[發(fā)明專利]一種基于烘絲機(jī)工藝參數(shù)預(yù)測(cè)的煙絲質(zhì)量?jī)?yōu)化的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110382903.0
• 申請(qǐng)日: 2021-04-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113017132A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何毅;孔祥明;楊春;何瑋;李斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 紅云紅河煙草（集團(tuán)）有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): A24B3/04
• 分類號(hào): A24B3/04;A24B9/00
• 代理公司: 北京名華博信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11453
• 代理人: 薛飛

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于烘絲機(jī)工藝參數(shù)預(yù)測(cè)的煙絲質(zhì)量?jī)?yōu)化的方法，屬于煙草加工領(lǐng)域，所述的基于烘絲機(jī)工藝參數(shù)預(yù)測(cè)的煙絲質(zhì)量?jī)?yōu)化的方法包括步驟1數(shù)據(jù)采集：（1）烘絲機(jī)過(guò)程控制數(shù)據(jù)的獲取，包括歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，包括固定參數(shù)有配方參數(shù)和設(shè)備參數(shù)，以及與煙絲水分有較大相關(guān)性的可調(diào)工藝參數(shù)；(2)外接傳感器包括環(huán)境溫度傳感器，環(huán)境濕度傳感器；步驟2建立出口水分預(yù)測(cè)模型，步驟3，建立工藝控制優(yōu)化模型；步驟4，烘絲能力評(píng)價(jià)。通過(guò)在線實(shí)時(shí)獲取烘絲過(guò)程數(shù)據(jù)，并結(jié)合烘絲筒水分平衡和煙絲的脫水過(guò)程的機(jī)理分析，從而提升了出口水分的穩(wěn)定性，降低波動(dòng)，并能夠降低對(duì)人經(jīng)驗(yàn)的依賴性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于煙草領(lǐng)域，更具體的說(shuō)涉及種基于烘絲機(jī)工藝參數(shù)預(yù)測(cè)的煙絲質(zhì)量?jī)?yōu)化的方法。

背景技術(shù)

烘絲是煙絲生產(chǎn)過(guò)程中一道重要程序，而出口水分是制絲過(guò)程中的一個(gè)重要質(zhì)量控制指標(biāo)。國(guó)內(nèi)外常見(jiàn)的滾筒式烘絲機(jī)設(shè)備，通過(guò)調(diào)節(jié)筒壁溫度、濕度、閥門開(kāi)度等工藝參數(shù)，來(lái)調(diào)整烘后煙絲的含水率。然而在烘絲過(guò)程中受到影響因素多，例如來(lái)料煙絲的批次、含水率、原料吸水性、流量等，同時(shí)，烘絲機(jī)的工藝參數(shù)之間存在強(qiáng)耦合的相互影響，任何參數(shù)的調(diào)整都可能導(dǎo)致煙絲含水率產(chǎn)生很大的誤差。隨著卷煙工業(yè)發(fā)展，煙絲品種增加，品質(zhì)控制要求越來(lái)越高，而傳統(tǒng)采用的PID控制模式在應(yīng)對(duì)大滯后性、強(qiáng)耦合性、非線性的烘絲系統(tǒng)所表現(xiàn)的不足尤為明顯，傳統(tǒng)PID難以解決穩(wěn)定性與準(zhǔn)確性之間的矛盾，尤其是當(dāng)被控對(duì)象動(dòng)態(tài)變化時(shí)，傳統(tǒng)的控制方法很難做到及時(shí)的跟蹤與有效的控制。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題如下：

1、出口含水率的大小和很多干擾因素有關(guān)，包括來(lái)料的特性，批次，含水率，吸水率，煙絲流量、環(huán)境溫濕度等；同時(shí)，也受到不同烘絲機(jī)的工藝參數(shù)有關(guān)，還有不同的工人的經(jīng)驗(yàn)有關(guān)；

2、烘絲筒的工藝參數(shù)和含水量具有較強(qiáng)的非線性關(guān)系，在不同的溫度水平上，每升高或降低相同的溫度引起的水分變化量不同；

3、烘絲過(guò)程存在不確定性和大滯后特性，相同的控制條件和環(huán)境下，控制效果可能不完全相同；而且，控制變量的調(diào)整效果呈現(xiàn)出滯后特性；

4、烘絲過(guò)程一般分為三段，料頭、料中、料尾，由于料頭沒(méi)有出口含水率的測(cè)量量，無(wú)法進(jìn)行反饋控制，完全依據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行控制，而料尾由于煙絲量突然減少，筒壁的溫度下降速率慢，因此，出現(xiàn)干頭干尾現(xiàn)象嚴(yán)重；

5、一般烘絲機(jī)設(shè)備使用壽命較長(zhǎng)，但由于連續(xù)使用，操作人員的操作習(xí)慣不同，設(shè)備部件的老化，烘絲性能也會(huì)出現(xiàn)不同程度的下降，原有的控制策略或者內(nèi)控指標(biāo)，則達(dá)不到有效的烘絲效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明通過(guò)在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，包括在線檢測(cè)系統(tǒng)(設(shè)備)，全面采集成品、半成品的加工參數(shù)、過(guò)程質(zhì)量數(shù)據(jù)，關(guān)聯(lián)環(huán)境、上下游工序數(shù)據(jù)，基于大數(shù)據(jù)做相關(guān)性分析，構(gòu)建分析、控制模型，與集控系統(tǒng)緊密集成，通過(guò)對(duì)核心關(guān)鍵參數(shù)的自動(dòng)調(diào)節(jié)，自動(dòng)預(yù)警，自動(dòng)糾正偏差，使“管”和“控”工作在最大程度上減少人為因素，在預(yù)定的軌道和軌跡上生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量控制的智能化；通過(guò)機(jī)理分析和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方式實(shí)現(xiàn)操作標(biāo)準(zhǔn)化、過(guò)程參數(shù)化，減小質(zhì)量波動(dòng)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制、最優(yōu)控制。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：所述的基于烘絲機(jī)工藝參數(shù)預(yù)測(cè)的煙絲質(zhì)量?jī)?yōu)化的方法包括步驟1數(shù)據(jù)采集：(1)烘絲機(jī)過(guò)程控制數(shù)據(jù)的獲取，包括歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，包括固定參數(shù)有配方參數(shù)和設(shè)備參數(shù)，以及與煙絲水分有較大相關(guān)性的可調(diào)工藝參數(shù)；(2)外接傳感器包括環(huán)境溫度傳感器，環(huán)境濕度傳感器；步驟2建立出口水分預(yù)測(cè)模型，步驟3，建立工藝控制優(yōu)化模型；步驟4，烘絲能力評(píng)價(jià)。