提高小批量烟叶的加料精度

新商盟网 2023-03-18 09:02 104

摘要:这篇文章主要介绍了提高小批量烟叶的加料精度,需要的朋友可以参考下,如果你喜欢还可以浏览提高小批量烟叶的加料精度的最新相关推荐信息。

  烟草在线专稿  卷烟制丝过程中,加香加料是重要的工艺过程,加香加料的均匀性直接影响到卷烟的感官质量。随着卷烟技术的不断提高,单等级小批量烟叶的加工模式已经成为一种趋势,这就对小批量烟叶加香加料精度的控制提出了更高要求。本文通过对影响单等级小批量烟叶加料精度各个因素的研究分析,提出了双PID的控制模式。实际应用效果表明,双PID控制模式能有效的控制加料精度,使每批次烟叶的加料精度均控制在±1%以内,具有很高的推广应用价值。

  中式卷烟具有独特的香气风格和口味特征,其卷烟配方和加香加料是中式卷烟的核心技术之一。随着烟草加工工艺的不断进步,单等级小批量烟叶的加工模式已经成为一种趋势,因此对加香加料技术提出了更高的要求。目前湖南中烟常德卷烟厂芙蓉王专线制丝预处理松散回潮工序的加工工艺,在国内首次采用了单等级加工模式,各等级烟叶加工一般都按8包(重量1600Kg)一个批次进行生产,但是对于这种单等级小批量的烟叶,其加料精度便难以满足要求,更直接影响烟叶生产质量,给芙蓉王产品内在品质带来了巨大的影响。因此在单等级小批量烟叶生产中,如何使加料精度满足工艺要求成为了芙蓉王专线制丝预处理松散回潮工序的一个技术难题。为此,通过对影响小批量烟叶加香加料精度的相关因素进行分析研究,特设计了适合小批量加工精度控制的双PID控制模型,以期提高小批量烟叶加香加料精度。

  一、加料精度理论分析

  加料精度:实时采集加料机中流量计的实际加料累积量和皮带秤中的物料累积量,运用物料累积量乘以设定的加料比例值计算出理论加料累积量,再用实际加料累积量减去理论加料累积量算出加料累积量偏差值,用偏差值除以理论加料累积量乘以100%,最终得出加料精度Y。其计算公式(1-1):

(1-1)

  其中:——实际加料累计量

     ——理论加料累计量,为物料累计量,为设定加料比例

  从上式(1-1)中可以看出流量计中的实际加料累积量和皮带秤中的物料累积量是计算精度的关键参数和指标。

  二、影响小批量烟叶加料精度的现场调查

  通过对精度计算公式的分析以及对加料控制方式的现场观察,影响小批量烟叶加料精度的几大主要因素如下:(新商盟网xinshangmeng.org)

  1、料头料尾精度控制

  在过程控制当中,应用最为普遍的方式就是PID控制。但PID控制对于时变的,非线性的过程控制很难起到实时控制的作用。而加料过程中对于料头料尾的控制就是基于一种时变的、非线性的过程控制。在加料过程中,料头料尾的控制对精度值产生了很大的影响。但料头料尾的过程无法完全消除,所以只能尽量减少料头料尾次数,降低料头料尾的影响时间。

  2、来料的稳定性控制

  加料机根据来料的多少通过PID进行加料控制。在此过程中来料稳定性对加料机精度控制的影响很大。当物料流量产生波动时,加料量随着PID控制相应作出波动控制,然而PID控制具有滞后性和超调性,在波动过程中势必影响加料量的准确性,从而在实时计算精度时,必会对精度值产生一定的影响。如果出现断料情况,更会出现类似多次料头料尾情况,将会对精度的控制造成更大的影响。所以必须保证加料过程中来料的稳定性。

  3、PID参数的准确性

  PID控制参数的准确性,很大程度影响了加料精度的控制。当P值过大时,响应的幅值会很大,调节时会出现超调;而当P值过小时,响应幅值会很小,也有可能出现始终达不到控制幅值的情况。当I 值过大时,响应时间会很快,PID控制的作用可能会超前于理论的变化速度;而当I值过小时,响应时间会很慢,更有可能出现对于变化没有跟踪的情况。而对D值的控制,会对接近目标值时的平滑度造成影响。所以PID参数控制的准确性,决定了加料量的多少、快慢和准确,从而直接影响到加料精度控制。

  4、皮带秤的处理

  加料机的控制信号来源于皮带秤,当皮带秤上有瞬时流量时,加料机立即把瞬时流量值压入堆栈参与加料量的计算。如果皮带秤采用计量的方式,仅仅只参与计量工作,当物料过来时,秤立即启动,无论来料多少均不能对流量进行很好的控制,因而就很难保证来料流量的稳定性,同时更会加长料头料尾对整个加料过程的影响时间,从而导致加料精度降低,所以皮带秤必须采用控制的方式。当有来料时,皮带秤不能立即启动,必须具有备料功能,只有在物料备料到达一定的高度即中位光电被遮住时才能启动,这样秤的瞬时流量才会在很短的时间内达到控制秤的控制流量,从而有效的缩短了料头过程对加料精度的影响时间。

  5、精度补偿

  由于料头料尾对精度的影响不能忽略,PID控制过程中的精度误差也无法避免,针对上述问题,本文提出了精度补偿概念。在实时采集、实时计算的过程中,当发现精度值超调时,采用精度补偿的方式对加料精度进行在线实时补偿。(新商盟网xinshangmeng.org)

  6、小批量问题

  由于单等级小批量物料加料工艺过程中,料头料尾的比重占到了整个批次加料工艺过程的四分之一左右,且同等级烟叶连续生产时还会出现两个料头料尾的问题,从而很难实现加料精度的准确控制。

  三、解决方案及实施

  针对上述问题,本文根据芙蓉王制丝专线生产情况,对其采取了以下改进措施,有效的提高了芙蓉王制丝专线的加料精度。

  1、将皮带输送机改为喂料机

  利用皮带输送机输送来料,对于来料的控制完全依赖于前端设备无法起到控制作用,前端来多少料,就输送多少料,若设备稍有耽误就会出现断料的情况。根据来料稳定性的要求,将皮带输送机改为喂料机和提升带,通过喂料机的仓储作用,以及提升带的变频控制有效的控制来料的稳定性。

  2、将计量秤改为控制秤

  由于控制模式的错误选择,导致了单等级小批量烟叶精度控制不稳定。将皮带秤由计量秤更改为控制秤,并加入备料程序控制,如下图1。

图1 备料控制程序(新商盟网xinshangmeng.org)

  3、使用双PID控制

  通过对上述原因的分析可知单等级小批量烟叶精度难以控制的关键原因在于料头料尾比重大、控制难。通过观察发现;利用传统的一套PID参数控制如此大比例的料头料尾加料过程,很难实现精度的快速控制和跟踪,在料头料尾过程中精度跟踪超调的情况很明显,超调也相当大,从而导致了加料精度超标。如图2所示。

图2 单PID控制精度曲线图

  由图2可知,单一的PID在料头料尾时跟踪出现了问题而在稳态时跟踪却很好,反映了此PID参数不适合料头料尾的控制。当修改PID参数后,料头料尾的跟踪起到了很大的改善,但进入稳态时,加料精度却产生了较大的偏差,因此料头料尾和稳态情况需采用不同的PID参数控制,即双PID精度控制。

  通过对来料流量的分析判断,将加料机入口物流瞬时流量大于300kg、来料瞬时流量小于3000kg时定义为料头,而将加料机入口物流瞬时流量大于3000kg、来料瞬时流量小于300kg时定义为料尾,利用料头料尾的标志,准确的将料头料尾和稳定流量阶段分开。整个加料过程中两套PID参数不停计算。当料头料尾出现时,采用一套PID参数,对物料流量的变化快速跟踪,进行加料精度控制。而当物料流量进入稳定阶段时,则切换至另外一套PID参数控制,对稳态物料进行控制。具体修改如图3—图5。

  图3 料头料尾判断程序

  图4 稳态加料PID控制(新商盟网xinshangmeng.org)

  图5 料头料尾PID控制

  4、精度补偿的采用

  精度实时补偿是精度偏差值的一个修正功能。我们通过判断,在料头料尾时利用精度补偿对加料精度进行实时补偿,这样就进一步的减少了料头料尾的精度误差。在进入稳态后只有当发现精度偏差值超出标准范围时启用精度补偿,从而减少了因实时补偿而导致的补偿过量引起的精度偏差问题。为保证补偿加料的准确,将精度补偿的最大补偿值控制在精度要求控制范围内,以避免由于一次补偿过多而导致的精度波动问题。具体程序见下图6.

提高小批量烟叶的加料精度


相关推荐

评论列表
关闭

用微信“扫一扫”