测定的含水率计算出烟草薄片的平均含水率M_f1；每批次生产结束后记录烟叶段回潮前由回潮前红外水分仪检测的平均含水率M_f0、由回潮前电子皮带秤检测的烟叶总量Ta、由电磁流量计检测的加水量Tw，计算出该批次烟叶物料平均加水比例为

R₀＝Tw/Ta×100％，并按配方品牌将Mf0和R0存入配方数据库；

批次生产开始前按生产品牌读入该品牌的配方数据，包括回潮后物料含水率设定值Ms、该品牌掺配的烟草薄片量Ts、烟叶量T_t、平均加水比例R₀等，批次生产开始后，以回潮前电子皮带秤检测到的过料累计量与烟草薄片量Ts比较来判断正在过的物料是薄片还是烟叶。

本发明的技术方案的另一方面为，提供一种烟叶和烟草薄片回潮加湿含水率的控制方法，其包括如下步骤：

步骤1：在PLC控制器内配置：薄片的加水流量控制计算采用以下薄片的加水流量控制方法的算法公式：

上式中F_w为回潮加水流量，F_p为回潮前物料流量，M_f是回潮前物料含水率，Ms是回潮后物料含水率设定值；

烟叶的加水流量控制计算采用以下的烟叶的加水比例计算公式:

上式中R为回潮加水比例，M_f0是同品牌上一批次回潮前物料平均含水率，R₀为同品牌上一批次回潮加水比例平均值，M_f是当前回潮前物料含水率；

在配方数据库添加M_f0同品牌上一批次回潮前物料平均含水率、R₀为同品牌上一批次回潮加水比例平均值的存储字段；

步骤2：生产批次开始，与PLC与配方数据库分别进行信息传输，在配方参数下发生信息传输，按生产品牌读入该品牌的配方数据；

步骤3：判断是否为薄片通过，如是薄片则采用公式(1)计算F_w回潮加水流量；如不是薄片，则采用公式(4)计算R回潮加水比例；

步骤4：对回潮后含水率控制偏差进行PID闭环反馈连续运算，得到加水流量修正值Fc，以F_w+F_c作为实际加水量对回潮进行加水控制；

步骤5：将该批次的R₀平均加水比例值存入配方数据库库。

优选地，包括如下步骤：

在步骤1中，首先针对不同的品牌，在配方数据库表中添加前一批次平均加水比例R₀字段，该字段存储每种品牌前一批次的平均加水比例，若无配方数据库，可自健存储表或者直接存储于PLC控制程序数据区；配方数据库中若无相应品牌的每批次烟草薄片添加量和烟叶投料量表，需添加该表；若品牌数量较少，也可将该表存储于PLC控制器数据区内。

优选地，在步骤3中：每批次生产开始时先过烟草薄片，对烟草薄片进行回潮加湿，薄片过完接着对烟叶回潮加湿，两种物料连续过料不必停顿。

生产过程中，用回潮前电子皮带秤检测到的过料累计量与烟草薄片添加量进行比较，当前过料累计量少于烟草薄片添加量时，表明正在过烟草薄片，按公式(1)计算回潮加水流量Fw来控制出口含水率；当前过料累计量略大于烟草薄片添加量时，表明当前开始过的是烟叶，PLC控制程序自动转换，按公式(4)计算回潮加水比例R，再计算加水流量Fw＝R×F_p来控制出口含水率，F_p是回潮前烟叶流量。

优选地，在步骤4中，在PLC控制器中建立PID闭环反馈运算控制模块或程序，以回潮后物料含水率的设定值Ms作为该PID的输入量，再以回潮后红外水分仪实时显示值M_b作为该PID的反馈输入量，经PID运算后的输出值可得到回潮加水修正量Fc，用加水流量F_w+Fc控制水泵频率或者加水控制阀的开度，以保证实际加水量趋近于F_w+Fc。

本发明的技术方案的另一方面为提供一种烟叶和烟草薄片回潮加湿含水率的控制装置，其包括如下模块：

预存储模块，其配置为向PCL控制器写入：薄片的加水流量控制计算采用以下薄片的加水流量控制方法的算法公式：

上式中F_w为回潮加水流量，F_p为回潮前物料流量，M_f是回潮前物料含水率，Ms是回潮后物料含水率设定值；

烟叶的加水流量控制计算采用以下的烟叶的加水比例计算公式:

上式中R为回潮加水比例，M_f0是同品牌上一批次回潮前物料平均含水率，R₀为同品牌上一批次回潮加水比例平均值，M_f是当前回潮前物料含水率；

预存储模块配置为连接配方数据库添加M_f0同品牌上一批次回潮前物料平均含水率、R₀为同品牌上一批次回潮加水比例平均值的存储字段；

预存储模块连接PLC控制器与配方数据库；

参数通信模块，其配置为：生产批次开始，与PLC与配方数据库分别进行信息传输，在配方参数下发生信息传输，按生产品牌读入该品牌的配方数据；

烟叶和烟草薄片判断模块，判断是否为薄片通过，如是薄片则采用公式(1)计算F_w回潮加水流量；如不是薄片，则采用公式(4)计算R回潮加水比例；

回潮加水PID闭环反馈模块，其配置为通过上一模块获得的数据，循环对回潮后含水率控制偏差进行PID闭环反馈连续运算，得到加水流量修正值Fc，以F_w+F_c作为实际加水量对回潮进行加水控制。

本发明的适用条件：适用于批次生产中有多种物料进行回潮加湿，且在线水分仪对部分物料的含水率不能及时准确的检测，而另一部分物料的含水率虽然能通过在线水分仪及时准确的检测，但这些物料的来料含水率又有较明显的波动(波动范围达±2％以上)的情况。适用于多种物料在线连续进行回潮加湿后要求含水率稳定性较高的生产线。

本发明的有益效果是：可针对不同的物料在线回潮采用不同的含水率控制算法，弥补了使用同一种控制算法导致多种物料连续回潮时含水率波动剧烈的现象；且本发明的控制算法具有简单的自学习能力，可根据之前批次的加水总量与来料总量计算加水比例，在前批次的加水比例基础之上做出调控，避免了因季节变更、天气变化等因素对回潮效果造成的影响，能提高多种物料连续回潮时含水率控制的稳定性。

附图说明

图1本发明的烟叶和烟草薄片回潮加湿含水率的控制方法的一个实施例的流程示意图；

图2本发明的烟叶和烟草薄片回潮加湿含水率的控制装置的一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

现结合附图及具体实施例对本发明作进一步的说明：

实施例1：

定期对回潮前的烟草薄片取样并采用烘箱法测定其含水率，取多次测定的含水率计算出烟草薄片的平均含水率M_f1；每批次生产结束后记录烟叶段回潮前平均含水率M_f0(由回潮前红外水分仪检测)、烟叶总量Ta(由回潮前电子皮带秤检测)、加水量Tw(由电磁流量计检测)，计算出该批次烟叶物料平均加水比例为R₀＝Tw/Ta×100％，并按配方品牌将M_f0和R₀存入配方数据库。

批次生产开始前按生产品牌读入该品牌的配方数据(包括回潮后物料含水率设定值Ms、该品牌掺配的烟草薄片量Ts、烟叶量T_t、平均加水比例R₀等)，批次生产开始后，以回潮前电子皮带秤检测到的过料累计量与烟草薄片量Ts比较来判断正在过的物料是薄片还是烟叶；过薄片时将回潮前烟草薄片的平均含水率M_f1作为公式(1)中的M_f代入公式(1)计算所需加水流量F_w，以控制薄片的回潮含水率，再按回潮后实际含水率M_b与设定含水率M_s的偏差进行PID闭环反馈运算，得到加水流量修正值F_c，以F_w+F_c作为实际加水量进行回潮加水控制。当电子皮带秤检测到过烟叶时，参考上一批次的加水回潮情况可知：上一批次回潮前平均含水率M_f0，平均加水比例R₀，加水回潮后物料平均含水率为Ms，加水比例与含水率之间的关系为：

烟叶回潮过程中，回潮前后含水率检测值M_f、M_b能较为准确的反映物料的真实水分，因此加水比例R与回潮前含水率M_f、回潮后含水率设定值M_s同样遵循公式(2)：

由公式(2)和公式(3)可推导出：

公式(4)中：

R：为回潮加水比例，单位：％；

M_f0：为同品牌上一批次回潮前物料平均含水率，单位：％；

R₀：为同品牌上一批次回潮加水比例平均值，单位：％；

M_f：为当前回潮前烟叶含水率，单位：％。

通过公式(4)计算出加水比例R，并可知加水流量为Fw＝R×F_p(F_p是回潮前烟叶流量，单位：Kg/h)，按流量Fw进行加水回潮控制，理论上回潮后含水率Mb达到控制设定目标值Ms，当Mb与Ms之间有控制偏差，以控制偏差Ms-Mb进行PID闭环反馈运算得到加水流量修正值F_c，以F_w+F_c作为实际加水量进行回潮加水控制。

实施例2：

一种烟叶和烟草薄片回潮加湿含水率的控制方法，其在生产投料时，烟草物料采取分段投料方式，先投烟草薄片，烟草薄片回潮过完后再对烟叶加温加湿回潮；生产过程中相应使用相对独立的控制模块对烟草薄片和烟叶分别进行回潮控制。

实施例3：

一种烟叶和烟草薄片回潮加湿含水率的控制方法，其在生产投料时，烟草物料采取分段投料方式，先投烟草薄片，烟草薄片回潮过完后再对烟叶加温加湿回潮；生产过程中相应使用相对独立的控制模块对烟草薄片和烟叶分别进行回潮控制。所述的相对独立的控制模块为不同的控制模块，包括过薄片时按薄片的加水流量控制计算模块来控制出口含水率，过烟叶时按烟叶的加水比例计算模块来控制出口含水率。

实施例4：

一种烟叶和烟草薄片回潮加湿含水率的控制方法，其在生产投料时，烟草物料采取分段投料方式，先投烟草薄片，烟草薄片回潮过完后再对烟叶加温加湿回潮；生产过程中相应使用相对独立的控制模块对烟草薄片和烟叶分别进行回潮控制。所述的相对独立的控制模块为不同的控制模块，包括过薄片时按薄片的加水流量控制计算模块来控制出口含水率，过烟叶时按烟叶的加水比例计算模块来控制出口含水率。

所述薄片的加水流量控制计算模块配置为采用以下薄片的加水流量控制方法的算法公式：

上式中F_w为回潮加水流量，F_p为回潮前物料流量，M_f是回潮前物料含水率，Ms是回潮后物料含水率设定值；

所述烟叶的加水流量控制计算模块配置为采用以下的烟叶的加水比例计算公式:

上式中R为回潮加水比例，M_f0是同品牌上一批次回潮前物料平均含水率，R₀为同品牌上一批次回潮加水比例平均值，M_f是当前回潮前物料含水率。

实施例5：

比以上实施例更进一步地是，采用烟叶和烟草薄片判断模块，所述烟叶和烟草薄片判断模块配置：为用回潮前电子皮带秤检测到的物料累计量与烟草薄片添加量进行比较，当前过料累计量少于烟草薄片添加量时，表明正在过烟草薄片，当物料累计量略大于烟草薄片添加量时，表明当前开始过的是烟叶。

实施例6：

比以上实施例更进一步地是，用回潮前电子皮带秤检测到的物料累计量与烟草薄片添加量进行比较，当前过料累计量少于烟草薄片添加量时，表明正在过烟草薄片，按公式(1)计算回潮加水流量Fw；当物料累计量略大于烟草薄片添加量时，表明当前开始过的是烟叶，按公式(4)计算回潮加水比例R，再计算加水流量Fw＝R×F_p，F_p为回潮前物料流量。

实施例7：

比以上实施例更进一步地是，将薄片的加水流量Fw控制算法公式和烟叶的加水比例R计算公式及其流量Fw写入PLC控制器，PLC通过回潮后物料含水率工艺设定值与实际含水率的偏差采用PID闭环反馈运算，得到加水流量修正值F_c，以F_w+F_c作为实际加水量对回潮进行加水控制，以确保出口含水率的稳定。

实施例8：

比以上实施例更进一步地是，定期对回潮前的烟草薄片取样并采用烘箱法测定其含水率，取多次测定的含水率计算出烟草薄片的平均含水率M_f1；每批次生产结束后记录烟叶段回潮前由回潮前红外水分仪检测的平均含水率M_f0、由回潮前电子皮带秤检测的烟叶总量Ta、由电磁流量计检测的加水量Tw，计算出该批次烟叶物料平均加水比例为

R₀＝Tw/Ta×100％，并按配方品牌将Mf0和R0存入配方数据库；

批次生产开始前按生产品牌读入该品牌的配方数据，包括回潮后物料含水率设定值Ms、该品牌掺配的烟草薄片量Ts、烟叶量T_t、平均加水比例R₀等，批次生产开始后，以回潮前电子皮带秤检测到的过料累计量与烟草薄片量Ts比较来判断正在过的物料是薄片还是烟叶。

实施例8：

一种烟叶和烟草薄片回潮加湿含水率的控制方法，其包括如下步骤：

步骤1：在PLC控制器内配置：薄片的加水流量控制计算采用以下薄片的加水流量控制方法的算法公式：

上式中F_w为回潮加水流量，F_p为回潮前物料流量，M_f是回潮前物料含水率，Ms是回潮后物料含水率设定值；

烟叶的加水流量控制计算采用以下的烟叶的加水比例计算公式:

上式中R为回潮加水比例，M_f0是同品牌上一批次回潮前物料平均含水率，R₀为同品牌上一批次回潮加水比例平均值，M_f是当前回潮前物料含水率；

在配方数据库添加M_f0同品牌上一批次回潮前物料平均含水率、R₀为同品牌上一批次回潮加水比例平均值的存储字段；

步骤2：生产批次开始，与PLC与配方数据库分别进行信息传输，在配方参数下发生信息传输，按生产品牌读入该品牌的配方数据；

步骤3：判断是否为薄片通过，如是薄片则采用公式(1)计算F_w回潮加水流量；如不是薄片，则采用公式(4)计算R回潮加水比例；

步骤4：对回潮后含水率控制偏差进行PID闭环反馈连续运算，得到加水流量修正值Fc，以F_w+F_c作为实际加水量对回潮进行加水控制；

步骤5：将该批次的R₀平均加水比例值存入配方数据库库。

实施例9：

在实施例8的基础上，还包括如下步骤：

在步骤1中，首先针对不同的品牌，在配方数据库表中添加前一批次平均加水比例R₀字段，该字段存储每种品牌前一批次的平均加水比例，若无配方数据库，可自健存储表或者直接存储于PLC控制程序数据区；配方数据库中若无相应品牌的每批次烟草薄片添加量和烟叶投料量表，需添加该表；若品牌数量较少，也可将该表存储于PLC控制器数据区内。

实施例10：

在实施例8或9的基础上，还包括如下步骤：

在步骤3中：每批次生产开始时先过烟草薄片，对烟草薄片进行回潮加湿，薄片过完接着对烟叶回潮加湿，两种物料连续过料不必停顿。

生产过程中，用回潮前电子皮带秤检测到的过料累计量与烟草薄片添加量进行比较，当前过料累计量少于烟草薄片添加量时，表明正在过烟草薄片，按公式(1)计算回潮加水流量Fw来控制出口含水率；当前过料累计量略大于烟草薄片添加量时，表明当前开始过的是烟叶，PLC控制程序自动转换，按公式(4)计算回潮加水比例R，再计算加水流量Fw＝R×F_p来控制出口含水率，F_p是回潮前烟叶流量。

实施例11：

在实施例8或9或10的基础上，还包括如下步骤：

在步骤4中，在PLC控制器中建立PID闭环反馈运算控制模块或程序，以回潮后物料含水率的设定值Ms作为该PID的输入量，再以回潮后红外水分仪实时显示值M_b作为该PID的反馈输入量，经PID运算后的输出值可得到回潮加水修正量Fc，用加水流量F_w+Fc控制水泵频率或者加水控制阀的开度，以保证实际加水量趋近于F_w+Fc。

实施例12：

一种烟叶和烟草薄片回潮加湿含水率的控制装置，其包括如下模块：

预存储模块，其配置为向PCL控制器写入：薄片的加水流量控制计算采用以下薄片的加水流量控制方法的算法公式：

上式中Fw为回潮加水流量，F_p为回潮前物料流量，M_f是回潮前物料含水率，Ms是回潮后物料含水率设定值；

烟叶的加水流量控制计算采用以下的烟叶的加水比例计算公式:

上式中R为回潮加水比例，M_f0是同品牌上一批次回潮前物料平均含水率，R₀为同品牌上一批次回潮加水比例平均值，M_f是当前回潮前物料含水率；

预存储模块配置为连接配方数据库添加M_f0同品牌上一批次回潮前物料平均含水率、R₀为同品牌上一批次回潮加水比例平均值的存储字段；

预存储模块连接PLC控制器与配方数据库；

参数通信模块，其配置为：生产批次开始，与PLC与配方数据库分别进行信息传输，在配方参数下发生信息传输，按生产品牌读入该品牌的配方数据；

烟叶和烟草薄片判断模块，判断是否为薄片通过，如是薄片则采用公式(1)计算F_w回潮加水流量；如不是薄片，则采用公式(4)计算R回潮加水比例；

回潮加水PID闭环反馈模块，其配置为通过上一模块获得的数据，循环对回潮后含水率控制偏差进行PID闭环反馈连续运算，得到加水流量修正值Fc，以F_w+F_c作为实际加水量对回潮进行加水控制。

实施例13：

本发明首先针对不同的品牌，在配方数据库表中添加前一批次加水比例字段，该字段存储每种品牌前一批次的平均加水比例，若无配方数据库，可自健存储表或者直接存储于PLC控制程序数据区。配方数据库中若无相应品牌的每批次烟草薄片添加量和烟叶投料量表，需添加该表；若品牌数量较少，也可将该表存储于PLC控制器数据区内。将公式(1)和公式(4)按PLC控制器的编程格式写入PLC控制器，保证控制程序正常运行。

2.每批次生产开始时先过烟草薄片，对烟草薄片进行回潮加湿，薄片过完接着对烟叶回潮加湿，两种物料连续过料不必停顿。生产过程中，用回潮前电子皮带秤检测到的过料累计量与烟草薄片添加量进行比较，当前过料累计量少于烟草薄片添加量时，表明正在过烟草薄片，按公式(1)计算回潮加水流量Fw来控制出口含水率；当前过料累计量略大于烟草薄片添加量时，表明当前开始过的是烟叶，PLC控制程序自动转换，按公式(4)计算回潮加水比例R，再计算加水流量Fw＝R×F_p来控制出口含水率。(F_p是回潮前烟叶流量，单位：Kg/h)

3.在PLC控制器中建立PID闭环反馈运算控制程序，以回潮后物料含水率的设定值Ms作为该PID的输入量，再以回潮后红外水分仪实时显示值M_b作为该PID的反馈输入量，经PID运算后的输出值可得到回潮加水修正量Fc，用上述步骤“2”计算出的加水流量F_w与修正量Fc相加，用加水流量F_w+Fc控制水泵频率或者加水控制阀的开度，以保证实际加水量趋近于F_w+Fc。生产中对PID控制参数(包括反馈系数K、比例系数Kp、积分时间Ki、微分时间Kp，控制上下限)进行优化调整。

本发明对烟草薄片可使用烘箱法离线测量其平均含水率，用离线测量的含水率与目标控制设定含水率之间的关系计算其回潮加水流量公式；对烟叶物料采用同品牌前批次的平均加水流量作为控制基准，在此基础上使用回潮前物料实时含水率与同品牌前一批次平均含水率的关系计算其回潮加水比例及其流量公式。将上述两种计算公式写入PLC控制器，并通过PID闭环反馈运算来修正当前加水控制流量，确保回潮后含水率稳定。

本发明能针对不同特性的烟草物料使用不同的计算方法，且控制算法具有简单的自学习能力，避免了因季节变更、天气变化等因素对物料回潮效果造成的影响，能够提高多种物料连续回潮后的含水率稳定性。

具体的控制装置，可以为一种电控控制器或计算机或智能终端或服务器或去中心化的虚拟计算网络等电子设备。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的控制模块、系统，能够以电子硬件或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的模块、系统，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的模块、系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个设备，或一些特征可以忽略，或不执行。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本案的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本案进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本案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；而不脱离本案技术方案的精神，其均应涵盖在本案请求保护的技术方案范围当中。

Claims (12)

1.一种烟叶和烟草薄片回潮加湿含水率的控制方法，其特征在于，在生产投料时，烟草物料采取分段投料方式，先投烟草薄片，烟草薄片回潮过完后再对烟叶加温加湿回潮；生产过程中相应使用相对独立的控制模块对烟草薄片和烟叶分别进行回潮控制。

2.根据权利要求1所述的一种烟叶和烟草薄片回潮加湿含水率的控制方法，其特征在于，所述的相对独立的控制模块为不同的控制模块，包括过薄片时按薄片的加水流量控制计算模块来控制出口含水率，过烟叶时按烟叶的加水比例计算模块来控制出口含水率。

3.根据权利要求2所述的一种烟叶和烟草薄片回潮加湿含水率的控制方法，其特征在于，所述薄片的加水流量控制计算模块配置为采用以下薄片的加水流量控制方法的算法公式：

上式中F_w为回潮加水流量，F_p为回潮前物料流量，M_f是回潮前物料含水率，Ms是回潮后物料含水率设定值；

所述烟叶的加水流量控制计算模块配置为采用以下的烟叶的加水比例计算公式:

上式中R为回潮加水比例，M_f0是同品牌上一批次回潮前物料平均含水率，R₀为同品牌上一批次回潮加水比例平均值，M_f是当前回潮前物料含水率。

4.根据权利要求1至3任一项所述的一种烟叶和烟草薄片回潮加湿含水率的控制方法，其特征在于，采用烟叶和烟草薄片判断模块，所述烟叶和烟草薄片判断模块配置：为用回潮前电子皮带秤检测到的物料累计量与烟草薄片添加量进行比较，当前过料累计量少于烟草薄片添加量时，表明正在过烟草薄片，当物料累计量略大于烟草薄片添加量时，表明当前开始过的是烟叶。

5.根据权利要求3所述的一种烟叶和烟草薄片回潮加湿含水率的控制方法，其特征在于，用回潮前电子皮带秤检测到的物料累计量与烟草薄片添加量进行比较，当前过料累计量少于烟草薄片添加量时，表明正在过烟草薄片，按公式(1)计算回潮加水流量Fw；当物料累计量略大于烟草薄片添加量时，表明当前开始过的是烟叶，按公式(4)计算回潮加水比例R，再计算加水流量Fw＝R×F_p，F_p为回潮前物料流量。

6.根据权利要求3所述的一种烟叶和烟草薄片回潮加湿含水率的控制方法，其特征在于，将薄片的加水流量Fw控制算法公式和烟叶的加水比例R计算公式及其流量Fw写入PLC控制器，PLC通过回潮后物料含水率工艺设定值与实际含水率的偏差采用PID闭环反馈运算，得到加水流量修正值F_c，以F_w+F_c作为实际加水量对回潮进行加水控制，以确保出口含水率的稳定。

7.根据权利要求1至6任一项所述的一种烟叶和烟草薄片回潮加湿含水率的控制方法，其特征在于，定期对回潮前的烟草薄片取样并采用烘箱法测定其含水率，取多次测定的含水率计算出烟草薄片的平均含水率M_f1；每批次生产结束后记录烟叶段回潮前由回潮前红外水分仪检测的平均含水率M_f0、由回潮前电子皮带秤检测的烟叶总量Ta、由电磁流量计检测的加水量Tw，计算出该批次烟叶物料平均加水比例为R₀＝Tw/Ta×100％，并按配方品牌将Mf0和R0存入配方数据库；

批次生产开始前按生产品牌读入该品牌的配方数据，包括回潮后物料含水率设定值Ms、该品牌掺配的烟草薄片量Ts、烟叶量T_t、平均加水比例R₀等，批次生产开始后，以回潮前电子皮带秤检测到的过料累计量与烟草薄片量Ts比较来判断正在过的物料是薄片还是烟叶。

8.一种烟叶和烟草薄片回潮加湿含水率的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：在PLC控制器内配置：薄片的加水流量控制计算采用以下薄片的加水流量控制方法的算法公式：

上式中F_w为回潮加水流量，F_p为回潮前物料流量，M_f是回潮前物料含水率，Ms是回潮后物料含水率设定值；

烟叶的加水流量控制计算采用以下的烟叶的加水比例计算公式:

上式中R为回潮加水比例，M_f0是同品牌上一批次回潮前物料平均含水率，R₀为同品牌上一批次回潮加水比例平均值，M_f是当前回潮前物料含水率；

在配方数据库添加M_f0同品牌上一批次回潮前物料平均含水率、R₀为同品牌上一批次回潮加水比例平均值的存储字段；

步骤2：生产批次开始，与PLC与配方数据库分别进行信息传输，在配方参数下发生信息传输，按生产品牌读入该品牌的配方数据；

步骤3：判断是否为薄片通过，如是薄片则采用公式(1)计算F_w回潮加水流量；如不是薄片，则采用公式(4)计算R回潮加水比例；

步骤4：对回潮后含水率控制偏差进行PID闭环反馈连续运算，得到加水流量修正值Fc，以F_w+F_c作为实际加水量对回潮进行加水控制；

步骤5：将该批次的R₀平均加水比例值存入配方数据库库。

9.根据权利要求8所述逇一种烟叶和烟草薄片回潮加湿含水率的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

在步骤1中，首先针对不同的品牌，在配方数据库表中添加前一批次平均加水比例R₀字段，该字段存储每种品牌前一批次的平均加水比例，若无配方数据库，可自健存储表或者直接存储于PLC控制程序数据区；配方数据库中若无相应品牌的每批次烟草薄片添加量和烟叶投料量表，需添加该表；若品牌数量较少，也可将该表存储于PLC控制器数据区内。

10.根据权利要求8或9所述的一种烟叶和烟草薄片回潮加湿含水率的控制方法，其特征在于，

在步骤3中：每批次生产开始时先过烟草薄片，对烟草薄片进行回潮加湿，薄片过完接着对烟叶回潮加湿，两种物料连续过料不必停顿。

生产过程中，用回潮前电子皮带秤检测到的过料累计量与烟草薄片添加量进行比较，当前过料累计量少于烟草薄片添加量时，表明正在过烟草薄片，按公式(1)计算回潮加水流量Fw来控制出口含水率；当前过料累计量略大于烟草薄片添加量时，表明当前开始过的是烟叶，PLC控制程序自动转换，按公式(4)计算回潮加水比例R，再计算加水流量Fw＝R×F_p来控制出口含水率，F_p是回潮前烟叶流量。

11.根据权利要求1所述的一种烟叶和烟草薄片回潮加湿含水率的控制方法，其特征在于，

在步骤4中，在PLC控制器中建立PID闭环反馈运算控制模块或程序，以回潮后物料含水率的设定值Ms作为该PID的输入量，再以回潮后红外水分仪实时显示值M_b作为该PID的反馈输入量，经PID运算后的输出值可得到回潮加水修正量Fc，用加水流量F_w+Fc控制水泵频率或者加水控制阀的开度，以保证实际加水量趋近于F_w+Fc。

12.一种烟叶和烟草薄片回潮加湿含水率的控制装置，其特征在于，包括如下模块：

预存储模块，其配置为向PCL控制器写入：薄片的加水流量控制计算采用以下薄片的加水流量控制方法的算法公式：

上式中F_w为回潮加水流量，F_p为回潮前物料流量，M_f是回潮前物料含水率，Ms是回潮后物料含水率设定值；

烟叶的加水流量控制计算采用以下的烟叶的加水比例计算公式:

上式中R为回潮加水比例，M_f0是同品牌上一批次回潮前物料平均含水率，R₀为同品牌上一批次回潮加水比例平均值，M_f是当前回潮前物料含水率；

预存储模块配置为连接配方数据库添加M_f0同品牌上一批次回潮前物料平均含水率、R₀为同品牌上一批次回潮加水比例平均值的存储字段；

预存储模块连接PLC控制器与配方数据库；

参数通信模块，其配置为：生产批次开始，与PLC与配方数据库分别进行信息传输，在配方参数下发生信息传输，按生产品牌读入该品牌的配方数据；

烟叶和烟草薄片判断模块，判断是否为薄片通过，如是薄片则采用公式(1)计算F_w回潮加水流量；如不是薄片，则采用公式(4)计算R回潮加水比例；

回潮加水PID闭环反馈模块，其配置为通过上一模块获得的数据，循环对回潮后含水率控制偏差进行PID闭环反馈连续运算，得到加水流量修正值Fc，以F_w+F_c作为实际加水量对回潮进行加水控制。