CN112021631A - 一种松散回潮工序出口水分控制系统及方法 - Google Patents

一种松散回潮工序出口水分控制系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种松散回潮工序出口水分控制系统及方法，其中该控制系统包括第一加水系统、第二加水系统、PID控制器，所述第一加水系统包括第一喷嘴，所述第一喷嘴设置在滚筒的前腔室内；所述第二加水系统包括第二喷嘴，所述第二喷嘴设置在滚筒的后腔室内；滚筒的进料端设置有第一水分检测仪，滚筒的出料端设置有出口皮带输送机，出口皮带输送机上设置有第二水分检测仪；第一加水系统、第二加水系统、所述第一水分检测仪、第二水分检测仪分别与所述PID控制器电连接。本发明能够利用第一加水系统的第一喷嘴和第二加水系统的第二喷嘴分别对前腔室和后腔室进行加水，避免了出现加水部位过于集中的现象，从而使得烟片在滚筒中翻滚后的水分较为均匀。

Description

一种松散回潮工序出口水分控制系统及方法
技术领域
本发明属于烟草加工技术领域，具体涉及一种松散回潮工序出口水分控制系统及方法。
背景技术
在烟草制造加工过程中，松散回潮工序对烟片进行增温增湿，将烟片充分松散，提高烟片的耐加工性，以利于下道工序的加工。但是松散回潮机采用前馈加水的控制方式，即通过计算进料流量与出口水分和进口水分的差值相乘，来得到设定的加水量，在滚筒的进料端加水，然后根据出口水分仪的检测值微调该加水量。然而，由于烟片是在松散回潮机的滚筒中翻滚进行水分的吸收，上述加水方法是仅在进料端进行加水，使得加水较为集中，容易导致烟片的水分不均匀。
发明内容
本发明的目的是提供一种松散回潮工序出口水分控制系统，以解决现有技术中烟片的水分不均匀的问题。本发明的另一目的是提供一种松散回潮工序出口水分控制方法。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种松散回潮工序出口水分控制系统，其包括第一加水系统、第二加水系统、PID控制器，所述第一加水系统包括第一喷嘴，所述第一喷嘴设置在滚筒的前腔室内；所述第二加水系统包括第二喷嘴，所述第二喷嘴设置在所述滚筒的后腔室内；所述滚筒的进料端设置有第一水分检测仪，所述滚筒的出料端设置有出口皮带输送机，所述出口皮带输送机上设置有第二水分检测仪；所述第一加水系统、所述第二加水系统、所述第一水分检测仪、所述第二水分检测仪分别与所述PID控制器电连接。
优选地，所述第一加水系统还包括与所述第一喷嘴相连的第一加水管路，所述第一加水管路上依次设置有第一流量计、第一气动薄膜阀；所述第一加水管路上远离所述第一喷嘴的一端通过供水管与水源相连。
优选地，所述第二加水系统还包括与所述第二喷嘴相连的第二加水管路，所述第二加水管路上依次设置有第二流量计、第二气动薄膜阀；所述第二加水管路与所述第一加水管路并联设置，所述第二加水管路上远离所述第二喷嘴的一端与所述供水管相连。
优选地，所述供水管上设置有第一截止阀。
优选地，其还包括第一蒸汽引射系统，所述第一蒸汽引射系统包括与所述第一喷嘴相连的第一蒸汽管路，所述第一蒸汽管路上依次设置有第二截止阀、第三气动薄膜阀。
优选地，其还包括第二蒸汽引射系统，所述第二蒸汽引射系统包括与所述第二喷嘴相连的第二蒸汽管路，所述第二蒸汽管路上依次设置有第三截止阀、第四气动薄膜阀。
优选地，所述第一喷嘴和所述第二喷嘴均为双元喷嘴。
一种松散回潮工序出口水分控制方法，其包括：
计算瞬时加水量M；
延时第一设定时间后，PID控制器控制第一喷嘴以0.8M的加水量进行加水；延时第二设定时间后，PID控制器控制第二喷嘴以0.2M的加水量进行加水；
PID控制器根据出口水分设定值和第二水分检测仪获得的出口水分值，得到水分调节值，并根据该水分调节值调整第二喷嘴的加水量，使第二喷嘴以该水分调节值和0.2M叠加后的加水量进行加水。
优选地，所述第一设定时间为2分钟，所述第二设定时间为3分钟。
优选地，计算所述瞬时加水量的步骤为：计算出口水分设定值和第一水分检测仪获得的入口水分值的差值，将物料瞬时流量乘以所述差值得到所述瞬时加水量M。
本发明的有益效果在于：
本发明的松散回潮工序出口水分控制系统，其能够利用第一加水系统的第一喷嘴和第二加水系统的第二喷嘴分别对前腔室和后腔室进行加水，避免了出现加水部位过于集中的现象，从而使得烟片在滚筒中翻滚后的水分较为均匀。同时，现有技术中根据出口水分对进料端的加水量进行调整时，存在较大的滞后，导致出口水分上下波动，水分不稳定，而本发明能够有效地降低水分波动，减少加水时的超调量和滞后量，提高烟片批次水分的稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，并将结合附图对本发明的具体实施例作进一步的详细说明，其中
图1为本发明实施例提供的松散回潮工序出口水分控制系统的示意图。
附图中标记：
11、第一喷嘴 12、第一加水管路 13、第一流量计
14、第一气动薄膜阀 21、第二喷嘴 22、第二加水管路
23、第二流量计 24、第二气动薄膜阀 31、出口皮带输送机
32、第二水分检测仪 41、第一蒸汽管路 42、第二截止阀
43、第三气动薄膜阀 51、第二蒸汽管路 52、第三截止阀
53、第四气动薄膜阀 61、供水管 62、第一截止阀 71、滚筒
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合具体实施例对本方案作进一步地详细介绍。
如图1所示，本发明实施例提供了一种松散回潮工序出口水分控制系统，其包括第一加水系统、第二加水系统、PID控制器，所述第一加水系统包括第一喷嘴11，所述第一喷嘴设置在滚筒的前腔室内；所述第二加水系统包括第二喷嘴21，所述第二喷嘴设置在所述滚筒31的后腔室内；所述滚筒的进料端设置有第一水分检测仪，所述滚筒31的出料端设置有出口皮带输送机，所述出口皮带输送机上设置有第二水分检测仪32；所述第一加水系统、所述第二加水系统、所述第一水分检测仪、所述第二水分检测仪分别与所述PID控制器电连接。可以理解的是，图中未示出第一水分检测仪和PID控制器。
本发明实施例提供的松散回潮工序出口水分控制系统，其能够利用第一加水系统的第一喷嘴11和第二加水系统的第二喷嘴21分别对前腔室和后腔室进行加水，避免了出现加水部位过于集中的现象，从而使得烟片在滚筒中翻滚后的水分较为均匀。同时，现有技术中根据出口水分对进料端的加水量进行调整时，存在较大的滞后，导致出口水分上下波动，水分不稳定，而本发明能够有效地降低水分波动，减少加水时的超调量和滞后量，提高烟片批次水分的稳定性。
进一步地，所述第一加水系统还包括与所述第一喷嘴11相连的第一加水管路12，所述第一加水管路上依次设置有第一流量计13、第一气动薄膜阀14；所述第一加水管路上远离所述第一喷嘴的一端通过供水管与水源相连，从而方便地实现对第一喷嘴供水。
具体地，所述第二加水系统还包括与所述第二喷嘴21相连的第二加水管路22，所述第二加水管路上依次设置有第二流量计23、第二气动薄膜阀14；所述第二加水管路与所述第一加水管路并联设置，所述第二加水管路上远离所述第二喷嘴的一端与所述供水管61相连，从而方便地实现了对第二喷嘴供水。
为了能够方便地控制供水管61的通断，所述供水管61上设置有第一截止阀62。
进一步地，本发明实施例提供的松散回潮工序出口水分控制系统还包括第一蒸汽引射系统，所述第一蒸汽引射系统包括与所述第一喷嘴相连的第一蒸汽管路41，所述第一蒸汽管路上依次设置有第二截止阀42、第三气动薄膜阀43。采用此方案，利用第一蒸汽引射系统对第一喷嘴进行引射，使得第一喷嘴将水雾化后喷射入滚筒的前腔室中。可以理解的是，第一蒸汽管路上远离第一喷嘴的一端与蒸汽源相连。
具体地，本发明实施例提供的松散回潮工序出口水分控制系统还包括第二蒸汽引射系统，所述第二蒸汽引射系统包括与所述第二喷嘴相连的第二蒸汽管路51，所述第二蒸汽管路上依次设置有第三截止阀52、第四气动薄膜阀53。采用此方案，利用第二蒸汽引射系统对第二喷嘴进行引射，使得第二喷嘴将水雾化后喷射入滚筒的后腔室中。可以理解的是，第一蒸汽引射系统和第二蒸汽引射系统分别与PID控制器电连接，以便于PID控制器协调控制，实现加水工作。
可以优选，所述第一喷嘴11和所述第二喷嘴21均为双元喷嘴。
本发明实施例还提供了一种松散回潮工序出口水分控制方法，其包括：
计算瞬时加水量M；
延时第一设定时间后，PID控制器控制第一喷嘴11以0.8M的加水量进行加水；延时第二设定时间后，PID控制器控制第二喷嘴21以0.2M的加水量进行加水；
PID控制器根据出口水分设定值和第二水分检测仪获得的出口水分值，得到水分调节值，并根据该水分调节值调整第二喷嘴的加水量，使第二喷嘴以该水分调节值和0.2M叠加后的加水量进行加水。可以理解的是，水分调节值可以为出口水分设定值和第二水分检测仪获得的出口水分值的差值，也可以是PID控制器对该差值调节后的输出值。
可以优选，所述第一设定时间为2分钟，所述第二设定时间为3分钟。可以理解的是，第一设定时间为物料输送到滚筒的前腔室所需的时间，第二设定时间为物料由前腔室到达滚筒的后腔室所需的时间。
具体地，计算所述瞬时加水量的步骤为：计算出口水分设定值和第一水分检测仪获得的入口水分值的差值，将物料瞬时流量乘以所述差值得到所述瞬时加水量M。
本发明的一般工作步骤为：
S1、生产准备阶段，滚筒开始预热，回风温度达到设定温度后开始待料。
S2、料头阶段，电子秤启动，开始输送物料，将出口水分设定值和入口水份的差值乘以物料瞬时流量，得出整个加水系统的瞬时加水量M。延时2分钟后，物料到达滚筒的前腔室，第一加水系统的第一喷嘴以0.8M的加水量开始加水，此时PID控制器可以通过第一流量计，并调整第一气动薄膜阀的开度，来跟踪调整第一喷嘴的加水量，使得第一喷嘴的加水量达到其设定值即0.8M；延时3分钟后物料到达滚筒后端即后腔室，第二加水系统的第二喷嘴以0.2M的加水量开始加水，此时PID控制器可以通过第二流量计，并调整第二气动薄膜阀的开度，来跟踪调整第二喷嘴的加水量，使得第二喷嘴的加水量达到其设定值即0.2M。可以理解的是，由于时间差的问题，第一喷嘴和第二喷嘴加水的时间是错开的，在本实施例中两者是相差三分钟的时间，采用数据堆栈的方式使第一加水系统和第二加水系统计算其各自的设定值时的M是同一数据，保障了物料流在不同位置加水就是这段物料需要的加水量。再延时3分钟后，物料到达出口皮带输送机，第二水分检测仪检测到出口水分值，PID控制器根据出口水分设定值和该出口水分值，得到水分调节值，并根据该水分调节值调整第二喷嘴的加水量，使第二喷嘴以该水分调节值和0.2M叠加后的加水量进行加水。可见，在料头阶段，加水过程形成前腔室前馈比例加水、后腔室前馈比例加水、后腔室前馈比例加水加出口水分PID负反馈调节三个阶段。可以理解的是，在此阶段物料瞬时流量还未超过电子秤的流量设定值的90％。
S3、当物料瞬时流量达到电子秤的流量设定值的90％后，生产进入稳态阶段即正常生产阶段，第一加水系统继续以0.8M的加水量进行加水，第二加水系统继续以水分调节值加上0.2M的加水量进行加水。
S4、料尾阶段，当物料瞬时流量低于电子秤的流量设定值的90％后，延时2分钟，第一加水系统停止加水；再延时3分钟后，第二加水系统以水分调节值为其加水量的设定值进行加水，再延时2分钟后，第二加水系统停止加水，即整个生产过程结束。
本发明通过对料头、料尾和正常生产过程的分段精准控制，保障了松散回潮机加水过程的稳定性，消除了现有技术中因出口水分检测时间差造成的滞后时间较长的问题，降低了松散回潮工序出口水分的波动。同时，本发明采用前、后腔室分开加水的控制模式，前腔室加水采用前馈比例控制，使烟片在滚筒中充分吸收后，用后腔室加水的方式进行补充，并用负反馈PID调节进行加水量的误差修正，从而能够降低水分波动，减少了加水时的超调量和滞后量，提高了出口水分的稳定性。本发明操作简单，加水效果稳定，具有很好的工业应用价值和推广应用前景。
以上仅是本发明的优选实施方式，需要指出的是，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，而且，在阅读了本发明的内容之后，本领域相关技术人员可以对本发明做出各种改动或修改，这些等价形式同样落入本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种松散回潮工序出口水分控制系统，其特征在于，其包括第一加水系统、第二加水系统、PID控制器，所述第一加水系统包括第一喷嘴，所述第一喷嘴设置在滚筒的前腔室内；所述第二加水系统包括第二喷嘴，所述第二喷嘴设置在所述滚筒的后腔室内；所述滚筒的进料端设置有第一水分检测仪，所述滚筒的出料端设置有出口皮带输送机，所述出口皮带输送机上设置有第二水分检测仪；所述第一加水系统、所述第二加水系统、所述第一水分检测仪、所述第二水分检测仪分别与所述PID控制器电连接。
2.根据权利要求1所述的松散回潮工序出口水分控制系统，其特征在于，所述第一加水系统还包括与所述第一喷嘴相连的第一加水管路，所述第一加水管路上依次设置有第一流量计、第一气动薄膜阀；所述第一加水管路上远离所述第一喷嘴的一端通过供水管与水源相连。
3.根据权利要求2所述的松散回潮工序出口水分控制系统，其特征在于，所述第二加水系统还包括与所述第二喷嘴相连的第二加水管路，所述第二加水管路上依次设置有第二流量计、第二气动薄膜阀；所述第二加水管路与所述第一加水管路并联设置，所述第二加水管路上远离所述第二喷嘴的一端与所述供水管相连。
4.根据权利要求2所述的松散回潮工序出口水分控制系统，其特征在于，所述供水管上设置有第一截止阀。
5.根据权利要求1所述的松散回潮工序出口水分控制系统，其特征在于，其还包括第一蒸汽引射系统，所述第一蒸汽引射系统包括与所述第一喷嘴相连的第一蒸汽管路，所述第一蒸汽管路上依次设置有第二截止阀、第三气动薄膜阀。
6.根据权利要求1所述的松散回潮工序出口水分控制系统，其特征在于，其还包括第二蒸汽引射系统，所述第二蒸汽引射系统包括与所述第二喷嘴相连的第二蒸汽管路，所述第二蒸汽管路上依次设置有第三截止阀、第四气动薄膜阀。
7.根据权利要求1至6任一项所述的松散回潮工序出口水分控制系统，其特征在于，所述第一喷嘴和所述第二喷嘴均为双元喷嘴。
8.一种松散回潮工序出口水分控制方法，其特征在于，其包括：
计算瞬时加水量M；
延时第一设定时间后，PID控制器控制第一喷嘴以0.8M的加水量进行加水；延时第二设定时间后，PID控制器控制第二喷嘴以0.2M的加水量进行加水；
PID控制器根据出口水分设定值和第二水分检测仪获得的出口水分值，得到水分调节值，并根据该水分调节值调整第二喷嘴的加水量，使第二喷嘴以该水分调节值和0.2M叠加后的加水量进行加水。
9.根据权利要求8所述的松散回潮工序出口水分控制系统，其特征在于，所述第一设定时间为2分钟，所述第二设定时间为3分钟。
10.根据权利要求8所述的松散回潮工序出口水分控制方法，其特征在于，计算所述瞬时加水量的步骤为：计算出口水分设定值和第一水分检测仪获得的入口水分值的差值，将物料瞬时流量乘以所述差值得到所述瞬时加水量M。
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