CN113892672A - 一种基于来料状态的滚筒烘丝机参数设置控制方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于来料状态的滚筒烘丝机参数设置控制方法和系统,属于烟草烟丝干燥设备技术领域,该一种基于来料状态的滚筒烘丝机参数设置控制方法,包括以下步骤:向所述滚筒烘丝机分别采集历史来料水分参数、历史热风风速参数、历史筒壁温度参数、历史物料流量参数、历史HT/SIROX增加水分参数和历史滚筒出口水分参数;S2,确定历史实际来料水分参数的变化分别对所述历史热风风速参数和所述历史筒壁温度参数的影响度,S3,向所述滚筒烘丝机采集实际来料水分参数,本发明制作出实际来料水分参数与实际热风温度值、实际物料流量值和实际筒壁温度至对应关系,为生产调整提供技术支撑。
Description
技术领域
本发明属于烟草烟丝干燥设备技术领域,具体而言,涉及一种基于来料状态的滚筒烘丝机参数设置控制方法和系统。
背景技术
KLD-2-2Z为德国HAUNI公司生产的蒸汽加热滚筒烘丝机,因设备体积小、运行稳定、控制能力强等特点,被烟草制造行业广泛使用。
烘丝过程以筒壁干燥为主,烘丝筒壁温度的控制对出口烟丝的实际水分有着关键的影响。正常工作时,烘丝筒壁温度的控制由前馈数学模型与实际水分反馈共同决定。以物料流量、来料水分、干燥因子和出口烟丝水分设定值等一系列参数作为前馈值,建立前馈数学模型;以出口烟丝水分的实际水分和设定值作为后馈值,建立实际水分反馈。两者对烘丝筒壁温度进行PID控制,使得出口烟丝的实际水分与设定值相一致。
目前烟草制造业多使用“固定风温”模式生产,根据工艺要求的筒壁温度、热风温度、物料流量、HT/SIROX蒸汽流量、热风风速、出口水分进行设定加工。在各参数处于工艺要求的中心值时,出口水分受来料水分影响较大。因受加料出口水分、加料出口温度、贮叶时间、环境温湿度等因素的影响,烘前来料水分波动较大,生产过程中,当来料水分出现波动时,就需要操作人员依据经验对关键工艺参数进行调节。
在KLD-2-2Z滚筒烘丝机配方参数中,主要与出口水分稳定性相关的参数包括“电子称流量设定”(简称“物料流量”)、“回潮机水分增加”(简称“HT或SIROX增加水分”)、“滚筒温度标准工作点”(简称“筒壁温度”)、“工艺气速度”(简称“热风风速”)、“工艺气体温度”(简称“热风温度”)、“卸料罩压力”、“最终水分”(简称“出口水分”)等参数。其中“HT/SIROX增加水分”、“热风温度”、“卸料罩压力”、“出口水分”为工艺要求的标准值,在生产过程中不再进行调节。而“物料流量”、“筒壁温度”和“热风风速”参数则不同。根据“来料水分”的不同,在工艺规定范围内进行物料流量”、“筒壁温度”和“热风风速”的调节,可满足出口水分的精准稳定。具体“物料流量”、“筒壁温度”和“热风风速”与“来料水分”的对应关系需要进行计算获得。
“筒壁温度”和“热风风速”属于滚筒烘丝的干燥能力,直接影响出口水分。“物料流量”参与“脱水量”的计算,当“来料水分”出现波动时,所需要的“脱水量”一样,这时就需要对相应的“物料流量”进行调整。在实际生产过程中,当“物料流量”、“筒壁温度”和“热风风速”参数与实际“来料水分”不匹配时,物料经过滚筒通过后馈再进行参数修正需要较长时间,这期间出口水分值波动较大。从中可以看出,“物料流量”、“筒壁温度”和“热风风速”参数设置准确与否,直接影响烘丝机出口水分的稳定性。
当前人工控制“出口水分”的方法有两种:一种是在工艺要求的调节范围内针对其中某一个参数的设定值调节,另一种是在工艺要求的调节范围内调节其中某两个或三个参数的设定值,根据工艺规定的优先级先后进行调节。这两种方法都存在弊端,一是基于出口水分的后馈调节,调节滞后,二是调节的反应时间较长,加之参数调节后出口水分显示滞后5分钟的时间,是否调节到位并不确定,这种方法对烘丝出口水分的精准控制是极其不利的。因此,快速准确获取“物料流量”、“筒壁温度”和“热风风速”参数,是KLD-2-2Z滚筒烘丝机出口水分精准控制的关键所在。
发明内容
本发明实施例提供了一种基于来料状态的滚筒烘丝机参数设置控制方法和系统,其目的在于解决现有的滚筒烘丝机的烘丝出口水分的精准控制难以保证的问题。
鉴于上述问题,本发明提出的技术方案是:
一种基于来料状态的滚筒烘丝机参数设置控制方法,包括以下步骤:
S1,向所述滚筒烘丝机分别采集历史的历史来料水分参数、历史热风风速参数、历史筒壁温度参数、历史物料流量参数、历史HT/SIROX增加水分参数和历史滚筒出口水分参数;
S2,确定所述历史来料水分参数的变化分别对所述历史热风风速参数和所述历史筒壁温度参数的影响度;
S3,向所述滚筒烘丝机采集实际来料水分参数,依据所述历史热风风速参数和所述历史筒壁温度参数的影响度分别得到所述实际来料水分参数对应的实际热风风速值和实际筒壁温度值;
S4,根据第一条件得到标准脱水量参数,结合所述标准脱水量参数和所述实际来料水分参数获得实际物料流量值;
S5,建立不同所述实际来料水分参数分别与所述实际热风风速值、所述实际筒壁温度值和所述实际物料流量值的对应关系;
S6,获得切丝后水分仪显示稳定值作为所述实际来料水分参数,并利用所述实际来料水分参数查询对应关系获取对应的所述实际热风风速值、所述实际筒壁温度值和所述实际物料流量值进行设定。
作为本发明的一种优选技术方案,所述确定所述历史来料水分参数的变化分别对所述历史热风风速参数和所述历史筒壁温度参数的影响度,具体包括:
分别选用两个所述历史来料水分参数A1、A2和对应的所述历史热风风速参数F1、F2,通过公式(1)确定两个所述历史来料水分参数A1、A2的变化对两个所述历史热风风速参数F1、F2的影响度△F;
作为本发明的一种优选技术方案,所述向所述滚筒烘丝机采集实际来料水分参数,依据所述历史热风风速参数和所述历史筒壁温度参数的影响度分别得到所述实际来料水分参数对应的实际热风风速值和实际筒壁温度值中,所述实际来料水分参数对应的实际热风风速值通过公式(3)或公式(4)进行计算,所述实际来料水分参数对应的实际筒壁温度值通过公式(5)或公式(6)进行计算;
其中,F实=F1+△F(A实-A1) 公式(3);
F实=F2+△F(A实-A2) 公式(4);
T实=T1+△T(A实-A3) 公式(5);
T实=T2+△T(A实-A4) 公式(6);
式中,F实表示实际热风风速值;
T实表示实际筒壁温度值;
A实表示滚筒烘丝机运行过程中的实际来料水分参数。
作为本发明的一种优选技术方案,所述第一条件具体为所述历史来料水分参数、所述历史物料流量参数、所述历史HT/SIROX增加水分参数和所述历史滚筒出口水分参数。
作为本发明的一种优选技术方案,所述标准脱水量参数通过公式(7)计算,所述实际物料流量值通过公式(8)进行计算;
式中,H表示脱水量参数;
Y表示历史物料流量参数;
△S表示历史HT/SIROX增加水分参数;
X表示历史滚筒出口水分参数。
另一方面,本发明另提供一种基于来料状态的滚筒烘丝机参数设置控制系统,包括:
采集模块,所述采集模块用于向所述滚筒烘丝机分别采集历史来料水分参数、历史热风风速参数、历史筒壁温度参数、历史物料流量参数、历史HT/SIROX增加水分参数和历史滚筒出口水分参数;
确定模块,所述确定模块用于确定所述历史来料水分参数的变化分别对所述历史热风风速参数和所述历史筒壁温度参数的影响度;
计算模块,所述计算模块用于向所述滚筒烘丝机采集实际来料水分参数,依据所述历史热风风速参数和所述历史筒壁温度参数的影响度分别得到所述实际来料水分参数对应的实际热风风速值和实际筒壁温度值;
获得模块,所述获得模块用于根据第一条件得到标准脱水量参数,结合所述标准脱水量参数和所述实际来料水分参数获得实际物料流量值;
构建模块,所述构建模块用于建立不同所述实际来料水分参数分别与所述实际热风风速值、所述实际筒壁温度值和所述实际物料流量值的对应关系;
设置模块,所述设置模块用于获得切丝后水分仪显示稳定值作为所述实际来料水分参数,并利用所述实际来料水分参数查询对应关系获取对应的所述实际热风风速值、所述实际筒壁温度值和所述实际物料流量值进行设定。
相对于现有技术,本发明的有益效果是:本发明通过实际来料水分参数的变化计算生产需求的实际热风风速参数、实际物料流量参数和实际筒壁温度参数,不受环境气压、蒸汽汽源质量和在线水分仪准确性的影响,能够计算出不同实际来料水分参数所需要的实际值,从而避免了由于设置滞后和不准确导致反复调节切调节时间过长而影响出口水分稳定性的问题,避免了由于调节不准确而造成的头料偏干或偏潮的问题。并制作出实际来料水分参数与实际热风温度值、实际物料流量值和实际筒壁温度至对应关系,为生产调整提供技术支撑。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
图1是本发明所公开的一种基于来料状态的滚筒烘丝机参数设置控制方法的流程图;
图2本发明所公开的一种基于来料状态的滚筒烘丝机参数设置控制系统的结构示意图。
附图标记说明:100、采集模块;200、确定模块;300、计算模块;400、获得模块;500、构建模块;600、设置模块。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施方式中的附图,对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式是本发明一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。
因此,以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
实施例一
参照附图1所示,本发明提供一种技术方案:一种基于来料状态的滚筒烘丝机参数设置控制方法,包括以下步骤:
S1,向所述滚筒烘丝机分别采集历史的历史来料水分参数、历史热风风速参数、历史筒壁温度参数、历史物料流量参数、历史HT/SIROX增加水分参数和历史滚筒出口水分参数。
S2,确定所述历史来料水分参数的变化分别对所述历史热风风速参数和所述历史筒壁温度参数的影响度。
具体而言,所述确定所述历史来料水分参数的变化分别对所述历史热风风速参数和所述历史筒壁温度参数的影响度,具体包括:
分别选用两个所述历史来料水分参数A1、A2和对应的所述历史热风风速参数F1、F2,通过公式(1)确定两个所述历史来料水分参数A1、A2的变化对两个所述历史热风风速参数F1、F2的影响度△F;
举例说明,若选定两个历史来料水分参数19.3%、19.6%和对应的历史热风风速参数0.4m/s、0.45m/s,通过公式(1)确定两个所述历史来料水分参数的变化对两个所述历史热风风速参数的影响度△F,即△F=|0.4-0.45|÷|19.3%-19.6%|≈0.17%,也就是说,每0.1%历史来料水分参数的变化对历史热风风速的影响为0.017m/s。
举例说明,若选定两个历史来料水分参数19.1%、19.3%和对应的历史筒壁温度参数133℃、135℃,通过公式(2)确定两个所述历史来料水分参数的变化对两个历史筒壁温度参数的影响度△T,即△T=|133-135|÷|19.1%-19.3%|=10%,也就是说,每0.1%历史来料水分参数的变化对历史筒壁温度参数的影响为1℃。
S3,向所述滚筒烘丝机采集实际来料水分参数,依据所述历史热风风速参数和所述历史筒壁温度参数的影响度分别得到所述实际来料水分参数对应的实际热风风速值和实际筒壁温度值。
举例说明,若历史来料水分参数为19.3%时,不需要任何参数调整,当实际来料水分参数为19.1%时,则根据影响度调整热风风速降低0.034m/s,或者调整实际筒壁温度值降低2℃,均可满足要求。
具体而言,所述向所述滚筒烘丝机采集实际来料水分参数,依据所述历史热风风速参数和所述历史筒壁温度参数的影响度分别得到所述实际来料水分参数对应的实际热风风速值和实际筒壁温度值中,所述历史来料水分参数对应的历史热风风速值通过公式(3)或公式(4)进行计算,所述历史来料水分参数对应的历史筒壁温度值通过公式(5)或公式(6)进行计算;
其中,F实=F1+△F(A实-A1) 公式(3);
F实=F2+△F(A实-A2) 公式(4);
T实=T1+△T(A实-A3) 公式(5);
T实=T2+△T(A实-A4) 公式(6);
式中,F实表示实际热风风速值;
T实表示实际筒壁温度值;
A实表示滚筒烘丝机运行过程中的实际来料水分参数。
S4,根据第一条件得到标准脱水量参数,结合所述标准脱水量参数和所述实际来料水分参数获得实际物料流量值。
需要说明的是,所述第一条件具体为所述历史来料水分参数、所述历史物料流量参数、所述历史HT/SIROX增加水分参数和所述历史滚筒出口水分参数。
具体而言,所述标准脱水量参数通过公式(7)计算,所述实际物料流量值通过公式(8)进行计算;
式中,H表示脱水量参数;
Y表示历史物料流量参数;
Y实表示实际物料流量值;
△S表示历史HT/SIROX增加水分参数;
X表示历史滚筒出口水分参数。
举例说明,若历史物料流量参数为3150kg/h,历史HT/SIROX增加水分参数为2%,历史滚筒出口水分参数为12.8%,所需的历史来料水分参数为19.3%,通过公式(7)计算标准脱水量,即标准脱水量H=3150×(1-19.3%)×[1/(1-19.3%-2%)-1/(1-12.8%)]=314.8L/h。则通过公式(8)计算实际物料流量参数Y实=3.14.8/[0.02/(0.98-A5)+(A5-0.128)/0.872]。
当实际热风风速值调整到极限0.35m/s和0.45m/s时,计算实际物料流量值的公式(8)中的实际来料水分参数范围为±0.3%,当实际热风风速值和实际物料流量参数均分别调整到极限值0.35m/s、3250kg/h和0.45m/s、3050kg/h时,计算实际筒壁温度值公式(5)或公式(6)的实际来料水分参数范围为实际值±0.55%。
S5,建立不同所述实际来料水分参数分别与所述实际热风风速值、所述实际筒壁温度值和所述实际物料流量值的对应关系。如下表1:
S6,获得切丝后水分仪显示稳定值作为所述实际来料水分参数,并利用所述实际来料水分参数查询对应关系获取对应的所述实际热风风速值、所述实际筒壁温度值和所述实际物料流量值进行设定。
具体而言,根据切丝后水分仪显示稳定值作为实际来料水分参数,并根据前述的实际来料水分参数查询表1,从而得到相应的实际热风风速值、实际筒壁温度值和实际物料流量值。
实施例二
参照附图2所示,本发明实施例另提出一种基于来料状态的滚筒烘丝机参数设置控制系统,包括:
采集模块100,所述采集模块100用于向所述滚筒烘丝机分别采集历史来料水分参数、历史热风风速参数、历史筒壁温度参数、历史物料流量参数、历史HT/SIROX增加水分参数和历史滚筒出口水分参数;
确定模块200,所述确定模块200用于确定所述历史来料水分参数的变化分别对所述历史热风风速参数和所述历史筒壁温度参数的影响度;
计算模块300,所述计算模块300用于向所述滚筒烘丝机采集实际来料水分参数,依据所述历史热风风速参数和所述历史筒壁温度参数的影响度分别得到所述实际来料水分参数对应的实际热风风速值和实际筒壁温度值;
获得模块400,所述获得模块400用于根据第一条件得到标准脱水量参数,结合所述标准脱水量参数和所述实际来料水分参数获得实际物料流量值;
构建模块500,所述构建模块500用于建立不同所述实际来料水分参数分别与所述实际热风风速值、所述实际筒壁温度值和所述实际物料流量值的对应关系;
设置模块600,所述设置模块600用于获得切丝后水分仪显示稳定值作为所述实际来料水分参数,并利用所述实际来料水分参数查询对应关系获取对应的所述实际热风风速值、所述实际筒壁温度值和所述实际物料流量值进行设定。
应该明白,公开的过程中的步骤的特定顺序或层次是示例性方法的实例。基于设计偏好,应该理解,过程中的步骤的特定顺序或层次可以在不脱离本公开的保护范围的情况下得到重新安排。所附的方法权利要求以示例性的顺序给出了各种步骤的要素,并且不是要限于所述的特定顺序或层次。
在上述的详细描述中,各种特征一起组合在单个的实施方案中,以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图,即,所要求保护的主题的实施方案需要清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反,如所附的权利要求书所反映的那样,本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此,所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中,其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。
本领域技术人员还应当理解,结合本文的实施例描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地说明硬件和软件之间的可交换性,上面对各种说明性的部件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了一般地描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件,取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用,以变通的方式实现所描述的功能,但是,这种实现决策不应解释为背离本公开的保护范围。
结合本文的实施例所描述的方法或者算法的步骤可直接体现为硬件、由处理器执行的软件模块或其组合。软件模块可以位于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、移动磁盘、CD-ROM或者本领域熟知的任何其它形式的存储介质中。一种示例性的存储介质连接至处理器,从而使处理器能够从该存储介质读取信息,且可向该存储介质写入信息。当然,存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于ASIC中。该ASIC可以位于用户终端中。当然,处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于用户终端中。
对于软件实现,本申请中描述的技术可用执行本申请所述功能的模块(例如,过程、函数等)来实现。这些软件代码可以存储在存储器单元并由处理器执行。存储器单元可以实现在处理器内,也可以实现在处理器外,在后一种情况下,它经由各种手段以通信方式耦合到处理器,这些都是本领域中所公知的。
上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然,为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的,但是本领域普通技术人员应该认识到,各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此,本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外,就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”,该词的涵盖方式类似于术语“包括”,就如同“包括,”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外,使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。
Claims (6)
1.一种基于来料状态的滚筒烘丝机参数设置控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1,向所述滚筒烘丝机分别采集历史来料水分参数、历史热风风速参数、历史筒壁温度参数、历史物料流量参数、历史HT/SIROX增加水分参数和历史滚筒出口水分参数;
S2,确定历史实际来料水分参数的变化分别对所述历史热风风速参数和所述历史筒壁温度参数的影响度;
S3,向所述滚筒烘丝机采集实际来料水分参数,依据所述历史热风风速参数和所述历史筒壁温度参数的影响度分别得到所述实际来料水分参数对应的实际热风风速值和实际筒壁温度值;
S4,根据第一条件得到标准脱水量参数,结合所述标准脱水量参数和所述实际来料水分参数获得实际物料流量值;
S5,建立不同所述实际来料水分参数分别与所述实际热风风速值、所述实际筒壁温度值和所述实际物料流量值的对应关系;
S6,获得切丝后水分仪显示稳定值作为所述实际来料水分参数,并利用所述实际来料水分参数查询对应关系获取对应的所述实际热风风速值、所述实际筒壁温度值和所述实际物料流量值进行设定。
3.根据权利要求2所述的一种基于来料状态的滚筒烘丝机参数设置控制方法,其特征在于,所述向所述滚筒烘丝机采集实际来料水分参数,依据所述历史热风风速参数和所述历史筒壁温度参数的影响度分别得到所述实际来料水分参数对应的实际热风风速值和实际筒壁温度值中,所述实际来料水分参数对应的实际热风风速值通过公式(3)或公式(4)进行计算,所述实际来料水分参数对应的实际筒壁温度值通过公式(5)或公式(6)进行计算;
其中,F实=F1+△F(A实-A1) 公式(3);
F实=F2+△F(A实-A2) 公式(4);
T实=T1+△T(A实-A3) 公式(5);
T实=T2+△T(A实-A4) 公式(6);
式中,F实表示实际热风风速值;
T实表示实际筒壁温度值;
A实表示滚筒烘丝机运行过程中的实际来料水分参数。
4.根据权利要求1所述的一种基于来料状态的滚筒烘丝机参数设置控制方法,其特征在于,所述第一条件具体为所述历史来料水分参数、所述历史物料流量参数、所述历史HT/SIROX增加水分参数和所述历史滚筒出口水分参数。
6.一种基于来料状态的滚筒烘丝机参数设置控制系统,应用于权利要求1~5任一项所述的一种基于来料状态的滚筒烘丝机参数设置控制方法,其特征在于,包括:
采集模块,所述采集模块用于向所述滚筒烘丝机分别采集历史来料水分参数、历史热风风速参数、历史筒壁温度参数、历史物料流量参数、历史HT/SIROX增加水分参数和历史滚筒出口水分参数;
确定模块,所述确定模块用于确定所述历史来料水分参数的变化分别对所述历史热风风速参数和所述历史筒壁温度参数的影响度;
计算模块,所述计算模块用于向所述滚筒烘丝机采集实际来料水分参数,依据所述历史热风风速参数和所述历史筒壁温度参数的影响度分别得到所述实际来料水分参数对应的实际热风风速值和实际筒壁温度值;
获得模块,所述获得模块用于根据第一条件得到标准脱水量参数,结合所述标准脱水量参数和所述实际来料水分参数获得实际物料流量值;
构建模块,所述构建模块用于建立不同所述实际来料水分参数分别与所述实际热风风速值、所述实际筒壁温度值和所述实际物料流量值的对应关系;
设置模块,所述设置模块用于获得切丝后水分仪显示稳定值作为所述实际来料水分参数,并利用所述实际来料水分参数查询对应关系获取对应的所述实际热风风速值、所述实际筒壁温度值和所述实际物料流量值进行设定。
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