一种基于烟梗增温的烟梗质量控制方法及系统与流程

本发明涉及烟草加工技术领域，尤其涉及一种基于烟梗增温的烟梗质量控制方法及系统。

背景技术：

烟梗增温是压梗前的工序，目的是保证压梗中的温度在55℃以上。当前在加工过程中，主要依靠蒸汽喷射来实现温度增加，由于蒸汽喷射量的控制会直接影响出口烟梗的温度，现有蒸汽喷射量主要通过人工调节，这种调节受人的主观因素(经验和技能)影响较大，且存在判断的科学性不足甚至误判的问题，不利于烟梗增温工艺的质量控制。

技术实现要素：

本发明提供一种基于烟梗增温的烟梗质量控制方法及系统，解决现有烟梗增温时对蒸汽喷射量不准确，影响烟梗增温效率的问题，能提高烟梗增温效率，提升生产过程质量控制能力。

为实现以上目的，本发明提供以下技术方案：

一种基于烟梗增温的烟梗质量控制方法，包括：

设置烟梗增温的烟梗温度目标值；

获取烟梗的出口烟梗温度实测值，并根据所述烟梗温度目标值和所述烟梗温度实测值得到目标偏差值；

建立温度pid反馈控制模型，用于根据所述目标偏差值调节蒸汽喷射量以对烟梗温度进行反馈控制，使各批次的烟梗温度按所述目标值进行控制。

优选的，还包括：

实时获取设定时间内烟梗增温工序中的烟梗温度和蒸汽喷射量，并按时间关系进行拟合得到烟梗温度与蒸汽喷射量的回归拟合函数；

根据所述回归拟合函数确定pid参数的取值范围，使所述含水率pid反馈控制模型在同一批次内的烟梗增温工序中按所述取值范围进行pid参数调节。

优选的，还包括：

采集每个批次出口烟梗温度的取值样本，并在每批结束后计算该批次的均方误差；

如果连续两个批次的均方误差都持续增大，则对所述温度pid反馈控制模型中的pid参数进行调整。

优选的，还包括：

建立蒸汽喷射量与蒸汽阀门开度的对应关系表，将蒸汽喷射量划分为n个区间，确定不同区间对应的蒸汽阀门开度，根据的蒸汽喷射量的实际值所处区间控制蒸汽阀门开度达到相应值，以实现对蒸汽喷射量的控制。

本发明还提供一种基于烟梗增温的烟梗质量控制系统，包括：

第一设置单元，用于设置烟梗增温的烟梗温度目标值；

获取单元，用于获取烟梗的出口烟梗温度实测值，并根据所述烟梗温度目标值和所述烟梗温度实测值得到目标偏差值；

温度控制单元，用于建立温度pid反馈控制模型，用于根据所述目标偏差值调节蒸汽喷射量以对烟梗温度进行反馈控制，使各批次的烟梗温度按所述目标值进行控制。

优选的，还包括：

拟合单元，用于实时获取设定时间内烟梗增温工序中的烟梗温度和蒸汽喷射量，并按时间关系进行拟合得到烟梗温度与蒸汽喷射量的回归拟合函数；

第一pid参数调节单元，用于根据所述回归拟合函数确定pid参数的取值范围，使所述含水率pid反馈控制模型在同一批次内的烟梗增温工序中按所述取值范围进行pid参数调节。

优选的，还包括：

误差计算单元，用于采集每个批次出口烟梗温度的取值样本，并在每批结束后计算该批次的均方误差；

第二pid参数调节单元，用于在连续两个批次的均方误差都持续增大时，对所述温度pid反馈控制模型中的pid参数进行调整。

优选的，还包括：

蒸汽阀门控制单元，用于建立蒸汽喷射量与蒸汽阀门开度的对应关系表，将蒸汽喷射量划分为n个区间，确定不同区间对应的蒸汽阀门开度，根据的蒸汽喷射量的实际值所处区间控制蒸汽阀门开度达到相应值，以实现对蒸汽喷射量的控制。

本发明提供一种基于烟梗增温的烟梗质量控制方法及系统，在通过设置出口烟梗温度pid反馈控制模型调节蒸汽喷射量，以控制蒸汽阀门开度，使烟梗增温工序中的烟梗温度达到目标值，解决现有烟梗增温时对蒸汽喷射量不准确，影响烟梗增温效率的问题，能提高烟梗增温效率，提升生产过程质量控制能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的具体实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是本发明提供一种烟梗增温的烟梗质量控制方法示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作进一步的详细说明。

针对现有烟梗增温时对蒸汽喷射量不准确，影响烟梗增温效率的问题，本发明提供一种基于烟梗增温的烟梗质量控制方法及系统，在通过设置出口烟梗温度pid反馈控制模型调节蒸汽喷射量，以控制蒸汽阀门开度，使烟梗增温工序中的烟梗温度达到目标值，解决现有烟梗增温时对蒸汽喷射量不准确，影响烟梗增温效率的问题，能提高烟梗增温效率，提升生产过程质量控制能力。

如图1所示，一种烟片加料的质量控制方法，包括：

s1：设置烟梗增温的烟梗温度目标值；

s2：获取烟梗的出口烟梗温度实测值，并根据所述烟梗温度目标值和所述烟梗温度实测值得到目标偏差值；

s3：建立温度pid反馈控制模型，用于根据所述目标偏差值调节蒸汽喷射量以对烟梗温度进行反馈控制，使各批次的烟梗温度按所述目标值进行控制。

具体地，烟梗由输送机送入滚筒内，滚筒由传动装置带动旋转，使得烟片自动地向出料口方向流动。当烟梗在蒸汽的作用下，对烟梗进行增温。本方法选通过蒸汽阀门开度控制热风温度，再通过调节料液喷射量来实现烟梗温度的调节。通过pid反馈控制模型对蒸汽喷射量进行实时调整，将出口烟梗温度的实测值与目标值进行比对，然后根据目标偏差值作为pid反馈控制模型的输入，并根据输入的蒸汽喷射量进行自适应学习，进而确定调节p、i和d的参数取值，以实现烟梗温度的控制，提高烟梗增温效率，提升生产过程质量控制能力。

如图1所示，该方法还包括：

s4：实时获取设定时间内烟梗增温工序中的烟梗温度和蒸汽喷射量，并按时间关系进行拟合得到烟梗温度与蒸汽喷射量的回归拟合函数；

s5：根据所述回归拟合函数确定pid参数的取值范围，使所述含水率pid反馈控制模型在同一批次内的烟梗增温工序中按所述取值范围进行pid参数调节。

具体地，在进行回归分析对烟梗温度的控制过程进行建模之前，首先要确定控制过程的输入(即控制参数)和输出(控制结果)。当前的控制模式可以为，通过调整蒸汽喷射量来实现对烟梗温度的反馈控制。若烟梗温度较高，则降低蒸汽喷射量来降低热风温度，若出口烟梗温度较低，则提高蒸汽喷射量以使热风温度升高。对蒸汽喷射量的控制主要是通过pid反馈控制模型自动完成，操作人员也可根据实际情况对其进行手动调节。

如图1所示，该方法还包括：

s7：采集每个批次出口烟梗温度的取值样本，并在每批结束后计算该批次的均方误差；

s8：如果连续两个批次的均方误差都持续增大，则对所述温度pid反馈控制模型中的pid参数进行调整。

具体地，每个批次结束后，都对批次的质量一致性进行分析。对批次质量的评价方法有很多，采用较为简单常见的一种评价方法，计算均方误差(mse,meansquareerror)：其中，n为每个批次获取的样本个数，yi为每个样本中出口含水率的取值，yt为出口含水率的均值。

在实际应用中，我们期望mse越小越好，越小说明过程质量越稳定。若连续两个批次的mse都增大，说明生产过程中出现了某种新的变化，导致当前的控制模式与生产实际不相适应了，因此需要对当前的控制模式进行调整。

进一步，该方法还包括：建立蒸汽喷射量与蒸汽阀门开度的对应关系表，将蒸汽喷射量划分为n个区间，确定不同区间对应的蒸汽阀门开度，根据的蒸汽喷射量的实际值所处区间控制蒸汽阀门开度达到相应值，以实现对蒸汽喷射量的控制。

在实际应用中中，将蒸汽喷射量可划分为多个分区，比如10分区，并将每一个区与阀门开度值一一对应。根据得到的蒸汽喷射量的分区值来调节阀门开度。

可见，本发明提供一种基于烟梗增温的烟梗质量控制方法，在通过设置出口烟梗温度pid反馈控制模型调节蒸汽喷射量，以控制蒸汽阀门开度，使烟梗增温工序中的烟梗温度达到目标值，解决现有烟梗增温时对蒸汽喷射量不准确，影响烟梗增温效率的问题，能提高烟梗增温效率，提升生产过程质量控制能力。

相应地，本发明还提供一种基于烟梗增温的烟梗质量控制系统，包括：第一设置单元，用于设置烟梗增温的烟梗温度目标值。获取单元，用于获取烟梗的出口烟梗温度实测值，并根据所述烟梗温度目标值和所述烟梗温度实测值得到目标偏差值。温度控制单元，用于建立温度pid反馈控制模型，用于根据所述目标偏差值调节蒸汽喷射量以对烟梗温度进行反馈控制，使各批次的烟梗温度按所述目标值进行控制。

该系统还包括：拟合单元，用于实时获取设定时间内烟梗增温工序中的烟梗温度和蒸汽喷射量，并按时间关系进行拟合得到烟梗温度与蒸汽喷射量的回归拟合函数。第一pid参数调节单元，用于根据所述回归拟合函数确定pid参数的取值范围，使所述含水率pid反馈控制模型在同一批次内的烟梗增温工序中按所述取值范围进行pid参数调节。

该系统还包括：误差计算单元，用于采集每个批次出口烟梗温度的取值样本，并在每批结束后计算该批次的均方误差。第二pid参数调节单元，用于在连续两个批次的均方误差都持续增大时，对所述温度pid反馈控制模型中的pid参数进行调整。

该系统还包括：蒸汽阀门控制单元，用于建立蒸汽喷射量与蒸汽阀门开度的对应关系表，将蒸汽喷射量划分为n个区间，确定不同区间对应的蒸汽阀门开度，根据的蒸汽喷射量的实际值所处区间控制蒸汽阀门开度达到相应值，以实现对蒸汽喷射量的控制。

可见，本发明提供一种基于烟梗增温的烟梗质量控制系统，在通过设置出口烟梗温度pid反馈控制模型调节蒸汽喷射量，以控制蒸汽阀门开度，使烟梗增温工序中的烟梗温度达到目标值，解决现有烟梗增温时对蒸汽喷射量不准确，影响烟梗增温效率的问题，能提高烟梗增温效率，提升生产过程质量控制能力。

以上依据图示所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。