CN112790418A - 一种叶丝超级回潮的加水控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种叶丝超级回潮的加水控制方法及系统，该方法包括：获取叶丝来料含水率，并对设定时间段内的N次采样作为一个滑窗来计算来料平均含水率。再建立一个包括当前时刻在内的n次采样的来料含水率滑窗，并计算得到各个时刻的来料含水率与所述来料平均含水率的差值。如果一个滑窗内的所有时刻所对应的所述差值都大于或小于0，则判断来料含水率出现了整体性的增大趋势或减小趋势，并控制回潮机水泵的转速在滑窗第一个时刻所对应的出口时刻开始减小或增大，以对超级回潮滚筒的加水量进行调整，使叶丝出口含水率进行前馈控制。本发明能提高各批次叶丝的出口含水率的一致性，提升生产过程质量控制能力。

Description

一种叶丝超级回潮的加水控制方法及系统

技术领域

本发明涉及烟丝加工控制技术领域，尤其涉及一种叶丝超级回潮的加水控制方法及系统。

背景技术

在卷烟的制丝工序中，由于高温膨胀技带来的烟丝造碎较大，易造成叶丝干燥不容易得到高合格率叶丝。常在叶丝干燥前进行叶丝超级回潮，以对烟丝进行加水处理，使叶丝的含水率提高到30％～40％，保证进入干燥机的叶丝较高的温度进入干燥机，从而可以采用较低气流工作风温而使叶丝迅速脱水，达到干燥的目的。现有的叶丝超级回潮中，对于叶丝出口水分控制主要是根据出口含水率的检测反馈后再对加水量进行调节，但这种调节存在滞后性，无法及时对叶丝的出口含水率进行准确调整，从而全使批次内的叶丝出口水分不均匀，影响后续各工序工艺指标，不利于生产过程质量控制。

发明内容

本发明提供一种叶丝超级回潮的加水控制方法及系统，解决现有叶丝超级回潮时出口含水率调节存在滞后性，易造成不准确的问题，能提高各批次叶丝的出口含水率的一致性，提升生产过程质量控制能力。

为实现以上目的，本发明提供以下技术方案：

一种叶丝超级回潮的加水控制方法，包括：

获取叶丝来料含水率，并对设定时间段内的N次采样作为一个滑窗来计算来料平均含水率；

再建立一个包括当前时刻在内的n次采样的来料含水率滑窗，并计算得到各个时刻的来料含水率与所述来料平均含水率的差值；

如果一个滑窗内的所有时刻所对应的所述差值都大于或小于0，则判断来料含水率出现了整体性的增大趋势或减小趋势，并控制回潮机水泵的转速在滑窗第一个时刻所对应的出口时刻开始减小或增大，以对超级回潮滚筒的加水量进行调整，使叶丝出口含水率进行前馈控制。

优选的，还包括：

建立叶丝的出口含水率与蒸汽流量的第一对应表，并根据据叶丝出口含水率的目标值确定蒸汽初始流量，以对超级回潮的滚筒内的叶丝进行增温增湿；

在一个滑窗内的所有时刻所对应的所述差值都大于或小于0时，控制蒸汽阀门开度在滑窗第一时刻所对应的出口时刻开始减小或增大，以调节蒸汽流量对叶丝出口含水率的前馈控制。

优选的，还包括：

建立叶丝的出口含水率与排潮流量的第二对应表，并根据所述目标值控制排潮阀门开度，以调节叶丝的出口含水率。

优选的，还包括：

获取叶丝的出口含水率的实测值，并根据所述目标值和所述实测值得到出口含水率的目标偏差值；

建立含水率PID反馈控制模型，用于根据所述目标偏差值调节回潮机水泵的转速，以对出口含水率进行反馈控制，使批次内叶丝的出口含水率按所述目标值进行控制。

优选的，还包括：

建立所述出口含水率的EWMA反馈控制模型，并根据所述EWMA反馈控制模型对所述出口含水率进行指数加权移动平均运算，得到EWMA统计量Z_S；

在

或

时判断出口含水率有增大趋势或减小趋势，其中，T为出口含水率的目标值，λ为EWMA平滑系数，σ为过程稳定状态下的标准差，K为常数；

根据所述EWMA统计量Z_S对加水量进行反馈控制，使出口含水率的波动减小。

优选的，所述EWMA统计量Z_S根据以下公式计算：

Z_S＝λ·y_S+(1-λ)Z_S-1，其中，Z₀＝T，λ＝2，y_S为第S个时刻的出口含水率。

本发明还提供一种叶丝超级回潮的加水控制系统，包括：

来料含水率获取单元，用于获取叶丝来料含水率，并对设定时间段内的N次采样作为一个滑窗来计算来料平均含水率；

差值计算单元，用于再建立一个包括当前时刻在内的n次采样的来料含水率滑窗，并计算得到各个时刻的来料含水率与所述来料平均含水率的差值；

前馈控制单元，用于在一个滑窗内的所有时刻所对应的所述差值都大于或小于0时，判断来料含水率出现了整体性的增大趋势或减小趋势，并控制回潮机水泵的转速在滑窗第一个时刻所对应的出口时刻开始减小或增大，以对超级回潮滚筒的加水量进行调整，使叶丝出口含水率进行前馈控制。

优选的，还包括：

蒸汽流量控制单元，用于建立叶丝的出口含水率与蒸汽流量的第一对应表，并根据叶丝出口含水率的目标值确定蒸汽初始流量，以对超级回潮的滚筒内的叶丝进行增温增湿；

所述蒸汽流量控制单元还用于在一个滑窗内的所有时刻所对应的所述差值都大于或小于0时，控制蒸汽阀门开度在滑窗第一时刻所对应的出口时刻开始减小或增大，以调节蒸汽流量对叶丝出口含水率的前馈控制。

优选的，还包括：

排潮阀门控制单元，用于建立叶丝的出口含水率与排潮流量的第二对应表，并根据所述目标值控制排潮阀门开度，以调节叶丝的出口含水率。

优选的，还包括：

偏差值获取单元，用于获取叶丝的出口含水率的实测值，并根据所述目标值和所述实测值得到出口含水率的目标偏差值；

PID反馈控制单元，用于建立含水率PID反馈控制模型，用于根据所述目标偏差值调节回潮机水泵的转速，以对出口含水率进行反馈控制，使批次内叶丝的出口含水率按所述目标值进行控制。

本发明提供一种叶丝超级回潮的加水控制方法及系统，通过建立来料含水率滑窗，对叶丝出口含水率的变化趋势进行判断，以调节加水量，解决现有叶丝超级回潮时出口含水率调节存在滞后性，易造成不准确的问题，能提高各批次叶丝的出口含水率的一致性，提升生产过程质量控制能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的具体实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是本发明提供的一种叶丝超级回潮的加水控制方法示意图。

图2是本发明提供的叶丝的出口含水率前馈控制方法示意图。

图3是本发明提供的叶丝的出口含水率PID反馈控制方法示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作进一步的详细说明。

针对当前叶丝超级回潮存在出口含水率调节滞后的问题，本发明提供一种叶丝超级回潮的加水控制方法及系统，通过建立来料含水率滑窗，对叶丝出口含水率的变化趋势进行判断，以调节加水量，解决现有叶丝超级回潮时出口含水率调节存在滞后性，易造成不准确的问题，能提高各批次叶丝的出口含水率的一致性，提升生产过程质量控制能力。

如图1所示，一种叶丝超级回潮的加水控制方法，包括：

S1：获取叶丝来料含水率，并对设定时间段内的N次采样作为一个滑窗来计算来料平均含水率。

S2：再建立一个包括当前时刻在内的n次采样的来料含水率滑窗，并计算得到各个时刻的来料含水率与所述来料平均含水率的差值。

S3：如果一个滑窗内的所有时刻所对应的所述差值都大于或小于0，则判断来料含水率出现了整体性的增大趋势或减小趋势，并控制回潮机水泵的转速在滑窗第一个时刻所对应的出口时刻开始减小或增大，以对超级回潮滚筒的加水量进行调整，使叶丝出口含水率进行前馈控制。

在实际应用中，为了区分和识别出口含水率的整体趋势性变化，可采用移动滑窗的方法进行监测。首先，由于叶丝的来料含水率是不断变化的，设当前时刻为t，为了确定当前变化情况，可采用近一段时间的前N次采样作为一个滑窗来计算来料平均含水率，随着生产过程的继续，这个滑窗向前滑动。其次，为了识别叶丝含水率的趋势性变化，可再建立一个包括n次采样的滑窗，分别计算包括当前时刻在内的n次采样的来料含水率与其对应的平均含水率的差值。为了避免偶然性变化的影响，识别趋势性的来料含水率的变化，可设置过程质量控制判异准则。本方法建立来料含水率滑窗，对叶丝出口含水率的变化趋势进行判断，在来料含水率出现了整体性的增大趋势或减小趋势时，控制回潮机水泵的转速减小或增大，以对超级回潮滚筒的加水量进行调整，使叶丝出口含水率进行前馈控制。能解决现有叶丝超级回潮时出口含水率调节存在滞后性，易造成不准确的问题，能提高各批次叶丝的出口含水率的一致性，提升生产过程质量控制能力。

该方法还包括：

S4：建立叶丝的出口含水率与蒸汽流量的第一对应表，并根据据叶丝出口含水率的目标值确定蒸汽初始流量，以对超级回潮的滚筒内的叶丝进行增温增湿。

S5：在一个滑窗内的所有时刻所对应的所述差值都大于或小于0时，控制蒸汽阀门开度在滑窗第一时刻所对应的出口时刻开始减小或增大，以调节蒸汽流量对叶丝出口含水率的前馈控制。

在实际应用中，由于蒸汽流量以也影响叶丝的出口含水率，蒸汽流量会对超级回潮筒内的湿度和湿度进行影响。在出口含水率存在增大趋势或减小趋势时通过控制蒸汽阀门开度来实现蒸汽流量的调节，进而对叶丝的加水量进行控制。

该方法还包括：

S6：建立叶丝的出口含水率与排潮流量的第二对应表，并根据所述目标值控制排潮阀门开度，以调节叶丝的出口含水率。

在实际应用中，超级回潮筒内的排潮流量也会影响叶丝的出口含水率，在出口含水率存在增大趋势或减小趋势时通过控制排潮阀门开度来实现排潮流量的调节，进而对叶丝的加水量进行控制。

该方法还包括：

S7：获取叶丝的出口含水率的实测值，并根据所述目标值和所述实测值得到出口含水率的目标偏差值；

S8：建立含水率PID反馈控制模型，用于根据所述目标偏差值调节回潮机水泵的转速，以对出口含水率进行反馈控制，使批次内叶丝的出口含水率按所述目标值进行控制。

在实际应用中，通过PID反馈控制模型对出口含水率进行实时调整，将出口含水率的实测值与目标值进行比对，然后根据目标偏差值作为PID反馈控制模型的输入，并根据输入进行自适应学习，进而确定调节P、I和D的参数取值，对回潮机水泵的转速进行控制，以调节加水量，进而实现出口含水率的控制，能提高批次内出口含水率控制的稳定性，增加批次间控制的一致性。

该方法还包括：

S9：建立所述出口含水率的EWMA反馈控制模型，并根据所述EWMA反馈控制模型对所述出口含水率进行指数加权移动平均运算，得到EWMA统计量Z_S。

在

或

时判断出口含水率有增大趋势或减小趋势，其中，T为出口含水率的目标值，λ为EWMA平滑系数，σ为过程稳定状态下的标准差，K为常数。

根据所述EWMA统计量Z_S对加水量进行反馈控制，使出口含水率的波动减小。

进一步，所述EWMA统计量Z_S根据以下公式计算：

Z_S＝λ·y_S+(1-λ)Z_S-1，其中，Z₀＝T，λ＝2，y_S为第S个时刻的出口含水率。

通过EWMA统计量来反馈叶丝的出口含水率变化，进而调节加水量，使出口含水率的变化波动减少，能提高各批次梗丝的出口含水率的一致性，提升生产过程质量控制能力。

可见，本发明提供一种叶丝超级回潮的加水控制方法，通过建立来料含水率滑窗，对叶丝出口含水率的变化趋势进行判断，以调节加水量，解决现有叶丝超级回潮时出口含水率调节存在滞后性，易造成不准确的问题，能提高各批次叶丝的出口含水率的一致性，提升生产过程质量控制能力。

相应地，本发明还提供一种叶丝超级回潮的加水控制系统，包括：来料含水率获取单元，用于获取叶丝来料含水率，并对设定时间段内的N次采样作为一个滑窗来计算来料平均含水率。差值计算单元，用于再建立一个包括当前时刻在内的n次采样的来料含水率滑窗，并计算得到各个时刻的来料含水率与所述来料平均含水率的差值。前馈控制单元，用于在一个滑窗内的所有时刻所对应的所述差值都大于或小于0时，判断来料含水率出现了整体性的增大趋势或减小趋势，并控制回潮机水泵的转速在滑窗第一个时刻所对应的出口时刻开始减小或增大，以对超级回潮滚筒的加水量进行调整，使叶丝出口含水率进行前馈控制。

该系统还包括：蒸汽流量控制单元，用于建立叶丝的出口含水率与蒸汽流量的第一对应表，并根据叶丝出口含水率的目标值确定蒸汽初始流量，以对超级回潮的滚筒内的叶丝进行增温增湿。所述蒸汽流量控制单元还用于在一个滑窗内的所有时刻所对应的所述差值都大于或小于0时，控制蒸汽阀门开度在滑窗第一时刻所对应的出口时刻开始减小或增大，以调节蒸汽流量对叶丝出口含水率的前馈控制。

该系统还包括：排潮阀门控制单元，用于建立叶丝的出口含水率与排潮流量的第二对应表，并根据所述目标值控制排潮阀门开度，以调节叶丝的出口含水率。

该系统还包括：偏差值获取单元，用于获取叶丝的出口含水率的实测值，并根据所述目标值和所述实测值得到出口含水率的目标偏差值。PID反馈控制单元，用于建立含水率PID反馈控制模型，用于根据所述目标偏差值调节回潮机水泵的转速，以对出口含水率进行反馈控制，使批次内叶丝的出口含水率按所述目标值进行控制。

可见，本发明提供一种叶丝超级回潮的加水控制系统，通过建立来料含水率滑窗，对叶丝出口含水率的变化趋势进行判断，以调节加水量，解决现有叶丝超级回潮时出口含水率调节存在滞后性，易造成不准确的问题，能提高各批次叶丝的出口含水率的一致性，提升生产过程质量控制能力。

以上依据图示所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种叶丝超级回潮的加水控制方法，其特征在于，包括：

获取叶丝来料含水率，并对设定时间段内的N次采样作为一个滑窗来计算来料平均含水率；

再建立一个包括当前时刻在内的n次采样的来料含水率滑窗，并计算得到各个时刻的来料含水率与所述来料平均含水率的差值；

如果一个滑窗内的所有时刻所对应的所述差值都大于或小于0，则判断来料含水率出现了整体性的增大趋势或减小趋势，并控制回潮机水泵的转速在滑窗第一个时刻所对应的出口时刻开始减小或增大，以对超级回潮滚筒的加水量进行调整，使叶丝出口含水率进行前馈控制。

2.根据权利要求1所述的叶丝超级回潮的加水控制方法，其特征在于，还包括：

建立叶丝的出口含水率与蒸汽流量的第一对应表，并根据叶丝出口含水率的目标值确定蒸汽初始流量，以对超级回潮的滚筒内的叶丝进行增温增湿；

在一个滑窗内的所有时刻所对应的所述差值都大于或小于0时，控制蒸汽阀门开度在滑窗第一时刻所对应的出口时刻开始减小或增大，以调节蒸汽流量对叶丝出口含水率的前馈控制。

3.根据权利要求2所述的叶丝超级回潮的加水控制方法，其特征在于，还包括：

建立叶丝的出口含水率与排潮流量的第二对应表，并根据所述目标值控制排潮阀门开度，以调节叶丝的出口含水率。

4.根据权利要求3所述的叶丝超级回潮的加水控制方法，其特征在于，还包括：

获取叶丝的出口含水率的实测值，并根据所述目标值和所述实测值得到出口含水率的目标偏差值；

建立含水率PID反馈控制模型，用于根据所述目标偏差值调节回潮机水泵的转速，以对出口含水率进行反馈控制，使批次内叶丝的出口含水率按所述目标值进行控制。

5.根据权利要求4所述的叶丝超级回潮的加水控制方法，其特征在于，还包括：

建立所述出口含水率的EWMA反馈控制模型，并根据所述EWMA反馈控制模型对所述出口含水率进行指数加权移动平均运算，得到EWMA统计量Z_S；

在

或

时判断出口含水率有增大趋势或减小趋势，其中，T为出口含水率的目标值，λ为EWMA平滑系数，σ为过程稳定状态下的标准差，K为常数；

根据所述EWMA统计量Z_S对加水量进行反馈控制，使出口含水率的波动减小。

6.根据权利要求5的所述叶丝超级回潮的加水控制方法，其特征在于，所述EWMA统计量Z_S根据以下公式计算：

Z_S＝λ·y_S+(1-λ)Z_S-1，其中，Z₀＝T，λ＝2，y_S为第S个时刻的出口含水率。

7.一种叶丝超级回潮的加水控制系统，其特征在于，包括：

来料含水率获取单元，用于获取叶丝来料含水率，并对设定时间段内的N次采样作为一个滑窗来计算来料平均含水率；

差值计算单元，用于再建立一个包括当前时刻在内的n次采样的来料含水率滑窗，并计算得到各个时刻的来料含水率与所述来料平均含水率的差值；

前馈控制单元，用于在一个滑窗内的所有时刻所对应的所述差值都大于或小于0时，判断来料含水率出现了整体性的增大趋势或减小趋势，并控制回潮机水泵的转速在滑窗第一个时刻所对应的出口时刻开始减小或增大，以对超级回潮滚筒的加水量进行调整，使叶丝出口含水率进行前馈控制。

8.根据权利要求7所述的叶丝超级回潮的加水控制系统，其特征在于，还包括：

蒸汽流量控制单元，用于建立叶丝的出口含水率与蒸汽流量的第一对应表，并根据叶丝出口含水率的目标值确定蒸汽初始流量，以对超级回潮的滚筒内的叶丝进行增温增湿；

所述蒸汽流量控制单元还用于在一个滑窗内的所有时刻所对应的所述差值都大于或小于0时，控制蒸汽阀门开度在滑窗第一时刻所对应的出口时刻开始减小或增大，以调节蒸汽流量对叶丝出口含水率的前馈控制。

9.根据权利要求8所述的叶丝超级回潮的加水控制系统，其特征在于，还包括：

排潮阀门控制单元，用于建立叶丝的出口含水率与排潮流量的第二对应表，并根据所述目标值控制排潮阀门开度，以调节叶丝的出口含水率。

10.根据权利要求9所述的叶丝超级回潮的加水控制系统，其特征在于，还包括：

偏差值获取单元，用于获取叶丝的出口含水率的实测值，并根据所述目标值和所述实测值得到出口含水率的目标偏差值；

PID反馈控制单元，用于建立含水率PID反馈控制模型，用于根据所述目标偏差值调节回潮机水泵的转速，以对出口含水率进行反馈控制，使批次内叶丝的出口含水率按所述目标值进行控制。

Images