一种基于质量统计的梗丝干燥流化床的参数调优方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于质量统计的梗丝干燥流化床的参数调优方法，包括S100：分别采集梗丝干燥流化床每个区的温度样本分别为X1、X2和X3；S110：利用中心复合设计优化流化床每个区的温度分别对含水率和填充值响应；S120：确定梗丝干燥流化床各个区的最佳温度；S200：确定梗丝干燥流化床的每个区的最佳温度后，分别采集梗丝干燥流化床的梗丝流量和残梗量样本分别为X4、X5；S210：分别建立梗丝流量、残梗量与干燥流化床舱内负压拟合曲线，确定干燥流化床舱内负压数值范围；S220：对干燥流化床舱内负压数据按照中位数或四分数进行编码化；S230：对步骤S220所得干燥流化床舱内负压数据方差处理，确定干燥流化床舱内最佳负压值。
【专利说明】一种基于质量统计的梗丝干燥流化床的参数调优方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及烟草加工领域，尤其涉及一种基于质量统计的梗丝干燥流化床的参数 调优方法。
【背景技术】
[0002] 烟草行业烘梗丝工序是整个制梗丝流程的重点工序。FBD，Fluid Bed Dryer，是用 于梗丝干燥膨胀的流化床，在控制上分为三个区：一区干燥区、二区定型区和三区物料传送 区，每个区都有单独的温度。FBD的工艺任务就是将切后的梗丝快速干燥、定型，物料通过振 动传送，并依靠空气将热量传递给梗丝，梗丝中的水分也是靠流化床内的空气带走。
[0003] FBD三区温度和舱内负压直接影响着成品梗丝的含水率与填充值，其中，梗丝的含 水率与填充值主要影响梗丝的柔软性、可塑性和耐加工性，而且直接影响卷烟的燃吸品质 和理化性能。如果梗丝含水率与填充值不理想，会直接影响成品烟丝品质，以及吸阻、燃烧 性等理化指标异常波动，从而影响消费者利益。
【发明内容】
[0004] 为解决上述问题，本发明提供了一种基于质量统计的梗丝干燥流化床的参数调优 方法，优化FBD的三个区的温度和舱内负压参数，使流化床设备发挥最大的性能。
[0005] 为了实现上述目的，本发明采用以下具体方案：
[0006] -种基于质量统计的梗丝干燥流化床的参数调优方法，包括以下步骤：
[0007] 步骤SlOO :分别采集梗丝干燥流化床一区、二区和三区的温度作为影响因子，其 响应分别为含水率Y1和填充值Y 2，每个区的温度样本分别为Xp X2和X3 ;
[0008] 步骤SllO :利用中心复合设计优化流化床每个区的温度分别对含水率和填充值 响应；
[0009] 步骤S120 :当满足含水率、填充值以及整体合意性大于90%时的温度值时，得到 梗丝干燥流化床一区、二区和三区各个区的最佳温度；
[0010] 步骤S200 :在梗丝干燥流化床的每个区的最佳温度下，分别采集梗丝干燥流化床 的梗丝流量和残梗量作为影响因子，样本分别为X4、X 5，它们的响应均为舱内负压Y3 ;
[0011] 步骤S210 :建立梗丝流量与干燥流化床舱内负压拟合曲线，以及残梗量与干燥流 化床舱内负压拟合曲线，确定干燥流化床舱内负压数值范围；
[0012] 步骤S220 :对干燥流化床舱内负压数据按照中位数或四分数进行编码化；
[0013] 步骤S230 :对步骤S220所得干燥流化床舱内负压数据进行方差处理，根据干燥流 化床舱内负压对含水率和填充值的影响来确定干燥流化床舱内最佳负压值。
[0014] 所述步骤SlOO梗丝干燥流化床一区、二区和三区三个区的温度采集过程，具体包 括以下步骤：
[0015] 步骤SlOl :分别判断一区、二区和三区的温度样本值是否符合正态分布Xi? N(U，S2);若符合正态分布，则继续；若不符合正态分布，则返回步骤SlOO ;其中，i = 1,2,3 ；
[0016] 步骤S102 :分别判断每个区的温度样本值是否稳定；若稳定，则继续；若不稳定， 则返回步骤SlOO ;
[0017] 步骤S103 :对步骤S102所得的流化床的三个区的温度按照中位数或四分数进行 编码化；
[0018] 步骤S104 :对步骤S103所得数据进行方差处理，分别判断每个区的温度是否对 梗丝含水率的影响和对填充值影响的显著性；若对梗丝含水率的影响和对填充值影响不显 著，则返回步骤SlOO ;若对梗丝含水率的影响和对填充值影响显著，则继续进入步骤S110。
[0019] 所述步骤SllO中利用中心复合设计优化流化床每个区的温度分别对含水率和填 充值响应的具体过程为：
[0020] 首先，采用序贯试验策略，利用中心复合设计的方法对步骤SlOO所获得的流化床 三个区的温度样本值的因子数、水平数、中心点、立方点、星号点、仿行数、功效和效应；其 中，当样本值的因子数、水平数、中心点、立方点、星号点、仿行数与设定值一致，功效大于 0. 8且效应小于0. 2时，满足设计分析要求；
[0021] 然后，对满足设计分析要求的温度数据分别对含水率和填充值进行方差处理，与 预设的含水率权重、填充值权重、均值重要度和标准差重要度进行对比分析处理。
[0022] 步骤SlOO中所述的"响应"指输入分别为梗丝干燥流化床一区温度X1、二区温度 X 2和三区的温度X3变化时，则干燥流化床输出的梗丝含水率Y1相应变化；输入分别为梗丝 干燥流化床一区温度X 1、二区温度X2和三区的温度X3变化时，则干燥流化床输出的填充值 Y 2相应变化；它们之间有确切的关系式，可采用函数关系式或频率响应表示；步骤S200中 所述的"响应"指输入为梗丝流量X 4变化时，舱内负压Y3也随着X4变化而变化；输入为残梗 量X 5变化时，舱内负压Y3也随着残梗量X5变化而变化；它们各自之间也有确切的关系式， 可采用函数关系式或频率响应表示。
【专利附图】
【附图说明】
[0023] 图1为本发明的基于质量统计的梗丝干燥流化床的参数调优方法示意图；
[0024] 图2为本发明的干燥流化床的每个区的温度采样样本流程示意图。
【具体实施方式】
[0025] 如图1所示，一种基于质量统计的梗丝干燥流化床的参数调优方法，包括：
[0026] 首先进行梗丝干燥流化床的每个区的温度优化：
[0027] 步骤SlOO :分别采集梗丝干燥流化床一区、二区和三区的温度作为影响因子，其 响应分别为含水率Y1和填充值Y 2，每个区的温度样本分别为Xp X2和X3 ;
[0028] 步骤SllO :利用中心复合设计优化流化床每个区的温度分别对含水率和填充值 响应；
[0029] 步骤S120 :当满足含水率、填充值以及整体合意性大于90%时的温度值时，得到 梗丝干燥流化床一区、二区和三区各个区的最佳温度。
[0030] 如图2所示，所述步骤SlOO梗丝干燥流化床一区、二区和三区三个区的温度采集 过程，具体包括以下步骤：
[0031] 步骤SlOl :分别判断一区、二区和三区的温度样本值是否符合正态分布Xi? N(U，S2);若符合正态分布，则继续；若不符合正态分布，则返回步骤SlOO ;其中，i = 1,2,3 ；
[0032] 步骤S102 :分别判断每个区的温度样本值是否稳定；若稳定，则继续；若不稳定， 则返回步骤SlOO ;
[0033] 步骤S103 :对步骤S102所得的流化床的三个区的温度按照中位数或四分数进行 编码化；
[0034] 步骤S104 :对步骤S103所得数据进行方差处理，分别判断每个区的温度是否对 梗丝含水率的影响和对填充值影响的显著性；若对梗丝含水率的影响和对填充值影响不显 著，则返回步骤SlOO ;若对梗丝含水率的影响和对填充值影响显著，则继续进入步骤S110。
[0035] 所述步骤SllO中利用中心复合设计优化流化床每个区的温度分别对含水率和填 充值响应的具体过程为：
[0036] 首先，采用序贯试验策略，利用中心复合设计的方法对步骤SlOO所获得的流化床 三个区的温度样本值的因子数、水平数、中心点、立方点、星号点、仿行数、功效和效应；其 中，当样本值的因子数、水平数、中心点、立方点、星号点、仿行数与设定值一致，功效大于 0. 8且效应小于0. 2时，满足设计分析要求；
[0037] 然后，对满足设计分析要求的温度数据分别对含水率和填充值进行方差处理，与 预设的含水率权重、填充值权重、均值重要度和标准差重要度进行对比分析处理。
[0038] 本实施例中采集的梗丝干燥流化床一区、二区和三区的温度以及它们符合的正态 分布，如表1所示。
[0039] 表1采集的梗丝干燥流化床每区温度及其正态分布
[0040]
【权利要求】
1. 一种基于质量统计的梗丝干燥流化床的参数调优方法，其特征在于，包括以下步 骤： 步骤S100 :分别采集梗丝干燥流化床一区、二区和三区的温度作为影响因子，其响应 分别为含水率Yi和填充值Y2，每个区的温度样本分别为Xp X2和X3 ; 步骤S110 :利用中心复合设计优化流化床每个区的温度分别对含水率和填充值响应； 步骤S120:当满足含水率、填充值以及整体合意性大于90%时的温度值时，得到梗丝 干燥流化床一区、二区和三区各个区的最佳温度； 步骤S200 :确定梗丝干燥流化床的每个区的最佳温度后，分别采集梗丝干燥流化床的 梗丝流量和残梗量作为影响因子，样本分别为X4、X5，它们的响应均为舱内负压Y3 ; 步骤S210 :建立梗丝流量与干燥流化床舱内负压拟合曲线，以及残梗量与干燥流化床 舱内负压拟合曲线，确定干燥流化床舱内负压数值范围； 步骤S220 :对干燥流化床舱内负压数据按照中位数或四分数进行编码化； 步骤S230 :对步骤S220所得干燥流化床舱内负压数据进行方差处理，根据干燥流化床 舱内负压对含水率和填充值的影响来确定干燥流化床舱内最佳负压值。
2. 如权利要求1所述的一种基于质量统计的梗丝干燥流化床的参数调优方法，其特征 在于，所述步骤S100梗丝干燥流化床一区、二区和三区三个区的温度采集过程，具体包括 以下步骤： 步骤S101 :分别判断一区、二区和三区的温度样本值是否符合正态分布\? N(U，S2);若符合正态分布，则继续；若不符合正态分布，则返回步骤S100 ;其中，i = 1,2,3 ； 步骤S102 :分别判断每个区的温度样本值是否稳定；若稳定，则继续；若不稳定，则返 回步骤S100 ; 步骤S103 :对步骤S102所得的流化床的三个区的温度按照中位数或四分数进行编码 化； 步骤S104 :对步骤S103所得数据进行方差处理，分别判断每个区的温度是否对梗丝含 水率的影响和对填充值影响的显著性；若对梗丝含水率的影响和对填充值影响不显著，则 返回步骤S100 ;若对梗丝含水率的影响和对填充值影响显著，则继续进入步骤S110。
3. 如权利要求1所述的一种基于质量统计的梗丝干燥流化床的参数调优方法，其特征 在于，所述步骤S110中利用中心复合设计优化流化床每个区的温度分别对含水率和填充 值响应的具体过程为： 首先，采用序贯试验策略，利用中心复合设计的方法对步骤S100所获得的流化床三个 区的温度样本值的因子数、水平数、中心点、立方点、星号点、仿行数、功效和效应；其中，当 样本值的因子数、水平数、中心点、立方点、星号点、仿行数与设定值一致，功效大于〇. 8且 效应小于0. 2时，满足设计分析要求； 然后，对满足设计分析要求的温度数据分别对含水率和填充值进行方差处理，与预设 的含水率权重、填充值权重、均值重要度和标准差重要度进行对比分析处理。
【文档编号】G06F19/00GK104376229SQ201410738236
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年12月5日 优先权日:2014年12月5日
【发明者】孟科峰, 程林峰, 高卫, 王进安, 段志勇, 段三青 申请人:山东中烟工业有限责任公司