专利名称：一种提高加料/加香均匀性的控制方法
技术领域：
本发明涉及烟草制丝生产工艺中加料/加香技术领域。
背景技术：
在烟草制丝工艺中，加料/加香环节一直都是十分重要的，对最终产品的质量会产生直接的影响。为保证加料/加香的精度及均匀性,加料/加香环节的来料都要求流量稳定，物料含水率稳定。然而，在实际生产过程中，加料来料 的流量和来料的水分都是具有一定的波动的，以往的加工生产比较粗放，粗略的将来料的水分和；流量视为均匀和固定的，没有针对这种来料物料的水分、流量的波动进行精确的控制。但随着生产的日益精细化要求，这些波动日益受到生产厂家的重视，要求在生产过程中进行更加精细化的控制和调整，以此来提高产品的质量。
发明内容
本发明的目的是针对烟草制丝精细化加工生产的要求，提供一种可提高加料/加香均匀性控制的方法，以实现在加料环节减少物料水分、流量的波动对加料带来的影响，使加料均匀性更好，从而提高产品的质量。本发明的目的通过下述技术方案实现一种提高加料/加香均匀性的控制方法，在加料/加香机前方设置有电子皮带秤，在电子皮带秤上设置有水份检测仪，在加料/加香机上设置有料液流量计和加料泵，电子皮带秤、水分检测仪、料液流量计和加料泵均与加料/加香机控制系统电连接，将电子皮带秤瞬时检测到的物料量信号及水份测量仪同时检测到的物料含水率信号输入到加料/加香机控制系统中，控制系统根据一定的计算方法，计算出物料的标准水分物料对应下的瞬时流量，由标准水分物料的瞬时流量乘以设定的加料比例得到了瞬时的加料量，系统通过计算得到瞬时的加料量后，根据这个加料量控制加料泵转速，从而使加料机根据来料物料的实时情况进行加料/加香，控制方法如下①由电子皮带秤及水分检测仪在同一采样时间段检测得到瞬时物料流量及瞬时含水率信号，并将瞬时物料流量及瞬时含水率信号输入到加料/加香机控制系统的计算机中，计算机将接收到的瞬时物料流量和物料瞬时含水率按式(A)计算得到物料的标准水分物料瞬时流量值X (单位kg/s)x=a*(100%-c)/(100%-e) ； (A)式中，a为电子皮带秤检测到的瞬时物料量，按设定时间检测，一般设定时间按0. 5s或0. 2s检测一次；c为水分测量仪检测到的瞬时物料含水率，按设定时间检测，一般设定时间按0. 5s或0. 2s检测一次；e为设定折算的标准水分，根据加工过程中物料的种类不同及工位不同进行设定，烟草物料，包括烟叶、烟丝、烟梗、烟梗颗粒中的任意一种或几种，设定折算的标准水分e在10% 40%范围内根据物料情况取值；X为控制系统通过计算得到的标准水分物料瞬时流量；所述标准水分物料瞬时流量是指为了去除水分的影响，将检测到的不同水分值下的物料流量折算为一个统一的标准水分值下的物料流量；②得出来料的标准水分物料瞬时流量值X后，加料/加香机控制系统根据波动变化的标准水分物料瞬时流量，按照设定的加料比例m进一步计算出瞬时加料流量L L=x*m ;进而根据瞬时加料流量L控制加料泵速度，即时调整对应时段通过的物料的加料/加香瞬时流量。本发明所述物料为烟草物料，包括烟叶、烟丝、烟梗、烟梗颗粒中的任意一种或几种，设定折算的标准水分e在10% 40%范围内根据物料情况取值。·本发明在控制标准水分物料的加料/加香瞬时流量时，对加料/加香瞬时流量的误差进行修正，修正方法如下按式(B)和式(C)计算修正时间T内电子皮带秤的标准水分物料的累计量Y :Yn*q = Yn* +Abl，(B)Abl=AM(IOO0Zf)-C' )/(100%_e)，(C)式(B)和式(C)在0.5s循环中调用；其中A b为实际通过电子皮带秤的物料在设定取值时间段q内的累计值；A bl为折算为标准水分的物料在设定取值时间段q内的累计值；c'为水分测量仪检测到的设定取值时间段q内的平均物料含水率；e为设定折算的标准水分，根据加工过程中物料的种类不同及工位不同进行设定，设定折算的标准水分e为10% 40%内取值；q为电子秤称量累计值的设定取值时间段，取值设定时间段可根据工艺要求进行设定，一般可按0. 2s、0. 5s ；n为整数，并大于等于I ;可通过n=T/q确定；T为累积量的修正时间，即设定的以多长时间的累计量进行修正；将修正时间T内电子皮带秤的标准水分物料的累计量Y和标准物料量设定的加料比例m相乘可以得出理论加料累计量，即为应该加入的料液累计量W W=Y*m而加料系统中的料液流量计可测得实际加料累计量r，理论的加料累计量和料液流量计测得的实际加料累计量的差值作为控制系统的修正值N，N=W-W/，将修正值加入到控制系统对料/加香瞬时流量进行修正，即下个瞬时加料的瞬时加料流量L被修正为L'I' = L+N/TL'为修正后的瞬时加料流量；L为瞬时加料流量；N为加料系统修正值；T为累积量的修正时间，即设定的以多长时间的累计量进行修正。
本发明方法将来料物料的水分、流量情况通过设备的即时检测，将检测数据输入到控制系统中，即将来料物料的水分、流量波动因素纳入到系统的控制中，以此来控制加料/加香环节，这样可以根据来料物料瞬时的实际情况进行加料/加香环节的控制，来确保加料加香环节的控制精度及料液的均匀性，达到精细化控制加料/加香环节的要求，从而实现提高产品质量的目的。下面结合说明书附图进一步阐述本发明内容。
图I是采用本发明方法的设备布局示意图。
具体实施例方式如图I所示，实现本发明的设备系统是在加料/加香机4前方设置有电子皮带秤I，在电子皮带秤上设置有水份检测仪2，在加料/加香机4上设置有料液流量计4-1和加料泵4-2，电子皮带秤、水分检测仪、料液流量计和加料泵均与加料/加香机控制系统3电连接，将电子皮带秤检测到的瞬时物料量信号及水份测量仪同时检测到的物料含水率信号输入到加料/加香机控制系统中，从而控制料液流量计和加料泵对进入到加料/加香机的对应时段的物料进行加料/加香，控制方法如下①由电子皮带秤及水分检测仪在同一采样时间段检测得到瞬时物料流量及瞬时含水率信号，并将瞬时物料流量及瞬时含水率信号输入到加料/加香机控制系统的计算机中，计算机将接收到的瞬时物料流量和物料瞬时含水率按式(A)计算得到物料的标准水分物料瞬时流量值X (单位kg/s)x=a*(100%-c)/(100%-e) ；(A)式中，a为电子皮带秤检测到的瞬时物料量(单位kg/s)，按设定时间检测，一般设定时间按0. 5s或0. 2s检测一次；c为水分测量仪检测到的瞬时物料含水率，按设定时间检测，一般设定时间按0. 5s或0. 2s检测一次；e为设定折算的标准水分，根据加工过程中物料的种类不同及工位不同进行设定，烟草物料，包括烟叶、烟丝、烟梗、烟梗颗粒中的任意一种或几种，设定折算的标准水分e在10% 40%范围内根据物料情况取值。X为控制系统通过计算得到的标准水分物料瞬时流量(单位kg/s);所述标准水分物料瞬时流量是指为了去除水分的影响，将检测到的不同水分值下的物料流量折算为一个统一的标准水分值下的物料流量；②得出来料的标准水分物料瞬时流量值X后，加料/加香机控制系统根据波动变化的标准水分物料瞬时流量，按照设定的加料比例m (单位1/kg)进一步计算出瞬时加料流量L (单位1/s)L=x*m ；，进而根据瞬时加料流量L控制加料泵速度，即时调整对应时段通过的物料的加料/加香瞬时流量。2、根据权利要求I所述的一种提高加料/加香均匀性的控制方法，其特征在于，所述物料为烟草物料，包括烟叶、烟丝、烟梗、烟梗颗粒中的任意一种或几种，设定折算的标准水分e在10% 40%范围内根据物料情况取值。3、根据权利要求I或2所述的一种提高加料/加香均匀性的控制方法，其特征在于，在控制标准水分物料的加料/加香瞬时流量时，对加料/加香瞬时流量的误差进行修正，修正方法如下按式(B)和式(C)计算修正时间T内电子皮带秤的标准水分物料的累计量Y (单位 kg)Yn*q = Yn* +Abl(B),Abl=AM(IOO0Zf)-C' )/(100%-e) (C),式(B)和式(C)在0.5s循环中调用；其中A b为实际通过电子皮带秤的物料在设定取值时间段q内的累计值(单位kg)；A bl为折算为标准水分的物料在设定取值时间段q内的累计值(单位kg)；c'为水分测量仪检测到的设定取值时间段q内的平均物料含水率；e为设定折算的标准水分，根据加工过程中物料的种类不同及工位不同进行设定，设定折算的标准水分e为10% 40%内取值；q为电子秤称量累计值的设定取值时间段(单位S)，取值设定时间段可根据工艺要求进行设定，一般可按0. 2秒、0. 5秒；n为整数，并大于等于I ;可通过n=T/q确定；T为累积量的修正时间(单位s)，即设定的以多长时间的累计量进行修正。将修正时间T内电子皮带秤的标准水分物料的累计量Y和标准物料量设定的加料比例m(单位1/kg)相乘可以得出理论加料累计量，即为应该加入的料液累计量W(单位I)W=Y*m而加料系统中的料液流量计可测得实际加料累计量r，理论的加料累计量和料液流量计测得的实际加料累计量的差值作为控制系统的修正值N，N=W-W/，将修正值加入到控制系统对料/加香瞬时流量进行修正。即下个瞬时加料的瞬时加料流量L被修正为L'I' = L+N/TL'为修正后的瞬时加料流量(单位1/s);L为瞬时加料流量(单位1/s)；N为加料系统修正值(I)；T为累积量的修正时间(单位s)，即设定的以多长时间的累计量进行修正。由于电子皮带秤检测的来料瞬时流量和水分测量仪检测到的瞬时水分量是变化的，从而标准水分物料的瞬时流量值也是变换的。本发明将不同时段通过电子皮带秤的水分量不同的物料全部折算为标准水分值下的物料瞬时流量，根据标准水分瞬时流量值进行加料，加料系统位于电子皮带秤、水分测量仪的检测点之后，加料/加香系统就可以根据物料的标准水分量进行调整加料。进一步举例说明如下例如，按照烟草制丝生产的一般要求，将标准水分设定为12%，即取e=12%，第一个0. 2s时电子皮带秤检测到来料瞬时流量为lOkg/s，同时水分检测仪检测到的该0. 2s时物料瞬时含水率为17%，第二个0. 2s检测到来料瞬时流量为9. 5kg/s，物料瞬时含水率为19%，第三个0. 2s检测到来料瞬时流量为10. 5kg/s,物料瞬时含水率为18%，第四个0. 2s检测到来料瞬时流量为lOkg/s，物料瞬时含水率为18%，第五个0. 2S检测到来料瞬时流量为9.8kg/s，物料含水率为18%，上述第一个0.2s标准物料瞬时流量按式(A)计算，为x=10* (100%-17%) / (100%-12%) =9. 43kg/s，第二个0. 2s标准物料瞬时流量按式(A)计算为
8.74kg/s，第三个0. 2s料标准 物料瞬时流量按式(A)计算为9. 78kg/s，第四个0. 2s料标准物料瞬时流量按式(A)计算为9. 32kg/s，第五个0. 2s料标准物料瞬时流量按式(A)计算为
9.13kg/s，如果根据生产实际设定标准水分对应的加料比例m为2%(l/kg标准水分物料)，则相应第一个0. 2s物料的瞬时加料/加香流量为L=9. 43kg*2%=0. 1891/s，第二个0. 2s物料的瞬时加料/加香流量为0. 1751/s，第三个0. 2s物料的瞬时加料/加香流量为0. 1961/S，第四个0. 2s物料的瞬时加料/加香流量为0. 186L/S，第五个0. 2s物料的瞬时加料/加香流量为0. 1831/s，加料/加香机控制系统3控制加料/加香机4按照这个计算结果分别给每个0. 2s时间段物料进行加料/加香，即当电子皮带秤I及水分检测仪2检测到的第一个0. 2s物料经过输送装置5-2进入到加料/加香机4时，加料/加香机控制系统3控制加料/加香机4-2加料泵对该物料加料/加香瞬时流量为0. 1891/s ;当电子皮带秤I及水分检测仪2检测到的第二个0. 2s物料经过输送装置5-2进入到加料/加香机4时，加料/加香机控制系统3控制加料/加香机4-2加料泵对该物料加料/加香瞬时流量为0. 1751/s ；当电子皮带秤I及水分检测仪2检测到的第三个0. 2s物料经过输送装置5-2进入到加料/加香机4时，加料/加香机控制系统3控制加料/加香机4-2加料泵对该物料加料/加香瞬时流量为0. 1961s ;当电子皮带秤I及水分检测仪2检测到的第四个0. 2s物料经过输送装置5-2进入到加料/加香机4时，加料/加香机控制系统3控制加料/加香机4-2加料泵对该物料加料/加香瞬时流量为0. 1861/s,;当电子皮带秤I及水分检测仪2检测到的第五个0. 2s物料经过输送装置5-2进入到加料/加香机4时，加料/加香机控制系统3控制加料/加香机4-2加料泵对该物料加料/加香瞬时流量为0. 1831/s,实现了根据来料物料的瞬时流量波动和瞬时水分波动进行波动加料/加香，达到对批次烟草物料均匀加料/加香。加料/加香瞬时流量是根据物料来料的瞬时流量和瞬时水分即时进行调整，实现了加料/加香了的精细化控制，可有效提闻最终广品质量。修正误差的方法举例如下系统设定I秒钟时间做一次修正，即T=l，设定电子秤累计量每0. 5秒时间取一次，即q=0. 5，继续上个例子，根据电子秤测得的第一个0. 5s实际通过电子皮带秤累计量A b为4. 93kg，第二个0. 5s实际通过电子皮带秤累计量A b为5. 03kg，水分仪测得的第一个0. 5s的物料含水率平均值c'为18%，水分仪测得的第二个物料含水率平均值c丨为18%，取e=12%,根据A bl= Ab* (100%-c) / (100%-e)公式得出标准水分的物料在第一个0. 5s时间段内的累计值为4. 59kg，标准水分的物料在第二个0. 5s时间段内标准水分的物料的累计值为4. 69kg，根据公式Y_=Yn* + A bl，第一个0. 5秒通过电子皮带秤的标准水分物料的累计量Ya5=0+4. 59kg, =4. 59kg,第二个0. 5秒通过电子皮带秤的标准水分物料的累计量Y1=Ya5+^ 69=4. 59+4. 69=9. 28kg，即一秒钟的标准水分物料的累计量为9. 28kg ;同样的设定加料比例m为2% (L/kg)，则理论这I秒钟的累计加料量为W=Yl*m=9. 28*2%=0. 186L。这时，根据加料系统上的4_1加料流量计检测得到该I秒钟时间内实际加料量W为0. 179L，则表示理论加料量与实际加料量存在偏差，修正值N为N=ff-w=0. 186-0. 179=0. 007L，说明加料系统响应控制后，输出加料量偏小，在下一个I秒钟时间段内瞬时加料量将按照修正系数0. 006秒进行修正。下个I秒钟仍然是按照上述0. 2秒取样瞬时物料量和瞬时水分量。如下个一秒的五批次物料瞬时加料流量计算值分别为 0. 198L/s、0. 195L/s、0. 191L/s、、0. 189L/s、0. 194L/s，按照 L' =L+N/T 公式，得出修正后的瞬时加料流量 L'分别为 0. 205L/s、0. 202L/s、0. 198L/s、、0. 196L/s、0. 201L/s，控制系统控制将根据这个修正后的瞬时加料流量控制加料机4-2加料泵转速进行加料。
权利要求
1.一种提高加料/加香均匀性的控制方法，在加料/加香机(4)前方设置有电子皮带秤(I )，在电子皮带秤上设置有水份检测仪(2)，在加料/加香机(4)上设置有料液流量计(4-1)和加料泵(4-2)，电子皮带秤、水分检测仪、料液流量计和加料泵均与加料/加香机控制系统(3)相连接，将电子皮带秤检瞬时测到的物料量信号、电子皮带秤在设定取值时间检测到的设定取值时间段内的物料累计量及水份测量仪同时检测到的瞬时物料含水率信号输入到加料/加香机控制系统中，控制系统通过计算，得到物料的标准水分物料瞬时流量值、标准水分物料的加料瞬时流量值，从而控制加料泵对进入到加料/加香机的物料按照标准水分物料瞬时流量进行瞬时加料/加香，其特征在于，控制方法如下 ①由电子皮带秤及水分检测仪在同一采样时间段检测得到瞬时物料流量及瞬时含水率信号，并将瞬时物料流量及瞬时含水率信号输入到加料/加香机控制系统的计算机中，计算机将接收到的瞬时物料流量和物料瞬时含水率按式(A)计算得到物料的标准水分物料瞬时流量值X x=a*(100%-c)/(100%-e) ；(A) 式中，a为电子皮带秤检测到的瞬时物料量，按设定时间检测，一般设定时间按0. 5s或0.2s检测一次； c为水分测量仪检测到的瞬时物料含水率，按设定时间检测，一般设定时间按0. 5s或0.2s检测一次； e为设定折算的标准水分，根据加工过程中物料的种类不同及工位不同进行设定，烟草物料，包括烟叶、烟丝、烟梗、烟梗颗粒中的任意一种或几种，设定折算的标准水分e在10% 40%范围内根据物料情况取值； X为控制系统通过计算得到的标准水分物料瞬时流量；所述标准水分物料瞬时流量是指为了去除水分的影响，将检测到的不同水分值下的物料流量折算为一个统一的标准水分值下的物料流量； ②得出来料的标准水分物料瞬时流量值X后，加料/加香机控制系统根据波动变化的标准水分物料瞬时流量，按照设定的加料比例m进一步计算出瞬时加料流量L L=X^m ； 进而根据瞬时加料流量L控制加料泵速度，即时调整对应时段通过的物料的加料/加香瞬时流量。
2.根据权利要求I所述的一种提高加料/加香均匀性的控制方法，其特征在于，所述物料为烟草物料，包括烟叶、烟丝、烟梗、烟梗颗粒中的任意一种或几种，设定折算的标准水分e在10% 40%范围内根据物料情况取值。
3.根据权利要求I或2所述的一种提高加料/加香均匀性的控制方法，其特征在于，在控制标准水分物料的加料/加香瞬时流量时，对加料/加香瞬时流量的误差进行修正，修正方法如下 按式(B)和式(C)计算修正时间T内电子皮带秤的标准水分物料的累计量Y : Yn*q = Wq+ A bl (B) Abl=AM(IOO0Zf)-C' )/(100%-e),(C) 式(B)和式(C)在0.5s循环中调用； 其中Ab为实际通过电子皮带秤的物料在设定取值时间段q内的累计值； A bl为折算为标准水分的物料在设定取值时间段q内的累计值；c/为水分测量仪检测到的设定取值时间段q内的平均物料含水率；e为设定折算的标准水分，根据加工过程中物料的种类不同及工位不同进行设定，设定折算的标准水分e为10% 40%内取值； q为电子秤称量累计值的设定取值时间段，取值设定时间段可根据工艺要求进行设定，一般可按 0. 2s、0. 5s ； n为整数，并大于等于I ;可通过n=T/q确定； T为累积量的修正时间，即设定的以多长时间的累计量进行修正； 将修正时间T内电子皮带秤的标准水分物料的累计量Y和标准物料量设定的加料比例m相乘可以得出理论加料累计量，即为应该加入的料液累计量W :W=Y*m 而加料系统中的料液流量计可测得实际加料累计量W'，理论的加料累计量和料液流量计测得的实际加料累计量的差值作为控制系统的修正值N，N=W-W/，将修正值加入到控制系统对料/加香瞬时流量进行修正，即下个瞬时加料的瞬时加料流量L被修正为L'L' = L+N/T L'为修正后的瞬时加料流量； L为瞬时加料流量； N为加料系统修正值； T为累积量的修正时间，即设定的以多长时间的累计量进行修正。
全文摘要
一种提高加料/加香均匀性的控制方法，由电子皮带秤及水分检测仪在同一采样时间段检测得到瞬时物料流量及瞬时含水率信号，并将瞬时物料流量及瞬时含水率信号输入到加料/加香机控制系统的计算机中，计算机将接收到的瞬时物料流量和物料瞬时含水率按式x=a*(100%-c)/(100%-e)计算，加料/加香机控制系统根据波动变化的标准水分物料瞬时流量，按照设定的加料比例m进一步计算出瞬时加料流量L=x*m；进而根据瞬时加料流量L控制加料泵速度，即时调整对应时段通过的物料的加料/加香瞬时流量。本发明可以实现在加料环节减少物料水分、流量的波动对加料带来的影响，使加料均匀性更好。
文档编号A24B3/12GK102754905SQ201210268349
公开日2012年10月31日 申请日期2012年7月30日 优先权日2012年7月30日
发明者吴华强, 李乃森, 邹小利, 鲍朝阳 申请人:昆明船舶设备集团有限公司