鄭偉+趙凡

摘 要：針對(duì)現(xiàn)有制絲系統(tǒng)生產(chǎn)能力，不能實(shí)現(xiàn)信息化生產(chǎn)的要求，設(shè)計(jì)了新型制絲管控系統(tǒng)，介紹了制絲生產(chǎn)線的工作流程，重點(diǎn)講述了溫濕度的控制方法與原理：松散回潮由滾筒式葉片回潮機(jī)完成，PLC通過(guò)PID控制器實(shí)現(xiàn)水分的控制；熱風(fēng)潤(rùn)葉機(jī)采用Fuzzy-PID算法完成增濕增溫控制，便于煙片絲的后續(xù)處理，提高了卷煙生產(chǎn)效率和質(zhì)量，提高了企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

關(guān)鍵詞：制絲生產(chǎn)線；柔性加工；松散回潮；熱風(fēng)潤(rùn)葉

引言

國(guó)內(nèi)卷煙企業(yè)之間的相互競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，如何在日趨嚴(yán)峻的形勢(shì)中站穩(wěn)腳跟，提高產(chǎn)品的市場(chǎng)占有率，是企業(yè)急需解決的重中之重[1]。卷煙企業(yè)運(yùn)用“工業(yè)4.0”的設(shè)計(jì)理念，將生產(chǎn)過(guò)程與信息化相結(jié)合，分散生產(chǎn)，集中管理，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)與網(wǎng)絡(luò)化管理控制相結(jié)合，才能使企業(yè)得到更加長(zhǎng)足的發(fā)展。

本課題來(lái)源于河南省中煙有限責(zé)任公司鄭州卷煙廠和新鄭卷煙廠聯(lián)合易地技術(shù)改造項(xiàng)目。卷煙廠生產(chǎn)車(chē)間主要包括制絲車(chē)間與卷接包車(chē)間。制絲生產(chǎn)線是卷煙生產(chǎn)過(guò)程中工藝流程最長(zhǎng)、設(shè)備種類(lèi)最多、生產(chǎn)過(guò)程最復(fù)雜的生產(chǎn)線[2]。制絲車(chē)間負(fù)責(zé)提供成品煙絲，為卷接包車(chē)架提供原料，因此制絲系統(tǒng)的生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質(zhì)量直接關(guān)系到卷煙的生產(chǎn)速度及出廠質(zhì)量，是衡量煙草生產(chǎn)企業(yè)的重要指標(biāo)之一。制絲線的信息化是大勢(shì)所趨，是數(shù)字化工廠實(shí)現(xiàn)的重要階段。

1 制絲管控系統(tǒng)總方案

根據(jù)國(guó)內(nèi)制絲管控系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展，結(jié)合鄭州廠和新鄭廠現(xiàn)有技術(shù)，為新鄭州廠打造一條國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的制絲管控系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)制絲工藝過(guò)程提質(zhì)降耗、精細(xì)化加工，改善品質(zhì)、配方精確、管控一體，以滿足卷煙行業(yè)日趨對(duì)信息化和自動(dòng)控制精確化的要求；以構(gòu)建中式卷煙的特色工藝路線，滿足柔性加工，多層配方的中式卷煙工藝要求。

新鄭州廠項(xiàng)目部將在新建聯(lián)合工房?jī)?nèi)建一條新型制絲生產(chǎn)線。綜合生產(chǎn)能力16000 kg/h。為了實(shí)現(xiàn)制絲線自動(dòng)化生產(chǎn)和高度的集中控制管理，新鄭州廠項(xiàng)目部需要建設(shè)一套適合新鄭州卷煙廠生產(chǎn)和管理要求的制絲系統(tǒng)。此系統(tǒng)將柔性制絲與分組化技術(shù)運(yùn)用在生產(chǎn)線上，嚴(yán)格按照中式卷煙工藝進(jìn)行生產(chǎn)，打造適合自身發(fā)展的現(xiàn)代化無(wú)人車(chē)間，建成數(shù)字化工廠。

在保證系統(tǒng)可靠性、安全性與先進(jìn)性的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)本項(xiàng)目的制絲管控系統(tǒng)。制絲管控系統(tǒng)共分三層：即設(shè)備控制層、集中監(jiān)控層、生產(chǎn)管理層，如圖1所示。

2制絲生產(chǎn)線

2.1生產(chǎn)線工作流程

制絲生產(chǎn)線的主要工作流程如圖2所示。

設(shè)備控制層主要控制以上這些流程，保證制絲線正常工作。

原各廠制絲生產(chǎn)線，都只有一條生產(chǎn)線，生產(chǎn)能力有限。經(jīng)易地改造后的生產(chǎn)線綜合生產(chǎn)能力可達(dá)到16000kg/h。分為一條3000kg/h、一條5000kg/h和一條8000kg/h制葉絲線；一條3000kg/h梗絲生產(chǎn)線；1140kg/hCO2膨脹煙絲線從5000kg/h或8000kg/h線取片。

根據(jù)工藝流程的特點(diǎn)，設(shè)備層劃分為3000線葉片預(yù)處理段、3000線葉片加料處理段、3000線葉絲處理段、3000線摻配加香段、5000線葉片處理段、5000氣流烘絲線、5000薄板烘絲線、5000線摻配加香段、8000線葉片處理段、8000制葉絲線、8000線摻配加香段、梗預(yù)處理段、梗絲處理段、梗絲摻配控制段、貯絲進(jìn)料段、貯絲出料段、膨脹絲摻配段、除塵段，各段對(duì)應(yīng)設(shè)置PLC、分布式I/O及相應(yīng)器件，對(duì)各生產(chǎn)工藝段實(shí)現(xiàn)控制。

采用多條生產(chǎn)線不僅提高了生產(chǎn)效率，還可使制絲系統(tǒng)同時(shí)生產(chǎn)品牌不同的煙絲，滿足各卷接包生產(chǎn)線的需求，合理地根據(jù)市場(chǎng)需求與生產(chǎn)情況安排生產(chǎn)流程。從生產(chǎn)流程中可以看出在，不論是煙片處理還是煙梗處理，出現(xiàn)次數(shù)最多的處理方法就是回潮、增溫增濕和烘絲，即對(duì)濕度和溫度的處理。濕度與溫度的控制，是保證成品煙絲質(zhì)量的關(guān)鍵。真空回潮與松散回潮是對(duì)煙片的處理，對(duì)煙片進(jìn)行回潮處理，便于切絲，增強(qiáng)了料液對(duì)煙片的潤(rùn)透效果。增溫增濕使得葉片或葉梗能達(dá)到發(fā)酵所需的溫濕度，煙葉經(jīng)過(guò)發(fā)酵可改善品質(zhì)，促進(jìn)煙草化學(xué)成分的改變，減少有害物質(zhì)的產(chǎn)生[3]。

2.2 松散回潮工藝流程

松散回潮是由松散潤(rùn)葉技術(shù)的滾筒式葉片回潮機(jī)完成。滾筒式葉片回潮機(jī)是制絲生產(chǎn)線上的重要設(shè)備之一，主要實(shí)現(xiàn)功能是對(duì)葉片進(jìn)行松散回潮，內(nèi)部滾筒可將葉片充分打散，方便加濕，便于后續(xù)進(jìn)行切絲處理，因此這個(gè)過(guò)程成為松散回潮?；爻睓C(jī)具體的設(shè)備組成和功率點(diǎn)分布如圖3所示。

滾筒電機(jī)負(fù)責(zé)整個(gè)筒體的轉(zhuǎn)動(dòng)，筒體內(nèi)部含有撥料桿，負(fù)責(zé)將由進(jìn)料室輸送的葉片撥松，當(dāng)葉片進(jìn)入到離進(jìn)料口1.5m時(shí)，增濕水管開(kāi)啟，噴出蒸汽，配合熱風(fēng)風(fēng)機(jī)對(duì)葉片進(jìn)行增溫增濕處理。加水量和出料溫度有此處理段的主控制器PLC控制。

嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，回潮機(jī)的工作過(guò)程分為三個(gè)階段：預(yù)熱階段、生產(chǎn)階段、清洗階段。在生產(chǎn)過(guò)程中，這三個(gè)階段必須嚴(yán)格按照次序依次進(jìn)行，否則會(huì)產(chǎn)生故障，影響機(jī)器壽命。生產(chǎn)過(guò)程中一般只能看到生產(chǎn)階段，預(yù)熱階段在開(kāi)機(jī)時(shí)即已完成，在滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，加熱均勻。為了防止生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的蒸汽在滾筒內(nèi)壁液化，影響葉片的加濕效果。清洗階段是在生產(chǎn)結(jié)束后，清洗筒體及進(jìn)出料室內(nèi)部所附著的煙絲和雜物，減少對(duì)再次生產(chǎn)煙絲的質(zhì)量產(chǎn)生影響。滾筒回潮機(jī)的具體工作流程如圖4所示。

2.3回潮機(jī)的控制原理

回潮機(jī)的工藝控制原理如圖5所示。

在回潮機(jī)啟動(dòng)以后，溫度自動(dòng)控制就開(kāi)始工作，由電氣比例閥和一體化溫度傳感器組成的控制回路來(lái)完成。在循環(huán)風(fēng)道上設(shè)有電氣比例閥和一體化溫度傳感器。程序中設(shè)定有風(fēng)道溫度。溫度傳感動(dòng)器動(dòng)態(tài)地反映筒內(nèi)的熱風(fēng)溫度，以4～20mA的電信號(hào)傳給PLC模擬量輸入模板，使該值與設(shè)定溫度比較。熱風(fēng)風(fēng)機(jī)口有PID溫度控制器，通過(guò)PID計(jì)算后，系統(tǒng)根據(jù)實(shí)際風(fēng)道溫度（鉑熱電阻PT100反饋），把由PLC模擬量輸出模板將輸出值轉(zhuǎn)換為輸出4～20mA的電信號(hào)給電氣轉(zhuǎn)換器，電氣轉(zhuǎn)換器將電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈮盒盘?hào)，進(jìn)而調(diào)整電氣比例閥的開(kāi)度，閥門(mén)定位器根據(jù)接收到的信號(hào)輸出氣信號(hào)給冷熱風(fēng)門(mén)汽缸，調(diào)節(jié)熱風(fēng)風(fēng)速，從而使測(cè)量溫度與設(shè)定值保持一致，實(shí)現(xiàn)溫度的自控。endprint

水分自動(dòng)控制則在運(yùn)料進(jìn)入筒體1.5m時(shí)開(kāi)始工作，采用開(kāi)環(huán)自動(dòng)控制，由氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥和電磁流量計(jì)組成的控制回路來(lái)完成，控制原理如圖6所示。根據(jù)電子稱(chēng)測(cè)得的物料流量、進(jìn)料水分、設(shè)定水分及加水比例，得出加水量的設(shè)定值。在水路上設(shè)有流量檢測(cè)元件電磁流量計(jì)和執(zhí)行元件氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥。電磁流量計(jì)動(dòng)態(tài)地反映水的瞬時(shí)流量，并把值傳給PLC模擬量輸入模板，使該值于計(jì)算出的加水量的設(shè)定值比較，由PLC的模擬量輸出模板輸出4～20mA的電信號(hào)給氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的電氣轉(zhuǎn)換器，電氣轉(zhuǎn)換器將電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈮盒盘?hào)，進(jìn)而調(diào)整氣動(dòng)薄膜閥的開(kāi)度，使加水量與設(shè)定值保持一致，實(shí)現(xiàn)加水的自控。而氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的控制精度與其上游管道壓力的穩(wěn)定程度有很大關(guān)系。

滾筒式葉片松散回潮機(jī)有水量的PID控制。

設(shè)實(shí)際加水量（單位：kg/h）為y，電子稱(chēng)的物料量（單位：kg/h）為h，進(jìn)料水分為a，水分設(shè)定值為b，加水比例為k。

加水量的計(jì)算公式如下：h*（1-a）=（h+y/k）（1-b）

物料的干重

y=kh（b-a）/（1-b） （1）

2.4 增溫增濕處理原理

增溫增濕是制絲生產(chǎn)流程中出現(xiàn)最多的一個(gè)環(huán)節(jié)，由熱風(fēng)潤(rùn)葉機(jī)完成。經(jīng)過(guò)潤(rùn)葉處理后的煙葉或煙絲其潤(rùn)透率、水分和溫度可滿足后續(xù)工藝的要求，直接影響成品煙絲的質(zhì)量[4]。濕度增加可提高煙葉的韌性，減少后續(xù)工藝中對(duì)煙葉的損耗。PLC對(duì)潤(rùn)葉機(jī)的水分和溫度控制如圖7所示。

采用前饋調(diào)節(jié)和后饋控制相結(jié)合的方式。在系統(tǒng)進(jìn)料時(shí)根據(jù)入口處皮帶秤測(cè)得的物料流量和水分值給出一個(gè)加水量，使得系統(tǒng)反應(yīng)靈敏。中間過(guò)程采用Fuzzy-PID算法得出應(yīng)加水量，并將出口測(cè)得的溫度值、水分值和所需進(jìn)料流量反饋到進(jìn)料口。處理過(guò)程：不斷地將加水變化量與加水的變化率d/dt進(jìn)行模糊化處理，并與Kp、Ki和Kd進(jìn)行模糊推理，得到整定后的PID參數(shù)，交給PID調(diào)節(jié)器進(jìn)行處理，控制器根據(jù)PID處理結(jié)果得出應(yīng)加水量和進(jìn)料流量，并根據(jù)應(yīng)加水量調(diào)節(jié)潤(rùn)葉機(jī)上的蒸汽氣動(dòng)閥門(mén)，調(diào)節(jié)潤(rùn)葉機(jī)的實(shí)際出水量和熱風(fēng)量，出料口由水分儀測(cè)量水分和溫度值，并將其反饋到入料口。這樣就可輸出滿足工藝要求的煙片或煙絲。

其中使用的水分儀為SH-8B紅外水份測(cè)定儀，依據(jù)近紅外光線反射原理可實(shí)現(xiàn)非接觸式測(cè)量，可距離被測(cè)物15cm～40cm，測(cè)量速度最快可達(dá)到0.2s，測(cè)量范圍廣，可通過(guò)RS-485接口連接電腦滿足對(duì)網(wǎng)絡(luò)化和信息化的要求，在煙草行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。

3 結(jié)束語(yǔ)

文章采用分組加工技術(shù)對(duì)新型制絲線的流程進(jìn)行設(shè)計(jì)，重點(diǎn)對(duì)對(duì)生產(chǎn)線上溫度與濕度的處理工藝進(jìn)行了研究。PID控制器可實(shí)現(xiàn)對(duì)水分的精確，滿足煙片與煙絲回潮工藝的要求。熱風(fēng)潤(rùn)葉機(jī)采用前饋調(diào)節(jié)和后饋控制相結(jié)合，F(xiàn)uzzy-PID算法完成對(duì)溫濕度的控制，提高煙葉的韌性，減少后續(xù)工藝中煙葉的損失。新型制絲方法采用柔性加工工藝和智能控制算法，符合中式卷煙特色，提高了煙絲質(zhì)量和生產(chǎn)效率，增強(qiáng)了企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

參考文獻(xiàn)

[1]程道勝.淺談卷煙機(jī)械自動(dòng)控制技術(shù)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（3）.

[2]郝愛(ài)民.基于PROFINET的柔性化制絲管控系統(tǒng)研究[J].自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用，2012，31（3）：88-90.

[3]孫玉宇.煙草發(fā)酵中微生物研究進(jìn)展[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2014（9）：302-303.

[4]萬(wàn)永華.基于現(xiàn)場(chǎng)總線的煙廠制絲線管控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].鄭州：解放軍信息工程大學(xué)，2008.

作者簡(jiǎn)介：鄭偉（1983，1-），男，河南鄭州，本科學(xué)歷，工程師，研究方向：自動(dòng)控制系統(tǒng)和設(shè)備。endprint

水分自動(dòng)控制則在運(yùn)料進(jìn)入筒體1.5m時(shí)開(kāi)始工作，采用開(kāi)環(huán)自動(dòng)控制，由氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥和電磁流量計(jì)組成的控制回路來(lái)完成，控制原理如圖6所示。根據(jù)電子稱(chēng)測(cè)得的物料流量、進(jìn)料水分、設(shè)定水分及加水比例，得出加水量的設(shè)定值。在水路上設(shè)有流量檢測(cè)元件電磁流量計(jì)和執(zhí)行元件氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥。電磁流量計(jì)動(dòng)態(tài)地反映水的瞬時(shí)流量，并把值傳給PLC模擬量輸入模板，使該值于計(jì)算出的加水量的設(shè)定值比較，由PLC的模擬量輸出模板輸出4～20mA的電信號(hào)給氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的電氣轉(zhuǎn)換器，電氣轉(zhuǎn)換器將電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈮盒盘?hào)，進(jìn)而調(diào)整氣動(dòng)薄膜閥的開(kāi)度，使加水量與設(shè)定值保持一致，實(shí)現(xiàn)加水的自控。而氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的控制精度與其上游管道壓力的穩(wěn)定程度有很大關(guān)系。

滾筒式葉片松散回潮機(jī)有水量的PID控制。

設(shè)實(shí)際加水量（單位：kg/h）為y，電子稱(chēng)的物料量（單位：kg/h）為h，進(jìn)料水分為a，水分設(shè)定值為b，加水比例為k。

加水量的計(jì)算公式如下：h*（1-a）=（h+y/k）（1-b）

物料的干重

y=kh（b-a）/（1-b） （1）

2.4 增溫增濕處理原理

增溫增濕是制絲生產(chǎn)流程中出現(xiàn)最多的一個(gè)環(huán)節(jié)，由熱風(fēng)潤(rùn)葉機(jī)完成。經(jīng)過(guò)潤(rùn)葉處理后的煙葉或煙絲其潤(rùn)透率、水分和溫度可滿足后續(xù)工藝的要求，直接影響成品煙絲的質(zhì)量[4]。濕度增加可提高煙葉的韌性，減少后續(xù)工藝中對(duì)煙葉的損耗。PLC對(duì)潤(rùn)葉機(jī)的水分和溫度控制如圖7所示。

采用前饋調(diào)節(jié)和后饋控制相結(jié)合的方式。在系統(tǒng)進(jìn)料時(shí)根據(jù)入口處皮帶秤測(cè)得的物料流量和水分值給出一個(gè)加水量，使得系統(tǒng)反應(yīng)靈敏。中間過(guò)程采用Fuzzy-PID算法得出應(yīng)加水量，并將出口測(cè)得的溫度值、水分值和所需進(jìn)料流量反饋到進(jìn)料口。處理過(guò)程：不斷地將加水變化量與加水的變化率d/dt進(jìn)行模糊化處理，并與Kp、Ki和Kd進(jìn)行模糊推理，得到整定后的PID參數(shù)，交給PID調(diào)節(jié)器進(jìn)行處理，控制器根據(jù)PID處理結(jié)果得出應(yīng)加水量和進(jìn)料流量，并根據(jù)應(yīng)加水量調(diào)節(jié)潤(rùn)葉機(jī)上的蒸汽氣動(dòng)閥門(mén)，調(diào)節(jié)潤(rùn)葉機(jī)的實(shí)際出水量和熱風(fēng)量，出料口由水分儀測(cè)量水分和溫度值，并將其反饋到入料口。這樣就可輸出滿足工藝要求的煙片或煙絲。

其中使用的水分儀為SH-8B紅外水份測(cè)定儀，依據(jù)近紅外光線反射原理可實(shí)現(xiàn)非接觸式測(cè)量，可距離被測(cè)物15cm～40cm，測(cè)量速度最快可達(dá)到0.2s，測(cè)量范圍廣，可通過(guò)RS-485接口連接電腦滿足對(duì)網(wǎng)絡(luò)化和信息化的要求，在煙草行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。

3 結(jié)束語(yǔ)

文章采用分組加工技術(shù)對(duì)新型制絲線的流程進(jìn)行設(shè)計(jì)，重點(diǎn)對(duì)對(duì)生產(chǎn)線上溫度與濕度的處理工藝進(jìn)行了研究。PID控制器可實(shí)現(xiàn)對(duì)水分的精確，滿足煙片與煙絲回潮工藝的要求。熱風(fēng)潤(rùn)葉機(jī)采用前饋調(diào)節(jié)和后饋控制相結(jié)合，F(xiàn)uzzy-PID算法完成對(duì)溫濕度的控制，提高煙葉的韌性，減少后續(xù)工藝中煙葉的損失。新型制絲方法采用柔性加工工藝和智能控制算法，符合中式卷煙特色，提高了煙絲質(zhì)量和生產(chǎn)效率，增強(qiáng)了企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

參考文獻(xiàn)

[1]程道勝.淺談卷煙機(jī)械自動(dòng)控制技術(shù)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（3）.

[2]郝愛(ài)民.基于PROFINET的柔性化制絲管控系統(tǒng)研究[J].自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用，2012，31（3）：88-90.

[3]孫玉宇.煙草發(fā)酵中微生物研究進(jìn)展[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2014（9）：302-303.

[4]萬(wàn)永華.基于現(xiàn)場(chǎng)總線的煙廠制絲線管控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].鄭州：解放軍信息工程大學(xué)，2008.

作者簡(jiǎn)介：鄭偉（1983，1-），男，河南鄭州，本科學(xué)歷，工程師，研究方向：自動(dòng)控制系統(tǒng)和設(shè)備。endprint

水分自動(dòng)控制則在運(yùn)料進(jìn)入筒體1.5m時(shí)開(kāi)始工作，采用開(kāi)環(huán)自動(dòng)控制，由氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥和電磁流量計(jì)組成的控制回路來(lái)完成，控制原理如圖6所示。根據(jù)電子稱(chēng)測(cè)得的物料流量、進(jìn)料水分、設(shè)定水分及加水比例，得出加水量的設(shè)定值。在水路上設(shè)有流量檢測(cè)元件電磁流量計(jì)和執(zhí)行元件氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥。電磁流量計(jì)動(dòng)態(tài)地反映水的瞬時(shí)流量，并把值傳給PLC模擬量輸入模板，使該值于計(jì)算出的加水量的設(shè)定值比較，由PLC的模擬量輸出模板輸出4～20mA的電信號(hào)給氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的電氣轉(zhuǎn)換器，電氣轉(zhuǎn)換器將電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈮盒盘?hào)，進(jìn)而調(diào)整氣動(dòng)薄膜閥的開(kāi)度，使加水量與設(shè)定值保持一致，實(shí)現(xiàn)加水的自控。而氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的控制精度與其上游管道壓力的穩(wěn)定程度有很大關(guān)系。

滾筒式葉片松散回潮機(jī)有水量的PID控制。

設(shè)實(shí)際加水量（單位：kg/h）為y，電子稱(chēng)的物料量（單位：kg/h）為h，進(jìn)料水分為a，水分設(shè)定值為b，加水比例為k。

加水量的計(jì)算公式如下：h*（1-a）=（h+y/k）（1-b）

物料的干重

y=kh（b-a）/（1-b） （1）

2.4 增溫增濕處理原理

增溫增濕是制絲生產(chǎn)流程中出現(xiàn)最多的一個(gè)環(huán)節(jié)，由熱風(fēng)潤(rùn)葉機(jī)完成。經(jīng)過(guò)潤(rùn)葉處理后的煙葉或煙絲其潤(rùn)透率、水分和溫度可滿足后續(xù)工藝的要求，直接影響成品煙絲的質(zhì)量[4]。濕度增加可提高煙葉的韌性，減少后續(xù)工藝中對(duì)煙葉的損耗。PLC對(duì)潤(rùn)葉機(jī)的水分和溫度控制如圖7所示。

采用前饋調(diào)節(jié)和后饋控制相結(jié)合的方式。在系統(tǒng)進(jìn)料時(shí)根據(jù)入口處皮帶秤測(cè)得的物料流量和水分值給出一個(gè)加水量，使得系統(tǒng)反應(yīng)靈敏。中間過(guò)程采用Fuzzy-PID算法得出應(yīng)加水量，并將出口測(cè)得的溫度值、水分值和所需進(jìn)料流量反饋到進(jìn)料口。處理過(guò)程：不斷地將加水變化量與加水的變化率d/dt進(jìn)行模糊化處理，并與Kp、Ki和Kd進(jìn)行模糊推理，得到整定后的PID參數(shù)，交給PID調(diào)節(jié)器進(jìn)行處理，控制器根據(jù)PID處理結(jié)果得出應(yīng)加水量和進(jìn)料流量，并根據(jù)應(yīng)加水量調(diào)節(jié)潤(rùn)葉機(jī)上的蒸汽氣動(dòng)閥門(mén)，調(diào)節(jié)潤(rùn)葉機(jī)的實(shí)際出水量和熱風(fēng)量，出料口由水分儀測(cè)量水分和溫度值，并將其反饋到入料口。這樣就可輸出滿足工藝要求的煙片或煙絲。

其中使用的水分儀為SH-8B紅外水份測(cè)定儀，依據(jù)近紅外光線反射原理可實(shí)現(xiàn)非接觸式測(cè)量，可距離被測(cè)物15cm～40cm，測(cè)量速度最快可達(dá)到0.2s，測(cè)量范圍廣，可通過(guò)RS-485接口連接電腦滿足對(duì)網(wǎng)絡(luò)化和信息化的要求，在煙草行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。

3 結(jié)束語(yǔ)

文章采用分組加工技術(shù)對(duì)新型制絲線的流程進(jìn)行設(shè)計(jì)，重點(diǎn)對(duì)對(duì)生產(chǎn)線上溫度與濕度的處理工藝進(jìn)行了研究。PID控制器可實(shí)現(xiàn)對(duì)水分的精確，滿足煙片與煙絲回潮工藝的要求。熱風(fēng)潤(rùn)葉機(jī)采用前饋調(diào)節(jié)和后饋控制相結(jié)合，F(xiàn)uzzy-PID算法完成對(duì)溫濕度的控制，提高煙葉的韌性，減少后續(xù)工藝中煙葉的損失。新型制絲方法采用柔性加工工藝和智能控制算法，符合中式卷煙特色，提高了煙絲質(zhì)量和生產(chǎn)效率，增強(qiáng)了企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

參考文獻(xiàn)

[1]程道勝.淺談卷煙機(jī)械自動(dòng)控制技術(shù)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（3）.

[2]郝愛(ài)民.基于PROFINET的柔性化制絲管控系統(tǒng)研究[J].自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用，2012，31（3）：88-90.

[3]孫玉宇.煙草發(fā)酵中微生物研究進(jìn)展[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2014（9）：302-303.

[4]萬(wàn)永華.基于現(xiàn)場(chǎng)總線的煙廠制絲線管控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].鄭州：解放軍信息工程大學(xué)，2008.

作者簡(jiǎn)介：鄭偉（1983，1-），男，河南鄭州，本科學(xué)歷，工程師，研究方向：自動(dòng)控制系統(tǒng)和設(shè)備。endprint