烟片复烤机回潮区温湿度控制方法及其系统技术方案

本发明专利技术公开了一种烟片复烤机回潮区温湿度控制方法及其系统，涉及烟片复烤技术领域。温湿度控制方法包括如下步骤：将回潮区由进料口到出料口方向分为三个区；获取偏差和偏差变化率；获取偏差变化率极限值，采用模糊PID控制方法分区控制，根据偏差变化率极限值分成3个控制范围；获取实时偏差变化率ec，采用分区智能PID控制算法，调整各区温湿度；通过控制气动薄膜阀的开度，控制喷射的蒸汽量，调节温度；通过控制雾化水路电磁阀的通断，控制喷射的雾化水量，调节加湿量。通过分区控制模式进行控制，使控制更精准，使各个目标参数可根据出口烟叶含水率和温度的状态进行调整，从而获得质量更为稳定的烟叶。

【技术实现步骤摘要】
烟片复烤机回潮区温湿度控制方法及其系统
本专利技术涉及烟片复烤
，具体涉及烟片复烤机回潮区温湿度控制方法及其系统。
技术介绍
烟叶复烤中回潮是一个非常重要的过程，烟叶通过吸收高温高湿环境中的水份，以达到设定的含水率要求。在回潮过程中，现有设备采用常规的PID控制方法，通过蒸汽管喷射的蒸汽来提高循环空气的温度和湿度，通过水喷嘴和汽水混合喷嘴将水成雾状喷射在回潮区底部来调整湿度；同时结合水分检测仪和温度检测仪的检测结果，通过调节加压泵压力和汽水混合喷嘴阀门开度调节进汽量、进水量以控制物料温度水分，得到符合要求的烟叶。在当物料温度高或加水需求量较小时，会减小蒸汽进汽量，此时水的雾化颗粒大，喷射后迅速形成水滴，通过冷凝水排放出而浪费掉。现有设计中没有考虑到空间的合理布局，烟叶在网带上左中右的水份吸收不均匀，时常需要对饱和蒸汽和混合喷嘴的喷射量进行调整，各参数间相互干扰、交叉影响，导致加工的烟叶水分温度不均匀、感官质量波动较大。更多时候依赖有经验的工人手动进行调节，烟叶质量难以保证。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种烟片复烤机回潮区温湿度控制方法及其控制系统，解决多参数盲目调整带来的相互干扰，导致烟叶质量波动大的问题。为解决上述的技术问题，本专利技术采用以下技术方案：烟片复烤机回潮区温湿度控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：a.将回潮区由进料口到出料口方向分为三个区，分别为回潮一区、回潮二区和回潮三区，根据经验设置各区的系统设定值；b.获取偏差和偏差变化率：系统设定值x，传感器获取室内数据采集值y，x和y发送给控制器PLC，通过两者比较，得出偏差e，以时间为变量对偏差e求导，获取偏差变化率ec；c.获取偏差变化率ec的极限值，采用模糊PID控制方法分区控制：获取误差变化率ec在控制区间内最小区间的上限值｜ec1｜和最大区间的下限值｜ec2｜，且｜ec1｜＜｜ec2｜；以（0，｜ec1｜）为范围一，表示设定值距离采集值的偏差变化率幅度小，对应控制回潮三区；以（｜ec1｜，｜ec2｜）为范围二，表示设定值距离采集值的偏差变化率幅度中等，对应控制回潮二区；以（｜ec2｜,+∞）为范围三，表示设定值距离采集值的偏差变化率幅度大，对应控制回潮一区；d.获取实时偏差变化率ec，采用分区智能PID控制算法，调整各区温湿度：通过控制气动薄膜阀的开度，控制喷射的蒸汽量，调节温度；通过控制雾化水路电磁阀的通断，控制喷射的雾化水量，调节加湿量。更进一步的技术方案是所述系统设定值为各区温度设定值，采集值为各区温度采集值；步骤d中气动薄膜阀的开度调整量u(t)的计算公式如下：，其中：为比例增益；为积分时间常数；为微分时间常数；为采集值与设定值的偏差。更进一步的技术方案是所述系统设定值为设定的烟叶含水率，采集值为出口处水分仪检测到的烟叶含水率；步骤d中需开启的喷嘴数量的计算公式如下：，其中：L为烟片流量，即单位时间内进入回潮区烟片的重量；为入口处水分仪检测到的烟叶含水率；为出口处水分仪检测到的烟叶含水率；为设定的烟叶含水率；为蒸汽对烟叶含水率影响值；为雾化水的有效利用率；为喷嘴雾化量，即喷嘴单位时间内喷水量。更进一步的技术方案是所述为蒸汽对烟叶含水率影响值，根据经验值设定为1%；S为雾化水的有效利用率，根据经验值设定为90%。本专利技术中实现上述的烟片复烤机回潮区温湿度控制方法的温湿度控制系统，其特征在于：包括控制系统、回潮一区、回潮二区和回潮三区，各回潮区顶部设置有加热管，底部设置有排水槽，风机单独设置于各回潮区一侧的上方；回潮一区入口处设置有第一水分仪，回潮三区出口处设置有测量烟叶水分的第二水分仪，第一水分仪和第二水分仪与控制系统信号连接；各回潮区底部均设置有蒸汽出管，蒸汽出管通过气动薄膜阀连接于蒸汽主管道上；各回潮区底部设置有2组以上的雾化水管，雾化水管上均匀分布有3个以上雾化喷嘴且通过电磁阀连接于雾化水主管道上；各回潮区均设置有与控制系统信号连接的温度传感器，烟片复烤机入口处设置有电子称重设备。更进一步的技术方案是所述蒸汽出管沿各回潮区宽度方向相对设置在各回潮区两侧；所述雾化水管设置有4组，每组包括2条雾化水管，其中2组沿宽度方向相对设置在各回潮区两侧，另外2组沿长度方向相对设置在各回潮区两侧。工作原理：将回潮区由进料口到出料口方向分为三个区，分别为回潮一区、回潮二区和回潮三区，获取误差变化率ec及其极限值，获取在控制区间内最小区间的上限值｜ec1｜和最大区间的下限值｜ec2｜，且｜ec1｜＜｜ec2｜；以（0，｜ec1｜）为范围一，表示设定值距离采集值的偏差变化率幅度小，对应控制回潮三区；以（｜ec1｜，｜ec2｜）为范围二，表示设定值距离采集值的偏差变化率幅度中等，对应控制回潮二区；以（｜ec2｜,+∞）为范围三，表示设定值距离采集值的偏差变化率幅度大，对应控制回潮一区。通过实时偏差率对需调整的分区进行温湿度调整。不同于现有设备的回潮区整体控制理念，分区可以采用均分方式也可以根据实际生产过程中采集到的各区温湿度值进行不等距分区，通过对各分区的温湿度进行调控，控制范围更小，控制效果更好、效率更高；选取的极限值是最小区间的上限值和最大区间的最小值，而非最小区间的下限值和最大区间的上限值，有效的缩小了控制范围。同时范围一对应回潮三区，对应最小的偏差率变化范围，回潮三区位于烟叶出料口处，其控制范围小，烟叶水分波动范围小，便于控制成品烟叶质量；范围二对应回潮二区，偏差变化幅度较大；范围一对应回潮一区，偏差变化幅度最大，可调控范围大，特别是针对刚启动设备刚进入回潮区的烟叶，可以最大限度的加温加湿，以使烟叶迅速地吸取水分，加工效率高。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：根据获取到的各区温度的设定值和采集值，得出偏差变化率限值，按偏差变化率的上下限值确定三个数值范围，对应相应的回潮分区；根据实时偏差变化率确定需控制的分区，通过对相应的分区温湿度进行调整，以获取达到要求的烟叶。通过分区控制模式进行控制，使控制更精准，使各个目标参数可根据出口烟叶含水率和温度的状态进行调整，从而获得质量更为稳定的烟叶。附图说明图1为本专利技术烟叶复烤机回潮区温湿度控制系统的结构示意图。图中：1-回潮一区，2-回潮二区，3-回潮三区，4-风机，5-第一水分仪，6-第二水分仪，7-蒸汽出管，8-气动薄膜阀，9-蒸汽主管道，10-雾化水管，11-电磁阀，12-雾化水主管道。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1烟片复烤机回潮区温湿度控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：a.将回潮区由进料口到出料口方向分为三个区，分别为回潮一区、回潮二区和回潮三区，根据经验设置各区的系统设定值；b.获取偏差和偏差变化率：系统设定值x，传感器获取室内数据采集值y，x和y发送给控制器PLC，通过两者比较，得出偏差e，以时间为变量对偏差e求导，获取偏差变化率ec；c.获取偏差变化率ec的极限值，采用模糊PID控制方法分区控制：获取误差变化率ec在控制区间内最小区间的上限值｜ec1｜和最大区间的下限值｜ec2｜，且｜ec1｜＜｜本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.烟片复烤机回潮区温湿度控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：a.将回潮区由进料口到出料口方向分为三个区，分别为回潮一区、回潮二区和回潮三区，根据经验设置各区的系统设定值；b.获取偏差和偏差变化率：系统设定值x，传感器获取室内数据采集值y，x和y发送给控制器PLC，通过两者比较，得出偏差e，以时间为变量对偏差e求导，获取偏差变化率ec；c.获取偏差变化率ec的极限值，采用模糊PID控制方法分区控制：获取偏差变化率ec在控制区间内最小区间的上限值｜ec1｜和最大区间的下限值｜ec2｜，且｜ec1｜＜｜ec2｜；以（0，｜ec1｜）为范围一，表示设定值距离采集值的偏差变化率幅度小，对应控制回潮三区；以（｜ec1｜，｜ec2｜）为范围二，表示设定值距离采集值的偏差变化率幅度中等，对应控制回潮二区；以（｜ec2｜,+∞）为范围三，表示设定值距离采集值的偏差变化率幅度大，对应控制回潮一区；c.获取实时偏差变化率ec，采用分区智能PID控制算法，调整各区温湿度：通过控制气动薄膜阀的开度，控制喷射的蒸汽量，调节温度；通过控制雾化水路电磁阀的通断，控制喷射的雾化水量，调节加湿量。

【技术特征摘要】
1.烟片复烤机回潮区温湿度控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：a.将回潮区由进料口到出料口方向分为三个区，分别为回潮一区、回潮二区和回潮三区，根据经验设置各区的系统设定值；b.获取偏差和偏差变化率：系统设定值x，传感器获取室内数据采集值y，x和y发送给控制器PLC，通过两者比较，得出偏差e，以时间为变量对偏差e求导，获取偏差变化率ec；c.获取偏差变化率ec的极限值，采用模糊PID控制方法分区控制：获取偏差变化率ec在控制区间内最小区间的上限值｜ec1｜和最大区间的下限值｜ec2｜，且｜ec1｜＜｜ec2｜；以（0，｜ec1｜）为范围一，表示设定值距离采集值的偏差变化率幅度小，对应控制回潮三区；以（｜ec1｜，｜ec2｜）为范围二，表示设定值距离采集值的偏差变化率幅度中等，对应控制回潮二区；以（｜ec2｜,+∞）为范围三，表示设定值距离采集值的偏差变化率幅度大，对应控制回潮一区；c.获取实时偏差变化率ec，采用分区智能PID控制算法，调整各区温湿度：通过控制气动薄膜阀的开度，控制喷射的蒸汽量，调节温度；通过控制雾化水路电磁阀的通断，控制喷射的雾化水量，调节加湿量。2.根据权利要求1所述的烟片复烤机回潮区温湿度控制方法，其特征在于：所述系统设定值为各区温度设定值，采集值为各区温度采集值；步骤d中气动薄膜阀的开度调整量的计算公式如下：，其中：为比例增益；为积分时间常数；为微分时间常数；为采集值与设定值的偏差。3.根据权利要求1所述的烟片复烤机回潮区温湿度控制方法，其特征在于：所述系统设定值为设定的烟叶含水率，采集值为出口处水分仪检测到的烟叶含水率；步骤d中需开启的喷嘴数量的计算公式...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴永生，曹雷，夏飞，文伟，鲍治华，张文东，周德荣，王子云，吴国敏，彭朝剑，
申请(专利权)人：红塔烟草集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：云南,53