一种基于薄板烘丝的烟丝质量控制方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于薄板烘丝的烟丝质量控制方法及系统，本发明通过选取出口水分和热风温度作为影响薄板烘丝质量的因素，并对出口水分和热风温度进行统计；根据出口水分实际值与目标值的偏离程度分区对筒温设定值进行调整，以实现对薄板烘丝工序中出口水分的控制；根据热风温度实际值与目标值的偏离程度分区对热风风门开度进行调整，以实现对薄板烘丝工序中热风温度的控制。本发明能够大幅改善原制丝工序的质量特性指标，增强薄板烘丝过程克服和消除异常干扰的能力，提高过程能力，充分保证薄板烘丝中的热风温度和出口水分的稳定性，实现了完全自动化控制，减轻劳动强度、提高产品质量。
【专利说明】
一种基于薄板烘丝的烟丝质量控制方法及系统
技术领域
[0001] 本发明涉及一种基于薄板烘丝的烟丝质量控制方法及系统，属于烟丝生产控制技 术领域。
【背景技术】
[0002] 在薄板烘丝工序，主要考核的质量指标分别是热风温度和出口水分，根据采集到 的车间真实历史数据，分析当前两个关键质量特性的现状。首先观察薄板烘丝多个批次出 口水分的变化过程，如图l_a和图l_b所示，从中可以看出，其出口水分的波动较为显著，经 常出现往复振荡的现象，且幅度较大。在薄板烘丝工序中，出口水分由筒温来调节，通过调 整筒温的设定值来改变蒸汽阀门的开度，进而调节出口水分，筒温设定值由流量、入口水 分、出口水分设定值进行计算，再加上出口水分的PID反馈值计算得到。然而，在实际生产过 程中，由于入口水分稳定性较差，出口水分的PID反馈滞后性又比较高，往往还需要中控操 作人员根据出口水分的数据变化凭经验进行手动干预调节，比对出口水分和筒温设定值的 调节变化，如图2-a和图2-b所示。从中可以看出，从出口有料开始，经历109个点，即545秒到 达目标值，期间筒温设定值从150-145-140-135-130-135-140-145-150经历多次调整，调整 不到位，出口水分增长较慢;在157点发现出口水分偏低，筒温设定值从150-148-145-143-140,直到200点左右停止下降，245点才重新回到目标值，期间波动较大，调整迟滞。因此，当 前筒温设定值的变化主要依靠人工根据出口水分的变化进行调节，滞后性较为明显，导致 出口水分的波动较大。
[0003] 观察薄板烘丝多个批次热风温度的变化过程，如图3-a和图3-b所示，从中可以看 出，热风温度的波动较为显著，经常出现往复振荡的现象，且幅度较大。在薄板烘丝工序实 际生产过程中，目前主要是通过调节热风风门开度来对热风温度进行控制，以确保热风温 度保持在一个较为稳定的区间，进一步分析热风风门开度与热风温度之间的关系，如图4-a 和图4-b所示。从中可以发现，当前对热风温度的调整存在调整量不准确，频繁连续调整，过 程偏差较大的问题，具体分析如下:在批次开始初期，设备预热不足，热风初始温度就不足， 开始生产后热风风门的初始位置偏小;从第3个点开始，连续调整风门开度9-12-15-18-21-24，时间跨度较长，调整幅度偏小，多次调整不到位，导致较长一段时间热风温度偏低;从第 132个点开始，由于热风温度出现偏高的现象，又出现连续调整风门开度的现象，24-21-18-15-18-15,多次调整不到位，热风温度也未能有效降低下来。因此当前热风风门开度的变化 主要依靠操作人员手动凭经营调整和热风温度的PID反馈调节，滞后性较为明显，导致热风 温度的波动较大。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种基于薄板烘丝的烟丝质量控制方法及系统，以解决目前 薄板烘丝工序中热风温度和出口水分的控制不够准确的问题。
[0005] 本发明为解决上述技术问题提供了一种基于薄板烘丝的烟丝质量控制方法，该控 制方法包括以下步骤：
[0006] 1)选取出口水分和热风温度作为影响薄板烘丝质量的因素，并对出口水分和热风 温度进行统计；
[0007] 2)根据出口水分实际值与目标值的偏离程度分区对筒温设定值进行调整，以实现 对薄板烘丝工序中出口水分的控制；
[0008] 3)根据热风温度实际值与目标值的偏离程度分区对热风风门开度进行调整，以实 现对薄板烘丝工序中热风温度的控制。
[0009] 所述步骤2)的调整过程如下：
[0010] A.将出口水分实际值与目标值之差的变化区域划分为N个区间；
[0011] B.采集当前的出口水分，对当前的所采集的出口水分与目标值之差进行区间判 定，并根据区间的变化调整筒温设定值。
[0012] 所述步骤3)的调整过程如下：
[0013] a.将热风温度实际值与目标值之差的变化区域划分为Μ个区间；
[0014] b.采集当前的热风温度，对当前的所采集的热风温度与目标值之差进行区间判 定，并根据区间的变化调整热风风门开度。
[0015] 出口水分实际值与目标值之差E(k)的变化区域划分为A、B、-B、C、-c、D、-D、E和-E 九个区间，出口水分实际值与目标值之差在±0.15的区间的为A区，在此区间时筒温设定值 保持不变;在0.15-0.2区间的为B区，在0.2-0.3区间的为C区，在0.3到0.4区间的为D区，大 于0.4的为E区，在-0.15到-0.2区间的为-B区，在-0.2到-0.3区间的为-C区，在-0.3到-0.4 区间的为 -D区，小于-0.4的为-E区。
[0016] 将热风温度的实际值与目标值的变化区域划分为4、8、3、(：、-(：、0和-0七个区间， 热风温度实际值与目标值的差在±0.8区间的为A区，在0.8-1.2区间的为B区，在1.2-1.8区 间的为C区，大于1.8的为D区，在-0.8到-1.2区间的为-B区，在-1.2到-1.8区间的为-C区，小 于 _1.8的为-D区。
[0017] 筒温设定值的基础值F由薄板烘丝工序中需要去掉的水量L确定。
[0018] 热风温度实际值与目标值之差的区间判定规则如下：
[0019] 若连续3点中有两个点落在A区，则判定此时处于A区；若连续3点中有两点落在呕 及B区以上，则判定此时处于B区；若连续3点中有两点落在C区及C区以上，则判定此时处于C 区；若连续3点中有两个点落在D区，则判定此时处于D区；若连续3点中有两个点落在-B区 及-B区以下，则判定此时处于-B区；若连续3点中有两个点落在-C区及-C区以下，则判定此 时处于-C区;若连续3点中有两个点落在-D区，则判定此时处于-D区。
[0020] 本发明还提供了一种基于薄板烘丝的烟丝质量控制系统，该控制系统包括中控系 统、数据采集单元和集成数据库，所述数据采集单元用于采集影响薄板烘丝质量的因素，所 述集成数据库用于选取出口水分和热风温度作为影响薄板烘丝质量的因素，并对出口水分 和热风温度的质量数据进行统计，所述中控系统用于根据出口水分实际值与目标值的偏离 程度分区对筒温设定值进行调整，以实现对薄板烘丝工序中出口水分的控制，用于根据热 风温度实际值与目标值的偏离程度分区对热风风门开度进行调整，以实现对薄板烘丝工序 中热风温度的控制。
[0021] 筒温设定值的调整过程如下：
[0022] A.将出口水分实际值与目标值之差的变化区域划分为N个区间；
[0023] B.采集当前的出口水分，对当前的所采集的出口水分与目标值之差进行区间判 定，并根据区间的变化调整筒温设定值。
[0024] 热风风门开度的调整过程如下：
[0025] a.将热风温度实际值与目标值之差的变化区域划分为Μ个区间；
[0026] b.采集当前的热风温度，对当前的所采集的热风温度与目标值之差进行区间判 定，并根据区间的变化调整热风风门开度。
[0027] 本发明的有益效果是:本发明通过选取出口水分和热风温度作为影响薄板烘丝质 量的因素，并对出口水分和热风温度进行统计;根据出口水分实际值与目标值的偏离程度 分区对筒温设定值进行调整，以实现对薄板烘丝工序中出口水分的控制;根据热风温度实 际值与目标值的偏离程度分区对热风风门开度进行调整，以实现对薄板烘丝工序中热风温 度的控制。本发明能够大幅改善原制丝工序的质量特性指标，增强薄板烘丝过程克服和消 除异常干扰的能力，提高过程能力，充分保证薄板烘丝中的热风温度和出口水分的稳定性， 实现了完全自动化控制，减轻劳动强度、提高产品质量。
【附图说明】
[0028] 图Ι-a是薄板烘丝工序中出口水分2的时间序列图；
[0029] 图1 -b是薄板烘丝工序中出口水分3的时间序列图；
[0030] 图2-a是薄板烘丝工序中出口水分的时间序列图；
[0031]图2-b是薄板烘丝工序中滚筒温度设定值的时间序列图；
[0032] 图3-a是薄板烘丝工序中热风温度的时间序列图；
[0033] 图3-b是薄板烘丝工序中C26的热风温度时间序列图；
[0034] 图4-a是薄板烘丝工序中热风温度_1的时间序列图；
[0035] 图4-b是薄板烘丝工序中与热风温度_1相对应的热风风门开度的时间序列图；
[0036] 图5是本发明基于薄板烘丝的烟丝质量控制系统的结构框架示意图；
[0037] 图6是本发明应用前薄板烘丝出口水分数据示意图；
[0038] 图7是本发明应用后薄板烘丝出口水分数据示意图；
[0039] 图8是本发明应用前薄板烘丝热风温度数据示意图；
[0040] 图9是本发明应用后薄板烘丝热风温度数据示意图。
【具体实施方式】
[0041] 下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做进一步的说明。
[0042] 本发明的一种基于薄板烘丝的烟丝质量控制方法的实施例。
[0043] 针对薄板烘丝工序，按照各工序生产工艺要求及国家烟草专卖局发布的《卷烟制 造过程能力测评导则》中的该工序关键质量特性，确定了影响薄板烘丝工序关键质量特性 的影响因素，见表1所示。
[0044] 表1 ·
[0045]
[0047] 具体质量监控的对象见表2。[0048] 表 2
[0046]
[0049]
[0050] 可见薄板烘丝过程中的关键质量特性包括出口水分和热风温度，而影响出口水分 的重点因素包括筒温设定值、蒸汽阀门开度和物料流量，影响热风温度的重点因素包括热 风风门开度和物料流量。下面就对出口水分和热风温度的控制进行说明。
[0051 ] 1.对出口水分进行分区控制
[0052]本发明采用分区控制的方式控制出口水分，即根据出口水分实际值与设定值的偏 离程度分区对筒温设定值进行调整。下面对分区控制的具体过程进行详细说明。
[0053] 入口有料一段时间后(60秒)后，取1分钟的入口水分数据的平均值Μ作为这批物流 入口水分的估计值，减去出口水分的目标值，则为需要在该工序去掉的水分量L，若L值大于 7.5，将筒温设定值的基础值F设为170;在7.2到7.5之间，将筒温设定值的基础值F设为165; 在6.9到7.2之间，将筒温设定值的基础值F设为160;若该值在6.6到6.9之间，将筒温设定值 的基础值F设为155;若该值在6.2到6.6之间，将筒温设定值F设为150;若该值小于6.2，将筒 温设定值F设为145。当出口水分大于12.5时，说明出口有料了，这时分两种情况:若水分继 续升高达到出口水分的设定值，则从达到设定值的时刻开始采用以下分段控制策略;若水 分在10个点内仍未达到出口水分的设定值，则在第10个点的时刻开始采用分区控制策略。
[0054] 将薄板烘丝工序中的出口水分实际值与目标值之差E(k)的变化区域划分为六』、-B、C、-C、D、-D、E和-E九个区间，出口水分实际值与目标值之差在± 0.15的区间的为A区，在 此区间时筒温设定值保持不变;在0.15-0.2区间的为B区，在0.2-0.3区间的为C区，在0.3到 0.4区间的为D区，大于0.4的为E区，在-0.15到-0.2区间的为-B区，在-0.2到-0.3区间的为-C区，在-〇. 3到-0.4区间的为-D区，小于-0.4的为-E区。
[0055] 采集当前出口水分值，判断当前出口水分值与目标值之差所处区间，每采集一个 出口水分值，进行一次区间判定。区间判定是每采一个数，都要进行一次区间判定，区间判 定方法是，根据当前所采数，以及之前的两个数，共连续3点来判断。根据区间的变化调整筒 温设定值。
[0056] 1)若E(k)在A 区
[0057] 若E(k)从A区变化到B区，将筒温设定值+2;若E(k)从A区变化到C区，将筒温设定值 +3;若E(k)从A区变化到D区，将筒温设定值+5;若E(k)从A区变化到-B区，将筒温设定值-2; 若E(k)从A区变化到-C区，将筒温设定值-3;若E(k)从A区变化到-D区，将筒温设定值-5。
[0058] 2)若E(k)在B 区
[0059] 若E(k)从B区变化到A区，将筒温设定值保持不变;若E(k)从B区变化到C区，将筒温 设定值+3;若E(k)从B区变化到D区，将筒温设定值+5;若E(k)从B区变化到E区，将筒温设定 值+8;若E(k)从B区变化到-B区，将筒温设定值-5;若连续5个点保持在B区，将筒温设定值+ 2;然后重新计点数。
[0060] 3)若 E(k)在C 区
[0061] 若E(k)从C区变化到A区，将筒温设定值-3;若E(k)从C区变化到B区，将筒温设定 值-1;若E(k)从C区变化到D区，将筒温设定值+3;若E(k)从C区变化到E区，将筒温设定值+5; 若连续5个点保持在C区，将筒温设定值+3;然后重新计点数。
[0062] 4)若E(k)在D 区
[0063] 若E(k)从D区变化到A区，将筒温设定值-5;若E(k)从D区变化到B区，将筒温设定 值-3;若E (k)从D区变化到C区，将筒温设定值-2;若E (k)从D区变化到E区，将筒温设定值+3; 若连续5个点保持在D区，将筒温设定值+5;然后重新计点数。
[0064] 5)若E(k)在E 区
[0065] 若E(k)从E区变化到B区，将筒温设定值-5;若E(k)从E区变化到C区，将筒温设定 值-3;若E (k)从E区变化到D区，将筒温设定值-2。
[0066] 6)若 E(k)在-B 区
[0067] 若E(k)从-B区变化到A区，将筒温设定值保持不变;若E(k)从-B区变化到B区，将筒 温设定值+5;若E(k)从-B区变化到-C区，将筒温设定值-3;若E(k)从-B区变化到-D区，将筒 温设定值-5;若E(k)从-B区变化到-E区，将筒温设定值-8;若连续5个点保持在-B区，将筒温 设定值-2;然后重新计点数。
[0068] 7)若 E(k)在-C 区
[0069] 若E(k)从-C区变化到A区，将筒温设定值+3;若E(k)从-C区变化到-B区，将筒温设 定值+1;若E(k)从-C区变化到-D区，将筒温设定值-3;若E(k)从-C区变化到-E区，将筒温设 定值-5;若连续5个点保持在-C区，将筒温设定值-3;然后重新计点数。
[0070] 8)若 E(k)在-D 区
[0071] 若E(k)从-D区变化到A区，将筒温设定值+5;若E(k)从-D区变化到-B区，将筒温设 定值+3;若E(k)从-D区变化到-C区，将筒温设定值+2;若E(k)从-D区变化到-E区，将筒温设 定值-3;若连续5个点保持在-D区，将筒温设定值-5;然后重新计点数。
[0072] 9)若 E(k)在-E 区
[0073] 若E(k)从-E区变化到-B区，将筒温设定值+5;若E(k)从-E区变化到-C区，将筒温设 定值+3;若E( k)从-E区变化到-D区，将筒温设定值+2。
[0074] 2.根据热风温度实际值与目标值的偏离程度分区对热风风门开度进行调整。
[0075] 开始阶段：以流量判断生产开始，要求每批开始先设定热风温度的目标值，若设为 11 〇，则初始阀门开度为30，若设为115，则初始阀门开度为65。
[0076] 将热风温度的实际值与目标值的变化区域划分为4、8、3、(：、-(：、0和-0七个区间， 热风温度实际值与目标值的差在±0.8区间的为A区，在0.8-1.2区间的为B区，在1.2-1.8区 间的为C区，大于1.8的为D区，在-0.8到-1.2区间的为-B区，在-1.2到-1.8区间的为-C区，小 于 _1.8的为-D区。
[0077] 热风温度每采一个数，都要进行一次区间判定，根据区间的变化调整混合风门开 度，区间判定方法是，根据当前所采数，以及之前的两个数，共连续3点来判断:若连续3点中 有两个点落在A区，则判定此时处于A区；若连续3点中有两个点落在B区及B区以上，则判定 此时处于B区；若连续3点中有两个点落在C区及C区以上，则判定此时处于C区;若连续3点中 有两个点落在D区，则判定此时处于D区；若连续3点中有两个点落在-B区及-B区以下，则判 定此时处于-B区；若连续3点中有两个点落在-C区及-C区以下，则判定此时处于-C区；若连 续3点中有两个点落在-D区，则判定此时处于-D区。
[0078] 1)假设正常阶段的初始区间为A区（中间区）
[0079] 若继续判定处于A区，在此区间内不作调整;若判定此时已从A区变化到了B区，减 小风门开度3;当判定此时已从A区变化到了-B区，增大风门开度3;若判定此时已从A区变化 到了C区，减小混合风门开度5;当判定此时已从A区变化到了-C区，增大混合风门开度5;若 判定此时已从A区变化到了D区，减小混合风门开度10;当判定此时已从A区变化到了-D区， 增大混合风门开度10;若连续5点都判断在A区，且连续5点增大，减小风门开度2;若连续5点 都判断在A区，且连续5点减小，增大风门开度2。
[0080] 2)当判定前一时刻在B区
[0081] 若判定此时已从B区变化到了A区，风门开度不变;若判定此时已从B区变化到了C 区，减小风门开度3;若判定此时已从B区变化到了 D区，减小风门开度5;若判定从B区变化到 了-B、-C、-D区，风门开度分别+5、+5、+10;若连续3点在B区，减小风门开度3。
[0082] 3)当判定前一时刻在C区
[0083]若判定此时已从C区变化到了 A区，增大风门开度3;若判定此时已从C区变化到了 B 区，风门开度不变;若判定此时已从C区变化到了D区，减小风门开度5;若判定从C区变化到 了-B、-C、-D区，风门开度分别+5、+5、+10;若连续3点在C区，减小风门开度3。
[0084] 4)当判定前一时刻在D区
[0085]若判定此时已从D区变化到了 A区，增大风门开度5;若判定此时已从D区变化到了 B 区，增大风门开度3;若判定此时已从D区变化到了 C区，保持风门开度不变;若判定从D区变 化到了-B、-C、-D区，风门开度分别+5、+5、+10;若连续3点在D区，减小风门开度5。
[0086] 5)当判定前一时刻在-B区
[0087] 若判定此时已从-B区变化到了A区，风门开度不变；若判定此时已从-B区变化到 了-C区，增大风门开度3;若判定此时已从B区变化到了-D区，增大风门开度5;若判定从-B区 变化到了 B、C、D区，风门开度分别-5、-5、-10;若连续3点在-B区，增大风门开度3。
[0088] 6)当判定前一时刻在-C区
[0089]若判定此时已从-C区变化到了 A区，减小风门开度3;若判定此时已从-C区变化到 了-B区，风门开度不变;若判定此时已从-C区变化到了-D区，增大风门开度5;若判定从-C区 变化到了 B、C、D区，风门开度分别-5、-5、-10;若连续3点在-C区，增大风门开度3。
[0090] 7)当判定前一时刻在-D区
[0091]若判定此时已从-D区变化到了 A区，减小风门开度5;若判定此时已从-D区变化到 了-B区，减小风门开度3;若判定此时已从-D区变化到了-C区，保持风门开度不变;若判定 从-D区变化到了B、C、D区，风门开度分别-5、-5、-10;若连续3点在-D区，增大风门开度5。
[0092] 通过上述过程，本发明能够对薄板烘丝工序中的出口水分和热风温度进行精确控 制，使生产过程中的出口水分和热风温度尽可能的保持在目标值左右波动，提高了烟丝生 产的质量。
[0093] 本发明的一种基于薄板烘丝的烟丝质量控制系统的实施例
[0094] 本发明的基于薄板烘丝的烟丝质量控制系统如图5所示，该控制系统包括中控系 统、数据采集单元和集成数据库，数据采集单元用于采集影响薄板烘丝质量的因素，集成数 据库用于选取出口水分和热风温度作为影响薄板烘丝质量的因素，并对出口水分和热风温 度的质量数据进行统计，中控系统用于根据出口水分实际值与目标值的偏离程度分区对筒 温设定值进行调整，以实现对薄板烘丝工序中出口水分的控制，用于根据热风温度实际值 与目标值的偏离程度分区对热风风门开度进行调整，以实现对薄板烘丝工序中热风温度的 控制。其工作过程已在方法的实施例中进行了详细说明，这里不再赘述。
[0095] 该系统可根据对各关键质量特性设计的分区规则和调整规则，建立多语义智能决 策控制规则，包括数据计算模型、控制模型、判别筛选规则、模糊修正模型、趋势分析模型 等，允许智能监控调整模块对专家库进行调用，允许人工对专家库进行查询、新增、删除和 修改。根据产品牌号、生产工艺、环境等的差别，可以在该模块中对控制系统的各类控制参 数进行必要的设置和调整，在管理员授权的情况下可以适当地调整各控制规则库中的控制 参数，对控制规则进行修正和优化。
[0096] 为了使控制系统的自学习功能能够更符合操作人员的需求，可以对自学习规则的 学习时间、数据范围、学习频率等自学习规则进行调整，同时支持自学习按条件进行查询。 将关键质量特性及其影响因素都纳入同一关系数据库，支持对任一质量特性查询其历史数 据、数据的时间序列表现，以及与之相关的各项影响因素。
[0097] 从专家库获取相适应的控制规则，发出具体调整的指令对影响因素和控制参数进 行实时调整和纠正。系统设置主要是对系统中的各项基础数据和参数进行管理，包括用户 权限管理、工作流程管理、系统日志及系统备份等功能，实现任务驱动、过程跟踪的质量管 理模式，同时保证系统的安全性，防止外部侵入以及意外故障造成数据丢失。
[0098] 本发明的基于薄板烘丝的烟丝质量控制系统的数据库采用大型关系型数据库MS SQL SERVER 2008,它是单处理、多线程的数据库，与多重处理、单线程的数据库相比，耗用 的硬件资源较少。SQL Server作为Windows 2000系统的延伸，和其他数据库不同，无需为了 能在不同的操作系统上运行而降低效率，它能完全发挥Windows 2008的性能。
[0099] Windows 2003SERVER是微软公司的一种全新32位多任务操作系统，具有多种网络 管理功能，支持多种网络协议，Windows 2003SERVER是针对客户机/服务器结构专门设计的 高效、可靠的开放式平台，具有性能高、开放性强、安全可靠和可移植性强等特点。因此，本 发明选用Windows NT4.0(Windows2008)作为网络操作系统。中间件为通用的连接工具 ODBC，开发工具采用当今世界流行的面向对象的语言VB6.0，C#。
[0100]本系统结合现有C/S和B/S模式的各自优势，构建适宜于自身特点的智能控制系 统;本系统中数据查询，报表模块，用户可以通过B/S模式服务查询系统历史运行情况，由于 B/S结构的特性，对于非实时性、大量运算的数据，使用B/S结构可以减少网络管理人员的工 作量与客户端的益用性。数据仓库，专家知识库，智能决策机制等，由于C/S模式的特性，对 于这些大量数据的存取，大量数据计量，以及数据接口方面的工作需要使用C/S模式。
[0101]将该系统平台初步在生产过程中进行测试，验证控制效果。测试验证过程分别分 为三个阶段:第一个阶段，离线跟踪测试;第二阶段在线纠偏控制测试;第三阶段，自学习算 法设计和应用。
[0102] 离线跟踪测试主要是通过实时的数据跟踪，通过系统运行提出控制措施，但控制 措施不直接写入PLC系统，而是通过数据分析和比较来判断每个时间点是否需要采取控制 行为，采取的控制行为方向是否正确，并与系统提出的控制行为进行验证，以初步证明系统 采取的控制行为将会是有效的。
[0103] 在离线测试验证系统的操作行为是有效的，则进一步进行在线的控制测试，在这 一测试中，将真正由系统运行写入控制措施，实时进行智能化精准控制，以验证程序调控的 准确性和系统的稳定性，在测试的基础上，对系统中部分控制参数，如阀门开度的调整幅度 等进行相应的微调，避免出现多次调整步到位或者超调等现象。
[0104] 在离线和在线测试都完成后，当前的控制系统就已基本能够适应生产现场直接应 用了，但仍然可能会存在由于生产过程的操作环境、来料、检测仪器和设备等发生变化而导 致系统调整不到位的现象，为此，奔赴买那个根据历史数据的变化规律还提出了应用最新 历史批次数据进行自学习算法设计，使该控制系统具备自适应能力，具体自学习算法包括 以下四种类型：
[0105] 1)参与自学习计算的数据筛选机制
[0106] 首先按照标偏和过程能力指数对最近历史批次数据进行比对筛选，选择标偏较小 或过程能力较高的批次数据参与自学习，其次在批次内选择较为接近目标值的数据参与自 学习，而偏离目标较远的数据将被筛除，以提高自学习的效果。
[0107] 2)量具校正后的自学习修正算法
[0108] 出口水分、入口水分的水分仪、温度仪等在进行校正后，读数的变化会影响精准控 制的准确程度，需要根据校正时量具的调整量进行自学习修正。
[0109] 3)极值区域自学习修正算法
[0110] 对于数据分布的两端，例如来料水分偏大或偏小的部分区域，往往是不容易控制 好的区域，在经过数据筛选后常导致这部分区域对应的数据量不充分的现象，可采用对控 制效果不佳的历史数据进行修正的方法补充数据来源，再进行自学习修正。
[0111] 系统运行效果比对分析
[0112] 对薄板烘丝工序的两个关键质量特性，采用本发明的控制方式使生产过程中出口 水分和热风温度尽可能保持在目标值左右波动，采用本发明的精准控制系统前后的数据分 布比对分别如图6-9所示，表3-6所示。
[0113]表3.系统应用前薄板烘丝出口含水率过程质量指标
[0116] 表4.系统应用后薄板烘丝出口含水率过程质量指标[0117]
[0114] -
[0115] -
[0118]表5系统应用前薄板烘丝热风温度过程质量指标 [0119]
[0120] 表6.系统应用后薄板烘丝热风温度过程质量指标
[0121]
[0122]从精准控制前后的图形和过程能力指数的比较结果来看，通过本发明的应用，初 步取得了以下效果：出口含水率过程偏差降低了20-30%，CPK有较大提升，约30%;热风温 度过程偏差降低了30%，CPK提升约20-30%;实现了过程自动诊断和控制，减少了人为干 预，保证产品的均质化;降低了操作人员的工作强度。因此本发明可大幅改善薄板烘丝工序 的质量特性指标，增强生产过程克服和消除异常干扰的能力，充分保证了薄板烘丝中热风 温度和出口水分的稳定性，在卷烟行业具有很好的推广应用前景。
【主权项】
1. 一种基于薄板烘丝的烟丝质量控制方法，其特征在于，该控制方法包括以下步骤： 1) 选取出口水分和热风温度作为影响薄板烘丝质量的因素，并对出口水分和热风温度 进行统计； 2) 根据出口水分实际值与目标值的偏离程度分区对筒温设定值进行调整，以实现对薄 板烘丝工序中出口水分的控制； 3) 根据热风温度实际值与目标值的偏离程度分区对热风风门开度进行调整，以实现对 薄板烘丝工序中热风温度的控制。2. 根据权利要求1所述的基于薄板烘丝的烟丝质量控制方法，其特征在于，所述步骤2) 的调整过程如下： A. 将出口水分实际值与目标值之差的变化区域划分为N个区间； B. 采集当前的出口水分，对当前的所采集的出口水分与目标值之差进行区间判定，并 根据区间的变化调整筒温设定值。3. 根据权利要求1所述的基于薄板烘丝的烟丝质量控制方法，其特征在于，所述步骤3) 的调整过程如下： a. 将热风温度实际值与目标值之差的变化区域划分为Μ个区间； b. 采集当前的热风温度，对当前的所采集的热风温度与目标值之差进行区间判定，并 根据区间的变化调整热风风门开度。4. 根据权利要求2所述的基于薄板烘丝的烟丝质量控制方法，其特征在于，出口水分实 际值与目标值之差E (k)的变化区域划分为A、B、-B、C、-C、D、-D、E和-E九个区间，出口水分实 际值与目标值之差在±0.15的区间的为A区，在此区间时筒温设定值保持不变;在0.15-0.2 区间的为B区，在0.2-0.3区间的为C区，在0.3到0.4区间的为D区，大于0.4的为E区，在-0.15 到-0.2区间的为-B区，在-0.2到-0.3区间的为-C区，在-0.3到-0.4区间的为-D区，小于-0.4 的为-E区。5. 根据权利要求3所述的基于薄板烘丝的烟丝质量控制方法，其特征在于，将热风温度 的实际值与目标值的变化区域划分为A、B、-B、C、-C、D和-D七个区间，热风温度实际值与目 标值的差在±0.8区间的为A区，在0.8-1.2区间的为B区，在1.2-1.8区间的为C区，大于1.8 的为D区，在-0.8到-1.2区间的为-B区，在-1.2到-1.8区间的为-C区，小于-1.8的为-D区。6. 根据权利要求1所述的基于薄板烘丝的烟丝质量控制方法，其特征在于，筒温设定值 的基础值F由薄板烘丝工序中需要去掉的水量L确定。7. 根据权利要求5所述的基于薄板烘丝的烟丝质量控制方法，其特征在于，热风温度实 际值与目标值之差的区间判定规则如下： 若连续3点中有两个点落在A区，则判定此时处于A区；若连续3点中有两点落在B区及B 区以上，则判定此时处于B区；若连续3点中有两点落在C区及C区以上，则判定此时处于C区； 若连续3点中有两个点落在D区，则判定此时处于D区；若连续3点中有两个点落在-B区及-B 区以下，则判定此时处于-B区；若连续3点中有两个点落在-C区及-C区以下，则判定此时处 于-C区;若连续3点中有两个点落在-D区，则判定此时处于-D区。8. -种基于薄板烘丝的烟丝质量控制系统，其特征在于，该控制系统包括中控系统、数 据采集单元和集成数据库，所述数据采集单元用于采集影响薄板烘丝质量的因素，所述集 成数据库用于选取出口水分和热风温度作为影响薄板烘丝质量的因素，并对出口水分和热 风温度的质量数据进行统计，所述中控系统用于根据出口水分实际值与目标值的偏离程度 分区对筒温设定值进行调整，以实现对薄板烘丝工序中出口水分的控制，用于根据热风温 度实际值与目标值的偏离程度分区对热风风门开度进行调整，以实现对薄板烘丝工序中热 风温度的控制。9. 根据权利要求8所述的基于薄板烘丝的烟丝质量控制系统，其特征在于，筒温设定值 的调整过程如下： A. 将出口水分实际值与目标值之差的变化区域划分为N个区间； B. 采集当前的出口水分，对当前的所采集的出口水分与目标值之差进行区间判定，并 根据区间的变化调整筒温设定值。10. 根据权利要求8所述基于薄板烘丝的烟丝质量控制系统，其特征在于，热风风门开 度的调整过程如下： a. 将热风温度实际值与目标值之差的变化区域划分为Μ个区间； b. 采集当前的热风温度，对当前的所采集的热风温度与目标值之差进行区间判定，并 根据区间的变化调整热风风门开度。
【文档编号】F26B25/22GK105996107SQ201610436645
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月17日
【发明人】刘穗君, 张新锋, 李超, 刘磊, 曹兴强, 崔岩, 王玉建, 杨光露, 柳斌, 杨松波, 陈建中, 杨甦, 袁源, 胡学刚, 李显红
【申请人】河南中烟工业有限责任公司, 河南中烟工业有限责任公司南阳卷烟厂, 河南中心线电子科技有限公司