专利名称：一种提高烟丝含水率稳定性的控制方法
技术领域：
本发明涉及卷烟制丝加工过程控制技术，尤其涉及一种提高烘丝工序中烟丝含水 率的稳定性的控制方法。
背景技术：
烘丝工序是制丝加工过程的核心环节，滚筒式烘丝是目前烟草行业内应用最为广 泛和最为传统的叶丝干燥方式，叶丝在干燥过程中，通过对各种参数的组合控制进行干燥 去湿处理，达到叶丝感官质量与物理质量的均质化和协调性。通常可将影响滚筒式烘丝工序中的含水率稳定性因素分两种，一种对于烘丝机本 身来说是不可控的，称之为外部因素，一种对于烘丝机本身来说是可控的，称之为内部因 素。外部因素包括来料烟丝含水率、来料烟丝流量、环境的温湿度以及所加工烟丝的物理 特性；内部因素有烘丝机筒壁压力、工艺气流温度、工艺气流风量、卸料罩负压等。烘丝机 控制系统就是通过调节内部因素来适应外部因素的变化，从而实现对出口烟丝含水率的控 制。目前滚筒式烘丝机控制烟丝含水率(即来料烟丝含水率)的方式主要有两种方 式一种是通过调节筒壁压力，其余内部参数保持一个设定的稳定值，实现对烟丝含水率的 控制；另一种是通过调节工艺气流的风量，其余内部参数保持一个设定的稳定值，实现对烟 丝含水率的控制。它的生产过程主要可以分为预热阶段、准备阶段、启动阶段、生产阶段和 尾料阶段。在生产过程中，烘丝机控制系统会根据出口烟丝含水率的变化及时调节内部控制 参数，从而实现对烟丝含水率的控制。如果外部因素来料烟丝含水率、来料烟丝流量、环境 的温湿度以及所加工烟丝的物理特性(配方)都能相对保持稳定，那么内部因素也可以保 持一个相对稳定的状态，内部参数的变化是随着外部因素的变化而变化的。滚筒式烘丝机在准备阶段要设定一个准备风量或准备压力，设定值是否合适对烘 丝机进入稳定状态所需时间有很大影响，现在都是靠人工对准备风量或准备压力做出不断 调整，由于不知道实际来料烟丝的含水率和当天环境温温度的变化，设定的准备风量或准 备压力与实际值有时还会出现较大的偏差，使得产生较多的不合格烟丝。
发明内容
本发明的目的是提出一种提高烟丝含水率稳定性的控制方法，能够自动设定合适 的准备压力参数值，使系统能够快速进入稳定状态。为实现上述目的，本发明提供了 一种提高烟丝含水率稳定性控制方法，包括计算上一批次的工艺气流风量和来料烟丝含水率的均值，并将所述工艺气流风量 和来料烟丝含水率的均值分别作为上一批次工艺气流风量和上一批次来料烟丝含水率进 行保存；在烟丝进入烘丝滚筒前的预设时间段采集当前批次的烟丝的平均含水率作为当前批次来料烟丝含水率，并将所述当前批次来料烟丝含水率与所述上一批次来料烟丝含水 率相减，获得差值；将所述差值与预设调整系数相乘，获得工艺气流风量的变化量；将上一批次工艺气流风量与所述工艺气流风量的变化量相加，并将获得的数值与 预设准备风量系数相乘，获得结果作为当前批次的准备风量自动下达到系统中。进一步的，所述上一批次为同一牌号的上一批次。进一步的，所述调整系数的计算方法为在实验阶段设置不同的入口烟丝含水率或出口烟丝含水率，并获取脱除所述烟丝 的含水率的变换量所需的工艺气流风量；根据入口烟丝含水率或出口烟丝含水率计算对应的脱水量，并根据所述脱水量和 所需的工艺气流风量计算出所述调整系数和其他因素对脱水量的影响参数。进一步的，所述准备风量系数的计算方法为在实验阶段采集工艺气流风量和稳定性符合要求的准备风量，并将所述准备风量 与所述工艺气流风量相除，获得所述准备风量系数。进一步的，所述采集当前批次的烟丝的平均含水率的操作具体为当电子皮带秤有占用信号，且水分仪进入到正常工作状态后计算出预设时间段的 平均来料烟丝含水率。 为实现上述目的，本发明提供了 一种提高烟丝含水率稳定性控制方法，包括计算上一批次的烘丝机筒壁压力和来料烟丝含水率的均值，并将所述烘丝机筒壁 压力和来料烟丝含水率的均值分别作为上一批次烘丝机筒壁压力和上一批次来料烟丝含 水率进行保存；在烟丝进入烘丝滚筒前的预设时间段采集当前批次的烟丝的平均含水率作为当 前批次来料烟丝含水率，并将所述当前批次来料烟丝含水率与所述上一批次来料烟丝含水 率相减，获得差值；将所述差值与预设调整系数相乘，获得烘丝机筒壁压力的变化量；将上一批次烘丝机筒壁压力与所述烘丝机筒壁压力的变化量相加，并将获得的数 值与预设准备压力系数相乘，获得结果作为当前批次的准备压力自动下达到系统中。进一步的，所述上一批次为同一牌号的上一批次。进一步的，所述调整系数的设定方法为在实验阶段设置不同的入口烟丝含水率或出口烟丝含水率，并获取脱除所述烟丝 的含水率的变化量所需的烘丝机筒壁压力；根据入口烟丝含水率或出口烟丝含水率计算对应的脱水量，并根据所述脱水量和 所需的烘丝机筒壁压力计算出所述调整系数和其他因素对脱水量的影响参数。进一步的，所述准备压力系数的计算方法为在实验阶段采集烘丝机筒壁压力和稳定性符合要求的准备压力，并将所述准备压 力与所述烘丝机筒壁压力相除，获得所述准备压力系数。进一步的，所述采集当前批次的烟丝的平均含水率的操作具体为当电子皮带秤有占用信号，且水分仪进入到正常工作状态后计算出预设时间段的 平均来料烟丝含水率。
基于上述技术方案，本发明根据烘丝工序中当前批次的启动阶段的来料烟丝含水 率与上一批次的来料烟丝含水率的差值来推算工艺气流风量或烘丝机筒壁压力的调整量， 从而设定合适的准备风量参数值或准备压力参数值，使系统能够快速进入稳定状态，从而 较好地控制烟丝的干头量，提高烟丝的利用率。
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发 明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中图1为本发明提高烟丝含水率稳定性的控制方法的一实施例的流程示意图。图2为未采用本发明提高烟丝含水率稳定性的控制方法实施例之前的一种烟丝 含水率变化的示意图。图3为未采用本发明提高烟丝含水率稳定性的控制方法实施例的另一种烟丝含 水率变化的示意图。图4为采用本发明提高烟丝含水率稳定性的控制方法实施例的烟丝含水率变化 的示意图。图5为本发明烟丝提高烟丝含水率稳定性的控制方法的另一实施例的流程示意 图。
具体实施例方式下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。在实际生产过程中发明人经常发现，外部因素中来料烟丝含水率、来料烟丝流量、 加工烟丝的配方都没有变化，可是它的工艺气流风量却产生了很大变化，经过长期的跟踪 研究发现主要是因为天气气候的影响，以致需要经常对烘丝机的工艺气流风量进行跟踪， 发现有变化要及时人工对准备风量进行设定，才能使系统快速进入稳定状态，减少不合格 烟丝的产生。但人工设定准备风量的做法并不精确，比较依赖于操作者的经验，效率和准确性 均达不到要求，因此本发明实施例提供了一种自动调整准备风量来控制烟丝含水率的稳定 性，如图1所示，为本发明提高烟丝含水率稳定性的控制方法的一实施例的流程示意图。本 实施例包括步骤101、计算上一批次的工艺气流风量和来料烟丝含水率的均值，并将所述工艺 气流风量和来料烟丝含水率的均值分别作为上一批次工艺气流风量和上一批次来料烟丝 含水率进行保存；步骤102、在烟丝进入烘丝滚筒前的预设时间段采集当前批次的烟丝的平均含水 率作为当前批次来料烟丝含水率，并将所述当前批次来料烟丝含水率与所述上一批次来料 烟丝含水率相减，获得差值；步骤103、将所述差值与预设调整系数相乘，获得工艺气流风量的变化量；步骤104、将上一批次工艺气流风量与所述工艺气流风量的变化量相加，得到当前 批次的工作风量(计算值)，并将获得的数值与预设准备风量系数相乘，获得结果作为当前 批次的准备风量自动下达到系统中。
在本实施例中，根据上一批次的来料烟丝含水率和当前批次下烟丝未进入烘丝滚 筒时的来料烟丝含水率来确定来料烟丝含水率的变化量，并根据实验确定的烟丝含水率变 化量与工艺气流风量的变化量的关系(基本呈线性关系)来确定准备风量的变化量，然后 通过上一批次的工艺气流风量、该变化量以及预设准备风量系数确定当前批次的准备风 量。本实施例可以在当前批次的初始阶段就可以迅速的计算出准备风量，使系统快速进入 稳定状态，取代了传统的人工调整方式，同时解决了人工无法根据实际来料烟丝水分来调 整准备风量的缺陷，提高了调整效率，且调整效果也更准确和更迅速。在本实施例中，需要系统自动记录一些工艺参数，例如烟丝的工艺气流风量、来料 烟丝含水率等，这些工艺参数均应为系统处于稳定状态下的数值。另外，考虑到不同品牌的 烟丝的物理特性通常是不一样的，因此可以根据牌号进行分类，并记录生产牌号。可以在每 次计算当前批次来料烟丝含水率时，按照生产牌号根据同一牌号的上一批次来进行准备风 量或准备压力的调整。记录来料烟丝含水率的操作包括在电子皮带秤有占用信号后，延时一段时间，水 分仪工作在正常状态下时，开始记录水分仪的含水率值，可每秒记录一个数据，并计算当前 批次的来料烟丝含水率的平均值。记录工艺气流风量(或烘丝机筒壁压力)的操作包括在电子皮带秤有占用信号 后，且出口烟丝含水率进入合格含水率范围后，延时一段时间，每秒记录一个数据，并计算 当前工艺气流风量(或烘丝机筒壁压力)的平均值。在电子皮带秤占用信号消失的瞬间， 将入口烟丝的来料烟丝含水率和工艺气流风量(或烘丝机筒壁压力)的平均值记录到程序 的数据表中。由于其它的内部参数都是不变的，因此可以近似认为工艺气流风量(或烘丝机筒 壁压力)的变化反映了外部因素的变化情况。在生产当前批次(对应于同一牌号的前一批 次)的香烟时，电子皮带秤有占用信号，且水分仪进入到正常工作状态后开始记录下烟丝 的来料烟丝含水率，并取一个预设时间段(例如IOs内或15s内等)的来料烟丝含水率的 均值作为当前批次的来料烟丝含水率。需要注意的是必须在烟丝进入烘丝滚筒前把烟丝含 水率记录下来。之所以采用预设时间段的平均来料烟丝含水率作为当前批次的来料烟丝含水率， 是因为烘丝前的烟丝都是经过贮叶柜存贮过1个小时以上，烟丝含水率得到了充分平衡， 含水率波动幅度较小。将这个数值与上一批次的来料烟丝含水率相减得到的差值乘上预设调整系数作 为工艺气流风量的一个变化量。该调整系数是通过多次实验论证后确定的，与烘丝机的脱 水能力有关，可通过调整入口烟丝的来料烟丝含水率，并获取合适的工艺气流风量的调整 量，例如入口烟丝含水率每增加0.1%，记录工作风量需要增加多少数值，才能将烟丝烘干 至工艺要求的含水率。按照烘丝机的设计思想，来料烟丝含水率的变化量与工艺气流风量 的变化量是呈线性关系的，即Y = aX+b，其中X表示工艺气流风量，Y表示脱水量，脱水量由 入口烟丝含水率和出口烟丝含水率以及电秤烟丝流量共同计算得出。脱水量的计算方法可 采用现有的计算方法，这里就不再详述了。通过几次实验，设置不同的入口烟丝含水率或出口烟丝含水率，就可得到风量的 调整系数。
在计算出工艺气流风量的变化量后，将这个变化量加到前一批次的工艺气流风量 (或烘丝机筒壁压力)中，就是当前批次的烟丝生产过程中所需工艺气流风量(或烘丝机筒 壁压力)的理论值。将这个数值乘上一个预设准备风量系数(或预设准备压力系数)作为 预热阶段的准备风量(或准备压力)值，这个准备风量系数(或准备压力系数)的大小也 要通过多次实验调整确定，它与控制系统的响应速度有关系。可以在实验阶段采集工艺气 流风量(或烘丝机筒壁压力)和稳定性符合要求的准备风量(或准备压力)，并将所述准备 风量(或准备压力)与所述工艺气流风量(或烘丝机筒壁压力)相除，获得准备风量系数 (或准备压力系数)。如图2所示，为未采用本发明烟丝含水率稳定性控制方法实施例之前的一种烟丝 含水率变化的示意图。在本实施例中，准备风量设置的偏小(800m3/h)，导致出口烟丝含水 率偏高，烟丝偏潮，调节到稳定状态的时间也就更长。如图3所示，为未采用本发明烟丝含水率稳定性控制方法实施例的另一种烟丝含 水率变化的示意图。在本实施例中，准备风量设置的偏大(800m3/h)，虽然与上一实施例 中的准备风量设置的数值相同，但对于不同牌号来说，其导致出口烟丝含水率偏低，烟丝偏 干，调节到稳定状态的时间也会比较长。如图4所示，为采用本发明烟丝含水率稳定性控制方法实施例的烟丝含水率变化 的示意图。在本实施例中，可以看到原先手动设定的准备风量1000m3/h明显偏大，经过调 整降低到715. 95m3/h，迅速地调节到稳定状态，从而较好的控制烟丝的干头量，提高了烟丝 的利用率。前面主要对通过设置准备风量将烟丝含水率迅速调节到稳定状态，下面提供一种 通过设置准备压力将烟丝含水率迅速调节到稳定状态的实施例，如图5所示，为本发明烟 丝含水率稳定性控制方法的另一实施例的流程示意图。在本实施例中，包括以下步骤步骤201、计算上一批次的烘丝机筒壁压力和来料烟丝含水率的均值，并将所述烘 丝机筒壁压力和来料烟丝含水率的均值分别作为上一批次烘丝机筒壁压力和上一批次来 料烟丝含水率进行保存；步骤202、在烟丝还没有进入烘丝滚筒前的预设时间段的烟丝的含水率的均值作 为当前批次来料烟丝含水率，并将所述当前批次来料烟丝含水率与所述上一批次来料烟丝 含水率相减，获得差值；步骤203、将所述差值与预设调整系数相乘，获得烘丝机筒壁压力的变化量；步骤204、将上一批次烘丝机筒壁压力与所述烘丝机筒壁压力的变化量相加，并将 获得的数值与预设准备压力系数相乘，获得结果作为当前批次的准备压力自动下达到系统 中。在本实施例中，当电子皮带秤有占用信号，且水分仪进入到正常工作状态后记录 当前批次的来料烟丝含水率，并计算该预设时间段的来料烟丝含水率的均值。考虑到不同品牌的烟丝，其物理特性可能不同，因此对于进行多种品牌的烟丝的 烘丝过程的滚筒式烘丝机来说，需要按牌号分别给予记录。在计算准备压力时，上一批次是 同一牌号的上一批次，这样来确保物理特性的一致性，以实现更好的控制效果。调整系数可以在实验阶段获取，即在实验阶段设置不同的入口烟丝含水率或出口 烟丝含水率，并获取脱除所述烟丝的含水率所需的烘丝机筒壁压力；然后根据入口烟丝含水率或出口烟丝含水率计算对应的脱水量，并根据所述脱水量和所需的烘丝机筒壁压力计 算出所述调整系数和其他因素对脱水量的影响参数。准备压力系数也可以在实验阶段获取，即在实验阶段采集烘丝机筒壁压力和稳定 性符合要求的准备压力，并将所述准备压力与所述烘丝机筒壁压力相除，获得所述准备压 力系数。本领域普通技术人员可以理解实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过 程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序 在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括R0M、RAM、磁碟或者 光盘等各种可以存储程序代码的介质。最后应当说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽 管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解依然 可以对本发明的具体实施方式
进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发 明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
权利要求
1.一种提高烟丝含水率稳定性控制方法，包括计算上一批次的工艺气流风量和来料烟丝含水率的均值，并将所述工艺气流风量和来 料烟丝含水率的均值分别作为上一批次工艺气流风量和上一批次来料烟丝含水率进行保 存；在烟丝进入烘丝滚筒前的预设时间段采集当前批次的烟丝的平均含水率作为当前批 次来料烟丝含水率，并将所述当前批次来料烟丝含水率与所述上一批次相同牌号的来料烟 丝含水率相减，获得差值；将所述差值与预设调整系数相乘，获得工艺气流风量的变化量；将上一批次工艺气流风量与所述工艺气流风量的变化量相加，并将获得的数值与预设 准备风量系数相乘，获得结果作为当前批次的准备风量自动下达到系统中。
2.根据权利要求1所述的提高烟丝含水率稳定性控制方法，其中所述上一批次为同一 牌号的上一批次。
3.根据权利要求1所述的提高烟丝含水率稳定性控制方法，其中所述调整系数的计算 方法为在实验阶段设置不同的入口烟丝含水率或出口烟丝含水率，并获取脱除所述烟丝的含 水率的变化量所需的工艺气流风量；根据入口烟丝含水率或出口烟丝含水率计算对应的脱水量，并根据所述脱水量和所需 的工艺气流风量计算出所述调整系数和其他因素对脱水量的影响参数。
4.根据权利要求1所述的提高烟丝含水率稳定性控制方法，其中所述准备风量系数的 计算方法为在实验阶段采集工艺气流风量和稳定性符合要求的准备风量，并将所述准备风量与所 述工艺气流风量相除，获得所述准备风量系数。
5.根据权利要求1所述的提高烟丝含水率稳定性控制方法，其中所述采集当前批次的 烟丝的平均含水率的操作具体为当电子皮带秤有占用信号，且水分仪进入到正常工作状态后计算出预设时间段的平均 来料烟丝含水率。
6.一种提高烟丝含水率稳定性控制方法，包括计算上一批次的烘丝机筒壁压力和来料烟丝含水率的均值，并将所述烘丝机筒壁压力 和来料烟丝含水率的均值分别作为上一批次烘丝机筒壁压力和上一批次来料烟丝含水率 进行保存；在烟丝进入烘丝滚筒前的预设时间段采集当前批次的烟丝的平均含水率作为当前批 次来料烟丝含水率，并将所述当前批次来料烟丝含水率与所述上一批次来料烟丝含水率相 减，获得差值；将所述差值与预设调整系数相乘，获得烘丝机筒壁压力的变化量；将上一批次烘丝机筒壁压力与所述烘丝机筒壁压力的变化量相加，并将获得的数值与 预设准备压力系数相乘，获得结果作为当前批次的准备压力自动下达到系统中。
7.根据权利要求6所述的提高烟丝含水率稳定性控制方法，其中所述上一批次为同一 牌号的上一批次。
8.根据权利要求6所述的烟丝含水率稳定性控制方法，其中所述调整系数的设定方法为在实验阶段设置不同的入口烟丝含水率或出口烟丝含水率，并获取脱除所述烟丝的含 水率的变化量所需的烘丝机筒壁压力；根据入口烟丝含水率或出口烟丝含水率计算对应的脱水量，并根据所述脱水量和所需 的烘丝机筒壁压力计算出所述调整系数和其他因素对脱水量的影响参数。
9.根据权利要求1所述的提高烟丝含水率稳定性控制方法，其中所述准备压力系数的 计算方法为在实验阶段采集烘丝机筒壁压力和稳定性符合要求的准备压力，并将所述准备压力与 所述烘丝机筒壁压力相除，获得所述准备压力系数。
10.根据权利要求6所述的提高烟丝含水率稳定性控制方法，其中所述采集当前批次 的烟丝的平均含水率的操作具体为当电子皮带秤有占用信号，且水分仪进入到正常工作状态后计算出预设时间段的平均 来料烟丝含水率。
全文摘要
本发明涉及一种提高烟丝含水率稳定性控制方法，包括计算上一批次的工艺气流风量和来料烟丝含水率的均值，并分别作为上一批次工艺气流风量和来料烟丝含水率进行保存；在烟丝进入烘丝滚筒前的预设时间段采集当前批次的烟丝的平均含水率作为当前批次来料烟丝含水率，并与上一批次的来料烟丝含水率相减，获得差值；将差值与预设调整系数相乘，获得工艺气流风量的变化量；将上一批次工艺气流风量与工艺气流风量的变化量相加，并将获得的数值与预设准备风量系数相乘，获得结果作为当前批次的准备风量自动下达到系统中。本发明设定合适的准备风量参数值，使系统能够快速进入稳定状态，从而较好的控制烟丝的干头量，提高烟丝的利用率，有效降低消耗。
文档编号A24B3/04GK102090708SQ201010286090
公开日2011年6月15日 申请日期2010年9月10日 优先权日2010年9月10日
发明者何善君, 吴永生, 张炜, 曹琦, 林天勤, 林苗俏, 江家森, 邱崇伟, 钟文焱, 陈妍珣, 陈满金 申请人:龙岩烟草工业有限责任公司