DE2341100A1 - PROCESS AND EQUIPMENT FOR CONTROLLING THE DRYING PERFORMANCE OF A DRYING SYSTEM FOR TOBACCO - Google Patents
PROCESS AND EQUIPMENT FOR CONTROLLING THE DRYING PERFORMANCE OF A DRYING SYSTEM FOR TOBACCOInfo
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- A24B—MANUFACTURE OR PREPARATION OF TOBACCO FOR SMOKING OR CHEWING; TOBACCO; SNUFF
- A24B3/00—Preparing tobacco in the factory
- A24B3/04—Humidifying or drying tobacco bunches or cut tobacco
Description
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Verfahren und Einrichtung zur Steuerung der Trocknungsleistung einer Trocknungsanlage für TabakMethod and device for controlling the drying performance of a drying system for tobacco
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Steuerung der Trocknungsleistung einer Trocknungsanlage, die mit einer aus geschnittenen und gewalzten Blattstielen und Blattmaterial bestehenden Tabakmischung beschickt wird.The invention relates to a method and a device for controlling the drying performance of a drying system, which are charged with a tobacco mixture consisting of cut and rolled leaf stalks and leaf material will.
Bei der Tabakverarbeitung wird häufig so vorgegangen, daß das Blattmaterial von den Blattstielen abgezogen wird, die geschnittenen Blattstiele gepreßt oder gewalzt werden und beide Materialanteile miteinander vermischt werden. Die gemischten, geschnittenen und gewalzten Stiele und das Blattmaterial werden einer Trocknungsanlage zugeführt, die möglichst so gesteuert werden soll, daß der bearbeitete Tabak nach dem Austritt eine vorbestimmte Feuchtigkeit hat.In tobacco processing, the procedure is often that the leaf material is pulled from the petioles, the cut leaf stalks are pressed or rolled and the two parts of the material are mixed together. the mixed, cut and rolled stems and the leaf material are fed to a drying system, which should be controlled as far as possible so that the processed tobacco has a predetermined moisture after exiting Has.
.—,, Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Feuphtigkeit des Tabaks.— “It has been shown, however, that the moisture content of tobacco
nach dem Durchlauf durch die Trocknungsanlage häufig vonafter passing through the drying system, often from
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dem vorbestimmten Wert abweicht. Es wurde gefundent daß die Abweichung von. dem Sollwert bei solchen Verfahren, in denen das Stielmaterial und das Blattmaterial häufig gemischt werden, besonders oft auftritt, da die Trocknungsanlage auf die beiden Materialbestandteile unterschiedliche Wirkungen ausübt. Bisher wurde dies 3e&och nicht erkannt, und die Steuerung des Feuchtigkeitsgehalts wurde auf die der Trocknungsanlage zugeführte Mischung bezogen. deviates from the predetermined value. It has been found that the deviation of t. the setpoint value occurs particularly often in processes in which the stem material and the leaf material are frequently mixed, since the drying system has different effects on the two material components. So far, this 3 e o ch was not detected, and the control of the moisture content was based on the power supplied to the drying plant mixture.
Es ist Aufgabe der Erfindung, den Betrieb einer Trocknungsanlage so zu steuern, daß der aus ihr austretende Tabak stets den vorgegebenen Sollwert des !Feuchtigkeitsgehalts hat, wobei unterschiedlichste Mischungsverhältnisse zwischen Stielmaterial und Blattmaterial möglich sein sollen.It is the object of the invention to operate a drying plant to control so that the tobacco emerging from it always the predetermined setpoint of the moisture content has, whereby a wide variety of mixing ratios between stem material and leaf material should be possible.
Diese Aufgabe wird für ein "7 erfahr en der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Feuchtigkeitsgehalt des Blattstislinaterials und der Feuchtigkeitsgehalt des Blattmaterials bei der Zuführung zur Trocknungsanlage zur Erzeugung eines ersten und eines zweiten Feuchtgewichtssignals gemessen v/erden, von denen eines gegenüber dem anderen entsprechend der Trocknungskapazität der Trocknungsanlage für Blattstielmaterial bzw, für Blattmaterial geändert wird, und daß die Trocknungsanlage mit diesen abgeänderten Signalen als Steuersignale für die Trpcknungsleistung für Blattstielmaterial und Blattmaterial gesteuert wird.This task is experienced for a "7" of those mentioned at the beginning Type solved according to the invention in that the moisture content the leaf stislin material and the moisture content of the sheet material as it is fed to the drying system for generating a first and a second wet weight signal measured v / ground, one against the other according to the drying capacity of the drying plant for petiole material or for leaf material is changed, and that the drying system changed with these Signals controlled as control signals for the drying power for leaf stem material and leaf material will.
Die Feuchtigkeit des Blattstielmaterials und die Feuchtigkeit des Blattmaterial werden also separat bestimmt, und die Trocknungsleistung der Trocknungsanlage wird abhängig von diesen separaten Messungen gesteuert. Die Erfindung kann auf Tabaktrockner angewendet werden, die in Form einer rotierenden Trommel oder auch in Form einer iließbettanlage aufgebaut sind.The moisture of the petiole material and the moisture of the leaf material are determined separately, and the drying performance of the drying system is controlled depending on these separate measurements. The invention can be applied to tobacco dryers in the form of a rotating drum or in the form of a fluidized bed system are constructed.
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In einer vorzugnweisen Ausführungsform der Erfindung wird die Trocknungsleistung durch Bestimmung des Feuchtgewients pro Zeiteinheit fur das Blattmaterial und das Blattstielme/fcerial vor dem Trockner gesteuert. Ein Rechner enthält zwei Werte für die !feuchtigkeit sowie einen Sollwert für die gewünschte Feuchtigkeit des getrockneten Tabaks und liefert dann Signale, die den Feuchtigkeitsgehalt angeben, der durch den !Trockner von beiden Katerialbestandteilen entfernt werden soll. Die relativen Werte dieser Signale werden entsprechend der Kapazität des Trockners, die Feuchtigkeit aus den beiden Materialanteilen zu entfernen, modifiziert. Die so geänderten Signale werden linear miteinander kombiniert und gefiltert, um Ausgleichsvorgänge aus ihnen zu entfernen, wodurch sich eine Vorwärtsregelkomponente für einen Sollwert der Trocknertemperatur ergibt. Eine Rückwärtnrsgelkomponente für diesen Sollwert wird durch einen Proportional-Integralregler abgegeben, der durch den tatsächlichen Feuchtigkeitsgehalt des Tabaks nach dein Trocknungsvorgang gesteuert wird.In a preferred embodiment of the invention, the drying performance is controlled by determining the moisture weight per unit of time for the leaf material and the leaf stalk before the dryer. A computer contains two values for the moisture and a nominal value for the desired moisture content of the dried tobacco and then supplies signals which indicate the moisture content that is to be removed from both material components by the dryer. The relative values of these signals are modified according to the capacity of the dryer to remove moisture from the two pieces of material. The signals changed in this way are linearly combined with one another and filtered in order to remove compensatory processes from them, which results in a feedforward control component for a setpoint value for the dryer temperature. A backward trigger component for this setpoint value is provided by a proportional-integral controller, which is controlled by the actual moisture content of the tobacco after the drying process.
Durch die Erfindung v/erden also unterschiedliche Troeknungswirkungen auf beide Materialanteile vermieden.The invention therefore produces different drying effects avoided on both parts of the material.
Ausführungsbeispiele der Erfindung v/erden im folgenden anhand der Figuren beschrieben. Es zeigen;Embodiments of the invention are based on the following of the figures. Show it;
Fig. 1 ein schematisches Blockdiagramm des Verfahrens nach der Erfindung für einen Trockner, der als rotierende Trommel ausgebildet ist, undFig. 1 is a schematic block diagram of the method according to the invention for a dryer, which as rotating drum is formed, and
Fig. 2 ein v/eiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem ein zyklisch arbeitender Fließbetttrockner verwendet wird.2 shows a further exemplary embodiment of the invention, in which a cyclic fluid bed dryer is used.
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In Pig. 1 sind eine Quelle 11 für geschnittene und gewalzte Blattstiele und eine Quelle 12 für Blattmaterial dargestellt, das durch Schneiden und Abtrennen der Blätter von den Stielen erhalten wird«, Beide Quellen 11 und 12 werden so betrieben, daß der darin vorhandene Tabak einen Feuchtigkeitsgrad von ca. 20 % hat und dann geschnitten wird. Der feuchte und geschnittene Tabak der Quellen 11 und 12 wird Förderbandwaagen 1$ und 14- und dann Förderern 15 und 16 zugeführt, so daß die auf den Förderern 15 und 16 vorhandenen Mengen miteinander gemischt und einem Trockner 17 mittels eines Förderers 18 zugeführt werden können. Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Trockner 17 als Drehtrommel aufgebaut, so daß die Verweilzeit der Tabakmischung in dem Trockner in der Größenordnung von Minuten liegt. Der aus dem Trockner 17 austretende Tabak wird in einem Luftstrom innerhalb eines Kühlers 19 gekühlt. Der so bearbeitete Tabak,tritt aus dem Kühler 19 aus und wird über einen Förderer 20 einer Lagerung 21 zugeführt.In Pig. 1 shows a source 11 for cut and rolled leaf stalks and a source 12 for leaf material obtained by cutting and separating the leaves from the stalks. Both sources 11 and 12 are operated so that the tobacco contained therein has a moisture level of approx Has 20 % and is then cut. The moist and cut tobacco from sources 11 and 12 is fed to conveyor belt scales 1 $ and 14 and then to conveyors 15 and 16 so that the quantities present on conveyors 15 and 16 can be mixed together and fed to a dryer 17 by means of a conveyor 18. In the embodiment shown in Fig. 1, the dryer 17 is constructed as a rotating drum, so that the residence time of the tobacco mixture in the dryer is of the order of minutes. The tobacco emerging from the dryer 17 is cooled in a stream of air within a cooler 19. The tobacco processed in this way emerges from the cooler 19 and is fed to a storage 21 via a conveyor 20.
Es hat sich gezeigt, daß der Trockner 17 nicht jeweils dieselbe Feuchtigkeitsmenge aus dem Blattstielmaterial und aus dem Blattmaterial entfernt. Für eine bestimmte Tabaksorte und eine bestimmte Trocknungsanlage wurde gefunden, daß die zur Trocknung einer vorgegebenen Blattmaterialmenge bis zu einem vorgegebenen Grad erforderliche Trocknungsleistung ungefähr um den Faktor 1,3 größer als die Trocknungsleistung ist, die zur Trocknung derselben Menge Blattstiel— material auf denselben Feuchtigkeitsgrad erforderlich ist. Die unterschiedliche Trocknungsleistung des Trockners 17 für die beiden Materialanteile der Quellen 11 und 12 wird " gemäß der Erfindung bestimmt, so daß dann die Trocknungsleistung des Trockners auf eine Solltemperatur eingestellt werden kann. Zur Steuerung der Temperatur des Trockners 17 ist dieser mit einer Dampfquelle 22 verbunden, die ihm über ein variables Ventil 23 Dampf zuführt. Die Position,It has been found that the dryer 17 is not always the same Removed amount of moisture from the petiole material and from the leaf material. For a specific type of tobacco and certain drying equipment has been found to be capable of drying a given amount of sheet material up to A specified degree of required drying performance is approximately 1.3 times greater than the drying performance required to dry the same amount of petiole material to the same moisture level. The different drying performance of the dryer 17 for the two material portions of the sources 11 and 12 is " determined according to the invention, so that then the drying performance of the dryer is set to a target temperature can be. To control the temperature of the dryer 17 the latter is connected to a steam source 22 which supplies steam to it via a variable valve 23. The position,
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d.h. die Öffnung des Ventils 23 wird durch ein Betätigungselement 24 gesteuert, das v/iederum ein Signal eines Eeglers 82 erhält, dessen Einstellung durch einen Digital-Analog-Umsetzer 71 abhängig von dem Signal einer Rechner-Steuereinheit 31 vorgenommen wird.i.e. the opening of the valve 23 is controlled by an actuator 24 controlled, which in turn receives a signal from a controller 82, its setting by a digital-to-analog converter 71 depending on the signal from a computer control unit 31 is made.
Die Steuereinheit 31 umfaßt vorzugsweise einen Digitalrechner üblicher Art, der die normalen Eingabe-Ausgabevorrieh— tungen, Speicherelemente, Eechnereinheit und Vielfach-Übertragungsleitungen enthält. Der Rechner ist vorzugsweise so programmiert, daß er mehrere Operationen nacheinander durchführt. Die für die Berechnung des Einstellpunktes für den Temperaturregler 82 erforderlichen Operationen sind in Pig. 1 als Funktionseinheiten dargestellt, die jeweils ein Rechnerelement umfassen. Jede dieser Operationen ist für sich bekannt und kann durch viele allgemein übliche Rechner erfüllt v/erden. Alternativ kann jedoch auch ein Spezialrechner vorgesehen sein, der jedes der in Fig. 1 gezeigten Elemente der Einheit 31 enthält.The control unit 31 preferably comprises a digital computer of the usual type which handles the normal input-output provision. lines, storage elements, computer unit and multiple transmission lines contains. The computer is preferably programmed to perform several operations in succession. The operations required to calculate the set point for temperature controller 82 are shown in Pig. 1 shown as functional units, each comprising a computer element. Each of these operations is known for itself and can be fulfilled by many common computers. Alternatively, however, a Special computer can be provided which contains each of the elements of the unit 31 shown in FIG.
Die Steuereinheit 31 wird mit Signalen angesteuert, die den Feuchtigkeitsgrad des Blattstielmaterials und des Blattmaterials angeben, das dem Trockner 1? zugeführt wird. Ferner geben diese Signale den Feuchtigkeitsgrad des Tabaks auf dem Förderer 20 an, nachdem er durch den Trockner 17 und den Kühler 19 bearbeitet wurde und bevor er die Lagerung 21 erreicht. Die Feuchtigkeitsanteile des Blattstielmaterials und des Blattmaterials werden durch die Steuereinheit 31 auf der Basis des Feuchtgewichts pro Zeiteinheit für beide Materialanteile bestimmt. Zu diesem Zweck sind die Förderbandwaagen 13 und 14 mit Wandlern versehen, die analoge Signale W1 und W2 auf Leitungen 32 und 33 abgeben, welche das Tabakgewicht auf den Waagen 13 und 14 angeben. Die Feuchtigkeit des Blattstielmaterials, des BlattmaterialsThe control unit 31 is controlled with signals which indicate the degree of moisture in the leaf stem material and the leaf material indicate that the dryer 1? is fed. These signals also indicate the degree of moisture in the tobacco on the conveyor 20 after it has passed through the dryer 17 and the cooler 19 has been processed and before it reaches the storage 21. The moisture content of the petiole material and the sheet material are determined by the control unit 31 on the basis of the wet weight per unit time intended for both parts of the material. For this purpose, the conveyor belt scales 13 and 14 are provided with converters that Output analog signals W1 and W2 on lines 32 and 33, which indicate the tobacco weight on scales 13 and 14. The moisture of the petiole material, the leaf material
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und des Tabaks auf dem Förderer 20 wird als prozentualer Anteil des Gesamtgewichts durch Wandler 34, 35 und 36 bestimmt. Die V/andler $4 bis 36 können Wandler üblicher Art sein, beispielsweise Infrarotv/andler-, fotoelektrisch^ Wandler oder dielektrische Wandler. Die durch die Förderband-Waagen auf den Leitungen 32 und 33 abgegebenen Analogsignale sowie die von den Wandlern 34 bis 36 abgegebenen Signale werden durch Analog-Digital-Umsetzer 37 bis 41 in digitale Signale umgesetzt, wobei für jedes Analogsignal jeweils ein Digitalsignal entsteht. Alternativ kann jedoch auch ein einziger Analog-Digital-Umsetzer vorgesehen sein, dessen Eingänge und Ausgänge zwischen den verschiedenen Signalquellen und dem in der Einheit 31 vorgesehenen Speicher multiplex umgeschaltet werden. Die Umsetzer sind jeweils für ein vorbestimmtes Zeitintervall so betrieben, daß sie ihre Eingangssignale innerhalb dieses Intervalls mitteln, so daß diese Signale als die in jedem Intervall überwachte Menge angebende Werte anzusehen sind. Die Ausgangssignale der Umsetzer werden periodisch abgetastet und dem übrigen Seil der Steuereinheit 31 zugeführt.and the tobacco on conveyor 20 is considered a percentage Proportion of the total weight determined by transducers 34, 35 and 36. Converters $ 4 to 36 can convert converters of the usual type be, for example infrared converter, photoelectric converter or dielectric converters. The analog signals output by the conveyor belt scales on lines 32 and 33 as well as the signals emitted by the transducers 34 to 36 are converted into digital signals by analog-to-digital converters 37 to 41, for each analog signal a digital signal is created. Alternatively, however, a single analog-digital converter can also be provided, its inputs and outputs between the various signal sources and the memory provided in the unit 31 are multiplexed. The converters are each operated for a predetermined time interval so that they average their input signals within this interval, so that these signals are to be regarded as values indicative of the quantity monitored in each interval. The output signals the converters are scanned periodically and fed to the rest of the cable of the control unit 31.
Die digitalen Signale v/erden in der Steuereinheit 31 so verarbeitet, daß der Rechner zu jedem Zeitpunkt auf Signale anspricht, die einer identischen Materialmenge entsprechen. Hierzu werden die Signale der V/andler sowie die im Rechner intern erzeugten Signale in geeigneter Weise verzögert. Die synchronisierten Signale werden so kombiniert, daß die Gewichte des tatsächlich aus dem Blattmaterial und dem Blattstielmaterial entfernten Wassers folgendermaßen berechnet werden:The digital signals are grounded in the control unit 31 as follows processed so that the computer responds at any point in time to signals which correspond to an identical amount of material. For this purpose, the signals from the converters and the signals generated internally in the computer are appropriately delayed. The synchronized signals are combined so that the weights of the actual sheet material and water removed from the petiole material can be calculated as follows:
LWR « (M1) (V/1) - (OMR) [(VM) (1 -MI)I (1)LWR «(M1) (V / 1) - (OMR) [(VM) (1 -MI) I (1)
CWR = (M2) (W2) - (OMR) [(W2) (1 - M2) 1 (2)CWR = (M2) (W2) - (OMR) [(W2) (1 - M2) 1 (2)
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Dabei sindAre there
W1 und W2 die oben angegebenen Signale, MI und M2 die durch die Analog-Digital-Umsetzer 40 und 58 abgegebenen Feuchtigkeitswerte für die mit den V,?andlern 35 und 54 während einer Abtastperiode durchgeführten Feuchtigkeitsmessungen, W1 and W2 the signals given above, MI and M2 the moisture values emitted by the analog-digital converters 40 and 58 for the signals with the V ,? other humidity measurements 35 and 54 made during a sampling period,
OMR = e^n E·^nstellPunk* oder vorgegebenerOMR = e ^ n E · ^ nstell P unk * or more specified
Bruchteil des Feuchtgewichts M3 in dem Gesamtgewicht des auf dem Förderer 20 vorhandenen getrockneten Tabaks.Fraction of the wet weight M3 in the total weight of the dried tobacco present on the conveyor 20.
Die berechneten Werte für das Gewicht des V/assers, das aus beiden Materialanteilen entfernt wurde, werden nach Berechnungen in den Gleichungen (1) und (2) folgendermaßen kombiniert: The calculated values for the weight of the water that comes from both parts of the material has been removed, after calculations in equations (1) and (2) are combined as follows:
JDX « LWR + (Al) (CWR) (5)JDX «LWR + (Al) (CWR) (5)
Dabei istIt is
ΑΊ =» eine vorbestimmte Konstante, die auf das relative Vermögen des Trockners 17» Feuchtigkeit aus dem Blattstielmaterial, verglichen mit dem Blattmaterial, zu entfernen, bezogen ist. Der Wert JDX in der Gleichung (3) ist eine primäre Variable zur Bestimmung der Vorwärtsregelkomponente und bestimmt den Temperatureinstellwert für den Regler 82.ΑΊ = »a predetermined constant referring to the relative Capacity of the dryer 17 »moisture the petiole material as compared to the leaf material to be removed. The value of JDX in equation (3) is a primary variable for determining the feedforward component and determines the temperature setting value for controller 82.
Zur Berechnung des Wertes JDX werden die digitalen Ausgangssignale der Umsetzer 37 bis 40 zunächst so verarbeitet, daß das Feuchtgewicht des Blattstielmaterials und des Blattma-The digital output signals the converter 37 to 40 initially processed so that the wet weight of the petiole material and the leaf ma-
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terials während eines jeden Abtastzyklus der Analog-Digital-Umsetzer berechnet wird. Zur Bestimmung des Feuchtgewichts des Blattstielmaterials wird das Ausgangssignal des Umsetzers 37 mit dem Ausgangssignal des Umsetzers 38 durch die Verzögerungsschaltung 42 synchronisiert. Das Ausgangssignal des Umsetzers 38, welches ein digitales Signal mit einem Wert unter Eins ist und den GewiGhtsanteil der Feuchtigkeit in dem durch den Wandler 34- überwachten Tabak angibt, wird hinsichtlich seiner Polarität umgekehrt und von dem Wert Eins in der Schaltung 4-3 abgezogen. Diese liefert ein Ausgangssignal i - M2, das das Materialgewicht ohne Feuchtigkeit für das Blattstielmaterial angibt. Dieses Signal wird mit dem verzögerten Ausgangs signal der Schaltung 4-2 in einem Multiplizierer 53 multipliziert, der ein Ausgangssignal W2 · (1 - M2) abgibt, welches das Feststoffgewicht ohne Feuchtigkeit für das Blattstielmaterial während eines jeden Abtastzyklus der Umsetzer 37 und 38 angibt. Eine ähnliche Berechnung wird durch die Schaltungen 4-5, 4-6 und 54-durchgeführt, um ein entsprechendes Signal für das Blattmaterial während eines jeden Abtastzyklus der Umsetzer 39 und 4-0 zu erhalten.terials during each sampling cycle of the analog-to-digital converter is calculated. The output of the converter is used to determine the wet weight of the petiole material 37 synchronized with the output signal of the converter 38 by the delay circuit 42. The output signal of the converter 38, which a digital signal with a Value is less than one and indicates the percentage by weight of moisture in the tobacco monitored by transducer 34- reversed with regard to its polarity and subtracted from the value one in circuit 4-3. This provides an output signal i - M2, which indicates the weight of the material without moisture for the petiole material. This signal will multiplied by the delayed output signal of the circuit 4-2 in a multiplier 53, which has an output signal W2 · (1 - M2), which is the weight of the solids without Humidity for the petiole material during each scan cycle of the translators 37 and 38 indicates. A similar Calculation is carried out by circuits 4-5, 4-6 and 54- for a corresponding signal for the sheet material during each scan cycle of the converters 39 and get 4-0.
Die Ausgangssignale der Schaltungen 54- und 53 werden mit einem den Sollwert OMR für den prozentualen Feuchtigkeitsgrad pro Gewichtseinheit Tabak auf dem Förderer 20 angebenden Signal kombiniert. Dieser Sollwert OME wird Multiplizierschaltungen 4-7 und 44 zugeführt, die ferner die verzögerten Ausgangssignale der Schaltungen 54- und 53 erhalten. Dadurch liefern diese Multiplizierschaltungen Signale (OMR) (WI) (1-M1) und (OMR)" (W2) (1-M2). Die durch die Multiplizierschaltungen 4-7 und 44 gelieferten Signale stellen das zu erwartende Feuchtgewicht pro Zeiteinheit für beide Materialanteile auf dem Förderer 20 dar. Abweichun~ gen von der zu erwartenden Leistung werden durch eine Rückregelschleife korrigiert, die noch beschrieben wird.The output signals of the circuits 54- and 53 are with one the setpoint OMR for the percentage of humidity per unit weight of tobacco on the conveyor 20 indicating signal combined. This setpoint OME becomes multiplier circuits 4-7 and 44, which also receive the delayed output signals from circuits 54- and 53. Thereby, these multiplier circuits supply signals (OMR) (WI) (1-M1) and (OMR) ″ (W2) (1-M2) Multiplier circuits 4-7 and 44 supplied signals represent the expected wet weight per unit of time for Both material portions represent on the conveyor 20. Deviations from the performance to be expected are caused by a back control loop corrected, which will be described later.
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Zur Bestimmung des Feuchtigkeitsgrades, ausgedrückt durch das Gewicht, der durch den Trockner aus den beiden Materialanteilen zu entfernen ist, werden die durch die Schaltungen 44 und 47 gelieferten Signale mit dem Gewicht der !Feuchtigkeit des Blattstielmaterials und des Blattmaterial verglichen, das dem Trockner 17 zugeführt wird. Zur Ableitung von Anzeigen des Gewichts für das Blattstielmaterial und das Blattmaterial vor dem Trockner 17 v/erden die Ausgangssignale der Verzöge rungs schaltungen 42 und 45 jeweils mit dem Ausgangssignal der Umsetzer 38 und 40 in den Multiplizierschaltungen 56 und 55 kombiniert, so daß diese Signale M1W1 und M2W2 abgeben. Diese beiden Signale werden mit den berechneten Mengen verglichen, die das leuchtigkeitsgewicht des Blattstielmaterials und des Blattmaterials angeben und von den Multiplizierschaltungen 44 und 47 geliefert werden, pie Vergleichsvorgänge werden in Subtraktionsschaltungen 57 und 46 durchgeführt, die digitale Ausgangssignale abgeben, welche den Gleichungen (1) und (2) entsprechen. Die Ausgangssignale der Subtraktionsschaltungen 57 un<3- 56 werden in Verzögerungsschaltungen 49 und 48 entsprechend den dynamischen Betriebseigenschaften des Trockners 17 verzögert. To determine the degree of moisture, expressed by the weight to be removed from the two pieces of material by the dryer, the signals supplied by the circuits 44 and 47 are compared with the weight of the moisture of the petiole material and the leaf material which is fed to the dryer 17 will. In order to derive indications of the weight for the leaf stalk material and the leaf material in front of the dryer 17, the outputs of the delay circuits 42 and 45 are combined with the output of the converters 38 and 40 in the multipliers 56 and 55, so that these signals M1W1 and deliver M2W2. These two signals are compared with the calculated amounts, which indicate the moisture weight of the leaf stem material and the leaf material and are provided by the multipliers 44 and 47, pie comparisons are performed in subtraction circuits 57 and 46, which provide digital output signals corresponding to equations (1) and (2) correspond. The output signals of the subtraction circuits 57 un <3 - 56 are delayed in delay circuits 49 and 48 in accordance with the dynamic operating characteristics of the dryer 17.
Um den unterschiedlichen Effekt des Trockners. I7 auf ein vorbestimmtes Feuchtigkeitsgewicht des Blattstielmaterials und auf dasselbe Gewicht des Blattmaterials zu vermeiden, wird das Ausgangssignal einer der Schaltungen 48 und 49 um einen vorbestimmten Faktor abgeändert, der den Unterschied der Leistung des Trockners für die beiden Tabakanteile angibt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung 48 mit einer vorbestimmten Konstanten multipliziert, deren Wert kleiner als Sins iit, denn es ist anzunehmen, daß der Trockner eine vorgegebene Feuehtigkeitsmenge aus demTo the different effect of the dryer. I7 on a predetermined moisture weight of the petiole material and to avoid the same weight of the sheet material, the output of one of the circuits 48 and 49 becomes modified by a predetermined factor which is the difference in the performance of the dryer for the two tobacco components indicates. In the illustrated embodiment, the output signal of the delay circuit 48 is with multiplied by a predetermined constant, the value of which is less than Sins, because it can be assumed that the Dryer a predetermined amount of fire from the
besser entfernt als aus dem Blatt-better removed than from the leaf
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material. Die Multiplikation wird durch Multiplizieren des Ausgangssignals der Verzögerungsschaltung 48 mit der vorbestimmten Konstanten ΑΊ in einer Multipliziersehaltung 58 durchgeführt. Das Ausgangssignal dieser Schaltung, das die (Procknerleistung für das Blatt stielinaterial angibt, wird in einer Addierschaltung 59 mit dem Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung 49 kombiniert, welches die Leistung angibt, mit der der Trockner 17 clie Feuchtigkeit aus dem Blattmaterial entfernen soll. Das Ausgangssignal der Addierschaltung 59 s das durch die Gleichung (5) angegeben ist, wird in einer Mittelwertschaltung 61 innerhalb mehrerer Zyklen der Umsetzer 37 bis 40 einer Mittelwertbildung unterzogen, um relativ hochfrequente Ausgleichsvorgänge zu entfernen, wie dies in ähnlicher Weise auch durch ein tüiefpaßfilter erzielt werden kann.material. The multiplication is carried out by multiplying the output signal of the delay circuit 48 by the predetermined constant ΑΊ in a multiplier 58. The output signal of this circuit, which indicates the Prockner power for the leaf material, is combined in an adding circuit 59 with the output signal of the delay circuit 49, which specifies the power with which the dryer 17 is to remove the moisture from the sheet material 59 s, which is given by equation (5), the converters 37 to 40 are averaged in an averaging circuit 61 within several cycles in order to remove relatively high-frequency compensation processes, as can be achieved in a similar manner by a low-pass filter.
Das zeitlich gemittelte Aus gangs signal "35D? der Schaltung 61 wird um einen vorbestimmten Koeffizienten B1 in einer Multiplizierschaltung 62 modifiziert, die ein digitales Signal angibt, welches mit einer vorbestimmten Konstanten BO kombiniert wird. Diese gibt die gewünschte Feuchtigkeit des Tabaks auf dem Förderer 20 an. Diese Kombination wird in einer Addierschaltung 65 durchgeführt, die ein Ausgangssignal entsprechend dem linearen PoIynomialausdruck BO + BI(JDX) abgibt. Während das durch die Schaltung 63 abgegebene Signal ein linearer PoIynomialausdruck der Menge 1JDX ist, könnte es auch eine höhere polynomiale Ordnung haben. Ferner kann, es auch 3ede andere Funktion darstellen. Das durch die Schaltung 63 abgegebene Signal gibt eine Komponente der Einstelltemperatur ant die zur Erzielung der gewünschten Feuchtigkeit des Tabaks auf äem Förderer 20 erforderlich ist, Das signal wird grundsätzlich durch eine VorwärtsregelungThe time-averaged output signal "3 5 D" of the circuit 61 is modified by a predetermined coefficient B1 in a multiplier circuit 62 which specifies a digital signal which is combined with a predetermined constant BO. This gives the desired moisture content of the tobacco on the conveyor 20 at. This combination is performed in an adder circuit 65, which emits an output signal corresponding to the linear PoIynomialausdruck BO + BI (JDX). While the signal emitted by the circuit 63 is a linear PoIynomialausdruck the amount 1 JDX, it could also be a higher Furthermore, it can also represent any other function. The signal emitted by the circuit 63 gives a component of the set temperature t which is required to achieve the desired moisture content of the tobacco on the conveyor 20. The signal is basically controlled by a forward control
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mittels Messungen der Feuchtigkeit des Blattstielmaterials und des Blattmaterials erzeugt, wobei die unterschiedliche Wirkung des Trockners I7 auf ein vorgegebenes Feuchtigkeitsgewicht in dem Blattstielmaterial relativ zu demselben Feuchtigkeitsgewichfc in dem Blattmaterial berücksichtigt ist.generated by means of measurements of the moisture of the petiole material and the leaf material, the different Effect of dryer I7 on a given weight of moisture in the petiole material relative to the same Moisture weight in the sheet material taken into account is.
Die Vorwärtsregelkomponente, die die Trocknungsleistraig des Trockners 17 gegenüber dem Feuchtigkeitsgewicht des Blattstielmaterials und des Blattmaterials angibt, wird mit einer Eückwärtsregelkomponente kombiniert, die durch eine Proportional-Integral-Regelschleife erzeugt wird. Zur Ableitung der. Rückwärtsregelkomponente wird das Ausgangssignal des Digital-Analog-Umsetzers 41, welches durch den Wandler 36 am Förderer 20 verursacht wird, einem Proportional-Integralregler 64 bekannter Art zugeführt, der ferner auf ein digitales Feuchtigkeitssollwertsignal anspricht. Der Proportional-Integralregler 64 gibt ein Fehlersignal ab, das den Unterschied zwischen dem Feuchtigkeitssollsignal und dem Ausgangssignal des Umsetzers 41 während eines jeden Abtastzyklus des Umsetzers angibt. Der Regler integriert das Fehlersignal und addiert das integrierte Fehlersignal zu dem Fehlersignal·, um die zweite Komponente für die einzustellende Temperatur des Trockners 17 zu erzeugen.The forward control component that controls the drying performance of the dryer 17 against the moisture weight of the petiole material and the leaf material is indicated combined with a reverse control component which is carried out by a proportional-integral control loop is generated. To derive the. The output signal is the reverse control component of the digital-to-analog converter 41, which is caused by the converter 36 on the conveyor 20, a proportional-integral controller 64 of a known type which is also responsive to a digital humidity setpoint signal. The proportional-integral controller 64 outputs an error signal from which the difference between the humidity setpoint signal and the output signal of the converter 41 during each scan cycle of the converter. The controller integrates the error signal and adds the integrated Error signal to the error signal · to the second component for the temperature to be set of the dryer 17 to generate.
Die Ausgangssignale des Proportional-Integralreglers 54 und das TTorwärtsregelsignal der Addierschaltung 63 werden in einer Addierschaltung 65 kombiniert. Das Ausgangssignal dieser Schaltung gibt den Einstellwert für die Temperatur des Trockners I7 an. Es wird dem Regler 82 über den Digital-Analog-Umsetzer 71 zugeführt.The output signals of the proportional-integral controller 54 and the feedforward control signal of the adder circuit 63 become combined in an adder circuit 65. The output signal of this circuit gives the setting value for the temperature of dryer I7. It is sent to the controller 82 via the digital-to-analog converter 71 supplied.
Ein dem in Fig. 1 gezeigten System ähnliches System kannA system similar to the system shown in FIG. 1 can
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auf einen Fließbett-Trockner angewendet werden und ist in Fig. 2 dargestellt. Dabei werden das feuchte Blattstielmaterial und Blattmaterial an das Gewicht und die Feuchtigkeit überwachenden V/andlern einem Förderer 10*1 in derselben VieisG Bugeführt, so daß das Gewicht und die Feuchtigkeit beider Materialanteile wie bei der Anordnung nach Fig. 1 überwacht werden. Die Wandler geben Signale ab, die das Gewicht und die Fe\ichtigkeit des Blattstielmaterials und des Blattmaterials angeben. Diese Signale werden einem Rechner 102 zugeführt, der ähnlich wie die Steuereinheit 51 (Fig. 1) arbeitet und ein Steuersignal für das Betätigungselement 103 eines Ventils 104 abgibt.can be applied to a fluid bed dryer and is in Fig. 2 shown. In doing so, the moist petiole material and leaf material are exposed to the weight and moisture supervising vendors a conveyor 10 * 1 in the same VieisG Bugled so that the weight and moisture both material proportions can be monitored as in the arrangement according to FIG. The converters emit signals that the weight and moisture of the petiole material and the sheet material. These signals are fed to a computer 102, which is similar to the control unit 51 (FIG. 1) operates and emits a control signal for the actuating element 103 of a valve 104.
Der Tabak auf dem Förderer 101 wird an einem Drehstern~ ventil 105 vorbei in den unteren Teil einer aufwärts verlaufenden Trockenkammer 106 geführt. Der Tabak wird in der Trockenkammer 106 durch Heißluft in einen Fließbettzustand versetzt, die in den Boden der Trockenkammer ein~ geführt wird. Dadurch steigt der Tabak in dem Teil 107 der Trockenkammer 106 an, danach fällt er in dem Teil 108 wieder zurück. Es können auch mehrere Kammern ähnlich der Kammer 106 vorgesehen sein. Der im fließenden Zustand befindliche Tabak, der durch den Teil 108 abfällt, wird in einen Separator 109 geführt, der die relativ leichte Heißluft aus dem bearbeiteten Tabak absondert. Der Tabak tritt dann aus dem Separator 109 durch dessen unteren Teil aus und wird über ein Drehsternventil 111 einem Abgabeförderer 112 zugeführt. Die Feuchtigkeit des Tabaks auf dem Förderer 112 wird durch einen Wandler 115 überwacht, der ein Eingangssignal an den Rechner 102 abgibt. The tobacco on the conveyor 101 is passed a rotary star valve 105 into the lower part of an upwardly extending Drying chamber 106 out. The tobacco is in the drying chamber 106 by hot air in a fluidized bed state offset, which is fed into the bottom of the drying chamber. This causes the tobacco to rise in the part 107 the drying chamber 106, after which it falls back into the part 108. There can also be several similar chambers the chamber 106 may be provided. The flowing tobacco falling through the part 108 is fed into a separator 109 which separates the relatively light hot air from the processed tobacco. The tobacco then exits the separator 109 through its lower part and is via a rotary star valve 111 fed to a discharge conveyor 112. The moisture of the tobacco on the conveyor 112 is measured by a transducer 115 monitors, which emits an input signal to the computer 102.
Die aus dem Separator 109 austretende Luft kann in der Leitung 114 häufig einen beachtlichen Anteil an Staub mitführen. Die Leitung 114 ist über eine Pumpe 116 mit einemThe air emerging from the separator 109 can often carry a considerable amount of dust with it in the line 114. The line 114 is via a pump 116 with a
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Zyklonenseparator 115 verbunden. Dieser sondert den Staub aus der Luft aus, so daß er durch seine Schwerkraft nach unten fällt und staubfreie Luft aus dem oberen Teil in die Leitung 117 austritt. Ein Teil der Luft in der Leitung 117 wird in die Atmosphäre über eine Leitung 118 abgegeben, während der größere Teil in den unteren Teil der Trockenkammer 105 über einen Heizer 121 zurückgeführt wird· Der Heizer 121 erhält ferner frische Luft über eine Leitung 122, deren Strömung gesteuert werden kann.Cyclone separator 115 connected. This separates the dust from the air, so that it follows by its force of gravity falls below and dust-free air escapes from the upper part into the line 117. Part of the air in line 117 is released into the atmosphere via a line 118, while the greater part in the lower part of the drying chamber 105 is returned via a heater 121 · The heater 121 also receives fresh air via a line 122, the flow of which can be controlled.
Der Heizer 121 ist vorzugsweise ein Dampfheizer, der keine Feuchtigkeit in die durchgeführte Luft eingibt. Der Dampf wird in gesteuerten Mengen über das Ventil 104- in den Trockner 121 eingegeben und steuert die Temperatur des Luftstroms, der den 3?abak in der Trockenkammer 106 in den fließenden Zustand versetzt. Die Position des Ventils 102I- wird durch Einstellsignale bestimmt, die durch die Feuchtigkeits- und Gewichtswandler abgegeben und dem Rechner 102 zugeführt werden. Dieser liefert einen Einstellwert für die Temperatur im Inneren der Trockenkammer 106. Dieser Einstellwert wird ähnlich wie im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben berechnet, wobei die unterschiedliche Trocknungswirkung der Kammer 106 auf die beiden Materialanteile berücksichtigt wird. Die Einstelltemperatur v/ird mit der tatsächlichen Temperatur innerhalb der Trockenkammer 106 verglichen, welche durch eine Temperatursonde 123 in einem Bereich überwacht wird, durch den der Tabak strömt. Das durch die Sonde 123 gelieferte Signal wird dem Rechner 102 zugeführt, so daß es mit dem Einstellwertsignal für das Betätigungselement 103 und damit der Position des Ventils 104 verglichen werden kann.The heater 121 is preferably a steam heater that does not introduce moisture into the air passing through. The steam is fed into the dryer 121 in controlled quantities via the valve 104- and controls the temperature of the air flow which sets the 3? Abak in the drying chamber 106 in the flowing state. The position of the valve 10 2 I- is determined by setting signals which are emitted by the moisture and weight converters and fed to the computer 102. This provides a setting value for the temperature inside the drying chamber 106. This setting value is calculated in a manner similar to that described in connection with FIG. 1, the different drying effects of the chamber 106 on the two material components being taken into account. The set temperature v / i is compared with the actual temperature within the drying chamber 106, which is monitored by a temperature probe 123 in an area through which the tobacco is flowing. The signal delivered by the probe 123 is fed to the computer 102 so that it can be compared with the set value signal for the actuating element 103 and thus the position of the valve 104.
4.0-9 8 0 9/0960 oFHÖiNAL INSPECTED4.0-9 8 0 9/960 oFHÖiNAL INSPECTED
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