CN111480874B - 烘丝水分的复合控制方法、系统及烘丝机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种烘丝水分的复合控制方法、系统及烘丝机，在料头阶段所述烘丝水分的复合控制方法采用基于一种预测式算法的水分控制方案；烘丝正常生产稳定阶段——使用烘丝机原有的控制方法；烘丝批次与批次之间水分波动阶段——在原有的控制方法上，减弱水分后反馈的调节力度，所述烘丝水分的复合控制方法会采用一种积分分离的控制方案。本发明所述烘丝水分的复合控制方法、系统及烘丝机能使烘丝机的整体PPK平均值≥4，并且合格率达到了90％，可以适应不同的工况条件，使烘丝出口水分含水率这一关键工艺指标能够达到要求。

Description

烘丝水分的复合控制方法、系统及烘丝机

技术领域

本发明属于卷烟制造技术领域，涉及一种复合控制方法和系统，特别是涉及一种烘丝水分的复合控制方法、系统及烘丝机。

背景技术

系统在外界有扰动的情况没有任何抗干扰的能力：当烘丝的来料水分发生变化的情况：烘丝机为了尽量减少干头、干尾的产生，因此是所有工段中唯一一个进行连续生产的工段，通常情况下一个连续生产的大批次中包含4-5批小批次，每一个小批次均是前级工序单独加工的批次，在进入储柜之后由于受制于车间的生产保养等特殊而又无法避免的情况，因此存在来料水分的偏差，通常上一批次与下一批次的水分偏差可以达到±0.3％-1.0％，而在这种情况下烘丝机没有任何能力在发生水分波动的情况进行调整和干预，只能在发生水分波动的烟丝经过烘丝机加工完成后经过后馈的水分仪之后才能逐渐进行调整，但是这个时间差往往在10分钟以上，即有10分钟左右的烟丝物料存在与标准水分偏差的隐患。

当环境温湿度发生变化的情况：影响到车间烘丝工段的环境温湿度主要是由于天气、车间的储叶房温湿度控制情况等，当整个工段的温湿度发生变化的情况下，烘丝机由于只有后馈的存在无法预知。

系统在料头的控制过程中，由于后馈水分数据此时还没有生成并反馈至系统当中，PLC只能根据一定的常量进行控制，而此时筒体内部的物料是处于积累的过程，通过常量的控制一方面只是一个经验数据、另一方面随着物料重量的变化，内部的控制情况随时都在发生变换，因此在料头、料尾这两个生产阶段，均是处于失控的状态，容易产生较大的头部超调、以及因头部、尾部过程的水分控制而引起的干头、干尾。

设备在以下几个条件之后进入到水分反馈阶段：水分大于8％、出口光电管有流量信号；当这两个条件达成之后，系统立即进入生产状态的切换，此时因实际水分与设定水分偏差很大，水分控制器的输出容易达到很高，用以迅速的调整筒壁温度，而一旦实际值接近设定值之后，由于之前的水分控制器输出过高，缺少一个承上启下的过程，容易造成水分在达到目标值之后，形成较长时间的振荡和较大的超调量。

因此，如何提供一种烘丝水分的复合控制方法、系统及烘丝机，以解决现有技术无法提供基于烘丝机不同的工作状态、结合来料情况、环境温湿度等其他工况因素的水分控制方案，导致出现烟丝物料存在与标准水分偏差的隐患、烘丝机由于只有后馈的存在无法预知、料头、料尾这两个生产阶段，均是处于失控的状态、容易产生较大的头部超调、以及因头部、尾部过程的水分控制而引起的干头，干尾、容易造成水分在达到目标值之后，形成较长时间的振荡和较大的超调量等缺陷，实已成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种烘丝水分的复合控制方法、系统及烘丝机，用于解决现有技术无法提供基于烘丝机不同的工作状态、结合来料情况、环境温湿度等其他工况因素的水分控制方案，导致出现烟丝物料存在与标准水分偏差的隐患、烘丝机由于只有后馈的存在无法预知、料头、料尾这两个生产阶段，均是处于失控的状态、容易产生较大的头部超调、以及因头部、尾部过程的水分控制而引起的干头，干尾、容易造成水分在达到目标值之后，形成较长时间的振荡和较大的超调量的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明一方面提供一种烘丝水分的复合控制方法，应用于烘丝机，所述烘丝机包括水分PID控制器、筒壁温度PID控制器及蒸汽隔膜阀；所述烘丝水分的复合控制方法包括：在料头阶段时，实时记录当前批次的蒸汽隔膜阀输出平均值，并统计当前批次的过程质量数据；若判断当前批次的过程质量数据大于已记录的上一批次的过程质量数据，则将记录的当前批次的蒸汽隔膜阀输出平均值输出，以驱动蒸汽隔膜阀；在批次与批次来料水分出现波动阶段时，当切换产品批次后，判断拔水量偏差是否大于等于预设拔水量偏差阈值，且烘丝机出现拔水量偏差的时间超过预设持续时间，若是，则继续判断前馈水分控制与后馈筒壁控制是否对应，若对应，则调节所述水分PID控制器的相关系数；若不对应，转入判断前馈水分控制与后馈筒壁控制是否对应的步骤；若否，返回切换产品批次的步骤；在正常稳态生产阶段时，所述水分PID控制器的相关系数变小时，判断拔水量偏差小于所述预设拔水量偏差阈值，且烘丝机出现拔水量偏差的实际超过预设持续时间时，继续判断水分偏差是否小于等于预设水分偏差阈值，若是，则恢复所述水分PID控制器的相关系数；若否，则返回判断拔水量偏差是否小于所述预设拔水量偏差阈值的步骤。

于本发明的一实施例中，若判断当前批次的过程质量数据小于等于已记录的上一批次的过程质量数据时，剔除当前批次的过程质量数据。

于本发明的一实施例中，若判断当前批次的过程质量数据大于已记录的上一批次的过程质量数据时，将当前批次的过程质量数据及当前批次的蒸汽隔膜阀输出平均值进行存储。

于本发明的一实施例中，判断前馈水分控制与后馈筒壁控制是否对应的步骤包括判断烘丝机实际拔水量与理论拔水量的偏差符号是否与水分PID控制器当前的输出值与水分PID控制器上一输出值的偏差符号为同符号。

于本发明的一实施例中，当烘丝机实际拔水量与理论拔水量的偏差符号为正时，表示来料水分变大，对于水分前馈控制应控制升温；当水分PID控制器当前的输出值与水分PID控制器上一输出值的偏差符号为正时，表示后馈筒壁控制需要升温。

于本发明的一实施例中，当烘丝机实际拔水量与理论拔水量的偏差符号为负时，表示来料水分变小，对于水分前馈控制应控制降温；当水分PID控制器当前的输出值与水分PID控制器上一输出值的偏差符号为负时，表示后馈筒壁控制需要降温。

于本发明的一实施例中，若前馈水分控制与后馈筒壁控制对应，则调节所述水分PID控制器的相关系数的步骤包括将水分PID控制器的比例系数按照当前量下降第一预定量及积分时间量按照当前量增大第二预定量。

于本发明的一实施例中，若水分偏差小于等于预设水分偏差阈值，则调节所述水分PID控制器的相关系数的步骤包括将水分PID控制器的比例系数及积分时间量恢复至原始数值。

本发明另一方面提供一种烘丝水分的复合控制系统，应用于烘丝机，所述烘丝机包括水分PID控制器、筒壁温度PID控制器及蒸汽隔膜阀；所述烘丝水分的复合控制系统包括：

第一控制模块，用于在料头阶段时，实时记录当前批次的蒸汽隔膜阀输出平均值，并统计当前批次的过程质量数据；若判断当前批次的过程质量数据大于已记录的上一批次的过程质量数据，则将记录的当前批次的蒸汽隔膜阀输出平均值输出，以驱动蒸汽隔膜阀；第二控制模块，用于在批次与批次来料水分出现波动阶段时，当切换产品批次后，判断拔水量偏差是否大于等于预设拔水量偏差阈值，且烘丝机出现拔水量偏差的时间超过预设持续时间，若是，则继续判断前馈水分控制与后馈筒壁控制是否对应，若对应，则调节所述水分PID控制器的相关系数；若不对应，转入继续判断前馈水分控制与后馈筒壁控制是否对应；若否，切换产品批次；第三控制模块，用于在正常稳态生产，水分PID控制器的相关系数变小时，若拔水量偏差小于所述预设拔水量偏差阈值，且烘丝机出现拔水量偏差的实际超过预设持续时间时，继续判断水分偏差是否小于等于预设水分偏差阈值，若是，则恢复所述水分PID控制器的相关系数；若否，则继续判断拔水量偏差是否小于所述预设拔水量偏差阈值。

本发明最后一方面提供一种烘丝机，包括：处理器及存储器；所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述烘丝机执行所述烘丝水分的复合控制方法。

如上所述，本发明所述的烘丝水分的复合控制方法、系统及烘丝机，具有以下有益效果：

本发明所述烘丝水分的复合控制方法、系统及烘丝机结合了前馈控制、后馈控制、预测式算法以及一种积分分离的PID控制算法的综合设计，即将各种控制算法的优点进行结合，并且能够进行有效控制功能切换的控制方案，能使烘丝机的整体PPK平均值≥4，并且合格率达到了90％，可以适应不同的工况条件，使烘丝出口水分含水率这一关键工艺指标能够达到要求。

附图说明

图1显示为本发明的烘丝水分的复合控制方法中预测式方法于一实施例中的流程示意图。

图2显示为本发明的烘丝水分的复合控制方法中应对批次与批次来料水分波动阶段的复合控制方法于一实施例中的流程示意图。

图3显示为本发明的烘丝水分的复合控制方法中积分分离的复合控制方法积分分离的复合控制方法。

图4显示为本发明的烘丝水分的复合控制系统于一实施例中的原理结构示意图。

元件标号说明

4	烘丝水分的复合控制系统
		41	第一控制模块
42	第二控制模块
		43	第三控制模块
S11～S15	步骤
		S21～S24	步骤
S31～S35	步骤

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

本发明提供的烘丝水分的复合控制方法/系统及烘丝机基本原理如下：

该控制方案运用于整个烘丝控制过程分为三种阶段：1)烘丝的料头、料尾阶段；2)烘丝的正常生产阶段；3)烘丝在连续生产过程中，遇到批次与批次之间的来料水分波动阶段，通过使用以下三种方式来对烘丝机实现全过程的控制。料头阶段——采用基于一种预测式算法的水分控制方案；烘丝正常生产稳定阶段——使用烘丝机原有的控制方法；烘丝批次与批次之间水分波动阶段——在原有的控制方法上，减弱水分后反馈的调节力度，会采用一种积分分离的控制方案，以达到水分控制的稳定。

实施例一

本实施例提供一种烘丝水分的复合控制方法，其特征在于，应用于烘丝机，所述烘丝机包括水分PID控制器、筒壁温度PID控制器及蒸汽隔膜阀；所述烘丝水分的复合控制方法包括：

在料头阶段时，实时记录当前批次的蒸汽隔膜阀输出平均值，并统计当前批次的过程质量数据；若判断当前批次的过程质量数据大于已记录的上一批次的过程质量数据，则将记录的当前批次的蒸汽隔膜阀输出平均值输出，以驱动蒸汽隔膜阀；

在批次与批次来料水分出现波动阶段时，当切换产品批次后，判断拔水量偏差是否大于等于预设拔水量偏差阈值，且烘丝机出现拔水量偏差的时间超过预设持续时间，若是，则继续判断前馈水分控制与后馈筒壁控制是否对应，若对应，则调节所述水分PID控制器的相关系数；若不对应，转入判断前馈水分控制与后馈筒壁控制是否对应的步骤；若否，返回切换产品批次的步骤；

在正常稳态生产阶段时，所述水分PID控制器的相关系数变小时，若拔水量偏差小于所述预设拔水量偏差阈值，且烘丝机出现拔水量偏差的实际超过预设持续时间时，继续判断水分偏差是否小于等于预设水分偏差阈值，若是，则恢复所述水分PID控制器的相关系数；若否，则返回判断拔水量偏差是否小于所述预设拔水量偏差阈值的步骤。

以下将结合图示对本实施例所述烘丝水分的复合控制方法进行详细描述。本实施例所述烘丝水分的复合控制方法应用于烘丝机。

在料头阶段，由于烘丝机出口振槽的后反馈红外水分仪此时还没有物料经过，后馈环节并没有启用，因此，烘丝机在料头阶段使用预测式方法，以便进行温度控制。请参阅图1，显示为预测式方法于一实施例中的流程示意图。如图1所示，所述预测式方法具体包括以下几个步骤：

S11，在料头阶段时，实时记录当前批次的蒸汽隔膜阀输出平均值，统计当前批次的过程质量数据，并计算该当前批次生产牌号、线号、分筒的筒号对应的过程质量数据(PPK数据)。所述PPK数据用来表征控制过程。在本实施例中，本步骤实时记录当前批次的生产牌号、线号、分筒的筒号，及对应的蒸汽隔膜阀输出平均值。PPK数据的计算可采用现有计算方式，此处不再赘述。

S12，根据当前批次生产牌号、线号、分筒的筒号进行筛选，判断当前批次的过程质量数据是否大于已记录的上一批次的过程质量数据；若否，则执行S13；若是，则执行S14。

S13，若判断当前批次的过程质量数据小于等于已记录的上一批次的过程质量数据时，剔除当前批次的过程质量数据，不做任何记录。

S14，不断比较PPK数据，若判断当前批次的过程质量数据大于已记录的上一批次的过程质量数据，则将当前批次的过程质量数据及当前批次的蒸汽隔膜阀输出平均值进行存储。

S15，将记录的当前批次的蒸汽隔膜阀输出平均值输出至PLC，以驱动蒸汽隔膜阀对蒸汽量进行调节，以使所述烘丝机准备进入生产阶段。

由料头阶段切换到正常生产阶段的控制逻辑做调整，在原有的条件下，增加了后级水分反馈设定值与水分实际值偏差在±0.2％之间才能切换，此时水分反馈的输出值已经趋于稳定，该输出值的介入不会引起蒸汽隔膜阀的突变，避免了筒壁温度的超调可能。

在批次与批次来料水分出现波动阶段时，由于烘丝工段采用连续生产模式，在同牌号下没有生产性间隙，批次与批次的切换为无间隔换批模式，但是批次与批次之间可能存在水分的差异性。因此，采用如图2所示复合控制应对批次与批次来料水分波动阶段。应用批次与批次来料水分波动阶段的复合控制方法包括以下几个步骤：

S21，切换产品批次。

例如，切丝、烘丝工段生产批号为01#的批次，2#储叶柜连续出料，切换成2#批次。

S22，判断拔水量偏差是否大于等于预设拔水量偏差阈值(例如，预设拔水量偏差阈值为±5L/h)，且烘丝机出现拔水量偏差的时间超过预设持续时间(例如，预设持续时间为1分钟)；若否，则返回S21，即返回切换产品批次的步骤。若是，则执行S23。

S23，判断前馈水分控制与后馈筒壁控制是否对应，若是，执行S24；若否，则返回S23，及转入判断前馈水分控制与后馈筒壁控制是否对应的步骤。

S24，调节所述水分PID控制器的相关系数。具体地，将水分PID控制器的比例系数KP按照当前量下降第一预定量(例如，下降80％)及积分时间量TN按照当前量增大第二预定量(例如，增大一倍)。

在本实施例中，判断前馈水分控制与后馈筒壁控制是否对应的步骤包括判断烘丝机实际拔水量与理论拔水量的偏差符号是否与水分PID控制器当前的输出值与水分PID控制器上一输出值的偏差符号为同符号。

具体地，当烘丝机实际拔水量与理论拔水量的偏差符号为正时，烘丝机实际拔水量大于理论拔水量，表示来料水分变大，对于水分前馈控制应控制升温；

当水分PID控制器当前的输出值与水分PID控制器上一输出值的偏差符号为正时，水分PID控制器当前的输出值大于水分PID控制器上一输出值，表示后馈筒壁控制需要升温，因此，形成一段时间内剧烈升温。

当烘丝机实际拔水量与理论拔水量的偏差符号为负时，烘丝机实际拔水量小于理论拔水量，表示来料水分变小，对于水分前馈控制应控制降温；

当水分PID控制器当前的输出值与水分PID控制器上一输出值的偏差符号为负时，水分PID控制器当前的输出值小于水分PID控制器上一输出值，表示后馈筒壁控制需要降温，因此，形成一段时间内剧烈降温。

在正常稳态生产阶段时，减弱水分后反馈的调节力度，采用如3所示积分分离的复合控制方法。积分分离的复合控制方法具体包括以下步骤：

S31，在正常稳态生产阶段时，当前的烘丝机状态为远程自动控制状态，水分PID控制器的相关系数处于变小状态。

S32，判断拔水量偏差小于所述预设拔水量偏差阈值(例如，预设拔水量偏差阈值为±5L/h)，且烘丝机出现拔水量偏差的实际超过预设持续时间(例如，预设持续时间为1分钟)时，若否，则返回水分PID控制器的相关系数处于变小状态，若是，则执行S33。

S33，判断水分偏差是否小于等于预设水分偏差阈值(例如，预设水分偏差阈值为±0.1)；若是，则执行S34；若否，则返回步骤S32。

S34，恢复所述水分PID控制器的相关系数。具体地，将水分PID控制器的比例系数KP和积分时间量TN恢复至原始参数值。

S35，无间隔切换批次。

该控制方案启用后，将水分控制PID控制器的比例环节减小，放大积分环节，使得后馈对于筒壁温度的调节量减小，尽量的减小其对于整个水分系统的干预，其目的在于使得烘丝机的后反馈在不发生严重的波动的情况下，使得前馈控制器和后馈控制器不在同一时间产生相同方向的调整，避免最终的筒壁温度执行环节产生过大的增益。

本实施例所述烘丝水分的复合控制方法结合了前馈控制、后馈控制、预测式算法以及一种积分分离的PID控制算法的综合设计，即将各种控制算法的优点进行结合，并且能够进行有效控制功能切换的控制方案，能使烘丝机的整体PPK平均值≥4，并且合格率达到了90％可以适应不同的工况条件，使烘丝出口水分含水率这一关键工艺指标能够达到要求。

实施例二

本实施例提供一种烘丝水分的复合控制系统，应用于烘丝机，所述烘丝机包括水分PID控制器、筒壁温度PID控制器及蒸汽隔膜阀；所述烘丝水分的复合控制系统包括：

第一控制模块，用于在料头阶段时，实时记录当前批次的蒸汽隔膜阀输出平均值，并统计当前批次的过程质量数据；若判断当前批次的过程质量数据大于已记录的上一批次的过程质量数据，则将记录的当前批次的蒸汽隔膜阀输出平均值输出，以驱动蒸汽隔膜阀；

第二控制模块，用于在批次与批次来料水分出现波动阶段时，当切换产品批次后，判断拔水量偏差是否大于等于预设拔水量偏差阈值，且烘丝机出现拔水量偏差的时间超过预设持续时间，若是，则继续判断前馈水分控制与后馈筒壁控制是否对应，若对应，则调节所述水分PID控制器的相关系数；若不对应，转入继续判断前馈水分控制与后馈筒壁控制是否对应；若否，切换产品批次；

第三控制模块，用于在正常稳态生产，水分PID控制器的相关系数变小时，若拔水量偏差小于所述预设拔水量偏差阈值，且烘丝机出现拔水量偏差的实际超过预设持续时间时，继续判断水分偏差是否小于等于预设水分偏差阈值，若是，则恢复所述水分PID控制器的相关系数；若否，则继续判断拔水量偏差是否小于所述预设拔水量偏差阈值。

以下将结合图示对本实施例所述烘丝水分的复合控制系统进行详细描述。请参阅图4，显示为烘丝水分的复合控制系统于一实施例中的原理结构示意图。所述烘丝水分的复合控制系统4包括第一控制模块41、第二控制模块42及第三控制模块43。

所述第一控制模块41用于在料头阶段时，实时记录当前批次的蒸汽隔膜阀输出平均值，并统计当前批次的过程质量数据；若判断当前批次的过程质量数据大于已记录的上一批次的过程质量数据，则将记录的当前批次的蒸汽隔膜阀输出平均值输出，以驱动蒸汽隔膜阀。

具体地，所述第一控制模块41在料头阶段时，实时记录当前批次的蒸汽隔膜阀输出平均值，统计当前批次的过程质量数据，并计算该当前批次生产牌号、线号、分筒的筒号对应的过程质量数据(PPK数据)；根据当前批次生产牌号、线号、分筒的筒号进行筛选，判断当前批次的过程质量数据是否大于已记录的上一批次的过程质量数据；若否，则剔除当前批次的过程质量数据，不做任何记录；若是，则不断比较PPK数据，若判断当前批次的过程质量数据大于已记录的上一批次的过程质量数据，则将当前批次的过程质量数据及当前批次的蒸汽隔膜阀输出平均值进行存储。将记录的当前批次的蒸汽隔膜阀输出平均值输出至PLC，以驱动蒸汽隔膜阀对蒸汽量进行调节，以使所述烘丝机准备进入生产阶段。

所述第二控制模块42用于在批次与批次来料水分出现波动阶段时，当切换产品批次后，判断拔水量偏差是否大于等于预设拔水量偏差阈值，且烘丝机出现拔水量偏差的时间超过预设持续时间，若是，则继续判断前馈水分控制与后馈筒壁控制是否对应，若对应，则调节所述水分PID控制器的相关系数；若不对应，转入继续判断前馈水分控制与后馈筒壁控制是否对应；若否，切换产品批次。

具体地，所述第二控制模块42切换产品批次，判断拔水量偏差是否大于等于预设拔水量偏差阈值(例如，预设拔水量偏差阈值为±5L/h)，且烘丝机出现拔水量偏差的时间超过预设持续时间(例如，预设持续时间为1分钟)；若否，则切换产品批次。若是，则判断前馈水分控制与后馈筒壁控制是否对应，若是，调节所述水分PID控制器的相关系数；若否，则继续判断前馈水分控制与后馈筒壁控制是否对应。

具体地，所述第二控制模块42将水分PID控制器的比例系数KP按照当前量下降第一预定量(例如，下降80％)及积分时间量TN按照当前量增大第二预定量(例如，增大一倍)。

所述第三控制模块43用于在正常稳态生产，水分PID控制器的相关系数变小时，若拔水量偏差小于所述预设拔水量偏差阈值，且烘丝机出现拔水量偏差的实际超过预设持续时间时，继续判断水分偏差是否小于等于预设水分偏差阈值，若是，则恢复所述水分PID控制器的相关系数；若否，则继续判断拔水量偏差是否小于所述预设拔水量偏差阈值。

具体地，所述第三控制模块43在正常稳态生产阶段时，当前的烘丝机状态为远程自动控制状态，水分PID控制器的相关系数处于变小状态，判断拔水量偏差小于所述预设拔水量偏差阈值(例如，预设拔水量偏差阈值为±5L/h)，且烘丝机出现拔水量偏差的实际超过预设持续时间(例如，预设持续时间为1分钟)时，若否，则返回水分PID控制器的相关系数处于变小状态，若是，则判断水分偏差是否小于等于预设水分偏差阈值(例如，预设水分偏差阈值为±0.1)；若是，则恢复所述水分PID控制器的相关系数；若否，则返回继续判断拔水量偏差小于所述预设拔水量偏差阈值。

具体地，所述第三控制模块43将水分PID控制器的比例系数KP和积分时间量TN恢复至原始参数值。

需要说明的是，应理解以上系统的各个模块的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上，也可以物理上分开。且这些模块可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现，也可以全部以硬件的形式实现，还可以部分模块通过处理元件调用软件的形式实现，部分模块通过硬件的形式实现。例如：x模块可以为单独设立的处理元件，也可以集成在上述系统的某一个芯片中实现。此外，x模块也可以以程序代码的形式存储于上述系统的存储器中，由上述系统的某一个处理元件调用并执行以上x模块的功能。其它模块的实现与之类似。这些模块全部或部分可以集成在一起，也可以独立实现。这里所述的处理元件可以是一种集成电路，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤或以上各个模块可以通过处理器元件中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)，一个或多个微处理器(Digital Singnal Processor，简称DSP)，一个或者多个现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)等。当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，如中央处理器(CentralProcessing Unit，简称CPU)或其它可以调用程序代码的处理器。这些模块可以集成在一起，以片上系统(System-on-a-chip，简称SOC)的形式实现。

实施例三

本实施例提供一种烘丝机，包括：处理器、存储器、收发器、通信接口或/和系统总线；存储器和通信接口通过系统总线与处理器和收发器连接并完成相互间的通信，存储器用于存储计算机程序，通信接口用于和其他设备进行通信，处理器和收发器用于运行计算机程序，使烘丝机执行如上烘丝水分的复合控制方法的各个步骤。

上述提到的系统总线可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect，简称PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，简称EISA)总线等。该系统总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。通信接口用于实现数据库访问装置与其他设备(如客户端、读写库和只读库)之间的通信。存储器可能包含随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。

上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，简称DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

本发明所述的烘丝水分的复合控制方法的保护范围不限于本实施例列举的步骤执行顺序，凡是根据本发明的原理所做的现有技术的步骤增减、步骤替换所实现的方案都包括在本发明的保护范围内。

本发明还提供一种烘丝水分的复合控制系统，所述烘丝水分的复合控制系统可以实现本发明所述的烘丝水分的复合控制方法，但本发明所述的烘丝水分的复合控制方法的实现装置包括但不限于本实施例列举的烘丝水分的复合控制系统的结构，凡是根据本发明的原理所做的现有技术的结构变形和替换，都包括在本发明的保护范围内。

综上所述，本发明所述烘丝水分的复合控制方法、系统及烘丝机结合了前馈控制、后馈控制、预测式算法以及一种积分分离的PID控制算法的综合设计，即将各种控制算法的优点进行结合，并且能够进行有效控制功能切换的控制方案，能使烘丝机的整体PPK平均值≥4，并且合格率达到了90％，可以适应不同的工况条件，使烘丝出口水分含水率这一关键工艺指标能够达到要求。本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种烘丝水分的复合控制方法，其特征在于，应用于烘丝机，所述烘丝机包括水分PID控制器、筒壁温度PID控制器及蒸汽隔膜阀；所述烘丝水分的复合控制方法包括：

在料头阶段时，实时记录当前批次的蒸汽隔膜阀输出平均值，并统计当前批次的过程质量数据；若判断当前批次的过程质量数据大于已记录的上一批次的过程质量数据，则将记录的当前批次的蒸汽隔膜阀输出平均值输出，以驱动蒸汽隔膜阀；

在批次与批次来料水分出现波动阶段时，当切换产品批次后，判断拔水量偏差是否大于等于预设拔水量偏差阈值，且烘丝机出现拔水量偏差的时间超过预设持续时间，若是，则继续判断前馈水分控制与后馈筒壁控制是否对应的步骤包括判断烘丝机实际拔水量与理论拔水量的偏差符号是否与水分PID控制器当前的输出值与水分PID控制器上一输出值的偏差符号为同符号，若是，则将水分控制器的比例系数按照当前量下降第一预定量及积分时间量按照当前量增大第二预定量；若否，转入判断前馈水分控制与后馈筒壁控制是否对应的步骤；若否，返回切换产品批次的步骤；

在正常稳态生产阶段时，所述水分PID控制器的相关系数变小时，判断拔水量偏差小于所述预设拔水量偏差阈值，且烘丝机出现拔水量偏差的实际超过预设持续时间时，继续判断水分偏差是否小于等于预设水分偏差阈值，若是，则恢复所述水分PID控制器的相关系数；若否，则返回判断拔水量偏差是否小于所述预设拔水量偏差阈值的步骤。

2.根据权利要求1所述的烘丝水分的复合控制方法，其特征在于，若判断当前批次的过程质量数据小于等于已记录的上一批次的过程质量数据时，剔除当前批次的过程质量数据。

3.根据权利要求1所述的烘丝水分的复合控制方法，其特征在于，若判断当前批次的过程质量数据大于已记录的上一批次的过程质量数据时，将当前批次的过程质量数据及当前批次的蒸汽隔膜阀输出平均值进行存储。

4.根据权利要求1所述的烘丝水分的复合控制方法，其特征在于，

当烘丝机实际拔水量与理论拔水量的偏差符号为正时，表示来料水分变大，对于水分前馈控制应控制升温；

当水分PID控制器当前的输出值与水分PID控制器上一输出值的偏差符号为正时，表示后馈筒壁控制需要升温。

5.根据权利要求1所述的烘丝水分的复合控制方法，其特征在于，

当烘丝机实际拔水量与理论拔水量的偏差符号为负时，表示来料水分变小，对于水分前馈控制应控制降温；

当水分PID控制器当前的输出值与水分PID控制器上一输出值的偏差符号为负时，表示后馈筒壁控制需要降温。

6.根据权利要求1所述的烘丝水分的复合控制方法，其特征在于，若水分偏差小于等于预设水分偏差阈值，则调节所述水分PID控制器的相关系数的步骤包括将水分PID控制器的比例系数及积分时间量恢复至原始数值。

7.一种烘丝水分的复合控制系统，其特征在于，应用于烘丝机，所述烘丝机包括水分PID控制器、筒壁温度PID控制器及蒸汽隔膜阀；所述烘丝水分的复合控制系统包括：

第一控制模块，用于在料头阶段时，实时记录当前批次的蒸汽隔膜阀输出平均值，并统计当前批次的过程质量数据；若判断当前批次的过程质量数据大于已记录的上一批次的过程质量数据，则将记录的当前批次的蒸汽隔膜阀输出平均值输出，以驱动蒸汽隔膜阀；

第二控制模块，用于在批次与批次来料水分出现波动阶段时，当切换产品批次后，判断拔水量偏差是否大于等于预设拔水量偏差阈值，且烘丝机出现拔水量偏差的时间超过预设持续时间，若是，则继续判断前馈水分控制与后馈筒壁控制是否对应的步骤包括判断烘丝机实际拔水量与理论拔水量的偏差符号是否与水分PID控制器当前的输出值与水分PID控制器上一输出值的偏差符号为同符号，若是，则将水分控制器的比例系数按照当前量下降第一预定量及积分时间量按照当前量增大第二预定量；若否，转入继续判断前馈水分控制与后馈筒壁控制是否对应；若否，切换产品批次；

第三控制模块，用于在正常稳态生产，水分PID控制器的相关系数变小时，若拔水量偏差小于所述预设拔水量偏差阈值，且烘丝机出现拔水量偏差的实际超过预设持续时间时，继续判断水分偏差是否小于等于预设水分偏差阈值，若是，则恢复所述水分PID控制器的相关系数；若否，则继续判断拔水量偏差是否小于所述预设拔水量偏差阈值。

8.一种烘丝机，其特征在于，包括：处理器及存储器；

所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述烘丝机执行如权利要求1至6中任一项所述烘丝水分的复合控制方法。

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