烟叶和烟草薄片回潮加湿含水率的控制方法及其控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种烟叶和烟草薄片回潮加湿含水率的控制方法及其控制装置，适用于两种及以上特性相异的烟草物料在线连续进行回潮加湿后要求含水率稳定性较高的生产线。本发明专利技术采取分段投料方式，先投烟草薄片，薄片回潮过完后紧接着对烟叶加温加湿回潮，对两种物料分别使用不同的加水控制算法。对烟草薄片使用烘箱法离线测量的含水率与目标控制设定含水率之间的关系计算其回潮加水流量；对烟叶物料采用同品牌前批次的平均加水流量作为控制基准，在此基础上使用回潮前物料实时含水率与同品牌前一批次平均含水率的关系计算其回潮加水比例及其流量公式。将公式写入PLC控制器，并通过PID闭环反馈运算来修正当前加水控制流量，确保回潮后含水率稳定。

Control method for moisture content of tobacco leaf and tobacco sheet moisture regain and humidification and control device thereof

【技术实现步骤摘要】
烟叶和烟草薄片回潮加湿含水率的控制方法及其控制装置
本专利技术涉及的是烟叶及烟草薄片混合回潮时含水率的一种控制方法及其装置，适用于烟叶和烟草薄片一起回潮加湿,两种物料的吸湿性和光波反射性不一致导致回潮后的含水率不均匀、不稳定的一种改进型控制方法。
技术介绍
在烟叶制丝生产中，为改善卷烟品质及特性，往往需要在烟叶配方中加入一定量的人造烟草薄片，根据各卷烟品牌工艺配方不同，一般添加的烟草薄片量为烟叶批次投料量的5％-10％。作为烟草制丝加工中第一道工序的回潮，当烟叶和烟草薄片混合在一起进入滚筒加温加湿回潮前，由于设备限制及烟叶外形结构特点，加之物料是流水性过料生产，添加的烟草薄片通常是覆盖在烟叶压实后的烟块上面同时过料。由于烟草薄片的吸湿性较强，表面水分变化较快，在线红外水分仪检测烟草来料含水率时很难准确的测量烟草薄片及覆盖在薄片下面的烟叶含水率，导致回潮设备水分控制系统中计算出的加水流量也不准确，造成回潮后烟草物料含水率不稳定，尽管设备采用入口、出口水分闭环反馈调节回潮加水流量，但回潮后物料含水率还是波动频繁，很难达到工艺要求，影响在线产品加工质量。通常，控制烟草物料回潮后含水率采用的方法是：先分别测定烟草物料回潮前含水率Mf和回潮后含水率Mb，再测量回潮前烟草物料流量Fp，最后按以下公式计算所需加水流量Fw：公式(1)中：Fw：为回潮加水流量，即为使回潮出口烟草物料含水率达到Ms所需的回潮加水流量，单位：Kg/h；Fp：为回潮前物料流量，单位：Kg/h；Mf：为回潮前物料含水率，单位：％；Ms：为回潮后物料含水率设定值，单位：％。Fp由回潮前电子皮带秤检测获得，Mf由回潮前红外水分仪检测获得，Ms由工艺设定值直接输入。将公式(1)按控制器的编程格式写入PLC控制器来控制回潮过程中的加水流量。理想状态时，回潮后红外水分仪检测的含水率Mb与含水率设定值Ms趋于一致。
技术实现思路
针对烟叶和烟草薄片一起加湿回潮时烟草物料含水率波动的问题，本专利技术提供一种烟叶和烟草薄片回潮加湿含水率的控制方法及其控制装置，其要解决的问题是采取不同的计算方式来分段控制回潮加水流量。本专利技术优选地适用于两种及以上特性相异的烟草物料在线连续进行回潮加湿后要求含水率稳定性较高的生产线，即适用于一种物料的含水率无法在线准确检测，另一种物料的含水率可在线准确检测，但回潮前该物料含水率波动较大的回潮后含水率控制方法。本专利技术实现的控制方法有但不限于：在生产投料时，烟草物料采取分段投料方式，先投烟草薄片，薄片回潮过完后紧接着对烟叶加温加湿回潮；生产过程中相应使用两种不同的控制方式进行回潮控制，过薄片时按薄片的加水流量控制计算公式来控制出口含水率，过烟叶时按烟叶的加水比例计算公式来控制出口含水率。因回潮后物料还要进入储柜进行整批次的烟叶与薄片混合，因此能保证烟叶与薄片的均匀混合性，不会影响卷烟配方品质。本专利技术的具体实现方法有但不限于：定期对回潮前的烟草薄片取样并采用烘箱法测定其含水率，取多次测定的含水率计算出烟草薄片的平均含水率Mf1；每批次生产结束后记录烟叶段回潮前平均含水率Mf0(由回潮前红外水分仪检测)、烟叶总量Ta(由回潮前电子皮带秤检测)、加水量Tw(由电磁流量计检测)，计算出该批次烟叶物料平均加水比例为R0＝Tw/Ta×100％，并按配方品牌将Mf0和R0存入配方数据库。批次生产开始前按生产品牌读入该品牌的配方数据(包括回潮后物料含水率设定值Ms、该品牌掺配的烟草薄片量Ts、烟叶量Tt、平均加水比例R0等)，批次生产开始后，以回潮前电子皮带秤检测到的过料累计量与烟草薄片量Ts比较来判断正在过的物料是薄片还是烟叶；过薄片时将回潮前烟草薄片的平均含水率Mf1作为公式(1)中的Mf代入公式(1)计算所需加水流量Fw，以控制薄片的回潮含水率，再按回潮后实际含水率Mb与设定含水率Ms的偏差进行PID闭环反馈运算，得到加水流量修正值Fc，以Fw+Fc作为实际加水量进行回潮加水控制。当电子皮带秤检测到过烟叶时，参考上一批次的加水回潮情况可知：上一批次回潮前平均含水率Mf0，平均加水比例R0，加水回潮后物料平均含水率为Ms，加水比例与含水率之间的关系为：烟叶回潮过程中，回潮前后含水率检测值Mf、Mb能较为准确的反映物料的真实水分，因此加水比例R与回潮前含水率Mf、回潮后含水率设定值Ms同样遵循公式(2)：由公式(2)和公式(3)可推导出：公式(4)中：R：为回潮加水比例，单位：％；Mf0：为同品牌上一批次回潮前物料平均含水率，单位：％；R0：为同品牌上一批次回潮加水比例平均值，单位：％；Mf：为当前回潮前烟叶含水率，单位：％。通过公式(4)计算出加水比例R，并可知加水流量为Fw＝R×Fp(Fp是回潮前烟叶流量，单位：Kg/h)，按流量Fw进行加水回潮控制，理论上回潮后含水率Mb达到控制设定目标值Ms，当Mb与Ms之间有控制偏差，以控制偏差Ms-Mb进行PID闭环反馈运算得到加水流量修正值Fc，以Fw+Fc作为实际加水量进行回潮加水控制。本专利技术的技术方案一方面为，提供一种烟叶和烟草薄片回潮加湿含水率的控制方法，其在生产投料时，烟草物料采取分段投料方式，先投烟草薄片，烟草薄片回潮过完后再对烟叶加温加湿回潮；生产过程中相应使用相对独立的控制模块对烟草薄片和烟叶分别进行回潮控制。优选地，所述的相对独立的控制模块为不同的控制模块，包括过薄片时按薄片的加水流量控制计算模块来控制出口含水率，过烟叶时按烟叶的加水比例计算模块来控制出口含水率。优选地，所述薄片的加水流量控制计算模块配置为采用以下薄片的加水流量控制方法的算法公式：上式中Fw为回潮加水流量，Fp为回潮前物料流量，Mf是回潮前物料含水率，Ms是回潮后物料含水率设定值；所述烟叶的加水流量控制计算模块配置为采用以下的烟叶的加水比例计算公式:上式中R为回潮加水比例，Mf0是同品牌上一批次回潮前物料平均含水率，R0为同品牌上一批次回潮加水比例平均值，Mf是当前回潮前物料含水率。优选地，采用烟叶和烟草薄片判断模块，所述烟叶和烟草薄片判断模块配置：为用回潮前电子皮带秤检测到的物料累计量与烟草薄片添加量进行比较，当前过料累计量少于烟草薄片添加量时，表明正在过烟草薄片，当物料累计量略大于烟草薄片添加量时，表明当前开始过的是烟叶。优选地，用回潮前电子皮带秤检测到的物料累计量与烟草薄片添加量进行比较，当前过料累计量少于烟草薄片添加量时，表明正在过烟草薄片，按公式(1)计算回潮加水流量Fw；当物料累计量略大于烟草薄片添加量时，表明当前开始过的是烟叶，按公式(4)计算回潮加水比例R，再计算加水流量Fw＝R×Fp，Fp为回潮前物料流量。优选地，将薄片的加水流量Fw控制算法公式和烟叶的加水比例R计算公式及其流量Fw写入PLC控制器，PLC通过回潮后物料含水率工艺设定值与实际含水率的偏差采用PID闭环反馈运算，得到加水流量修正值Fc，以Fw+Fc作为实际加水量对回潮进行加水控制，以确保出口含水率的稳定。优选地，定期对回潮前的烟草薄片取样并采用烘箱法测定其含水率，取多次测定的含水率计算出烟草薄片的平均含水率Mf1；每批次生产结束后记录烟叶段回潮前由回潮前红外水分仪检测的平均含水率Mf0、由回潮前电子皮带秤检测的烟叶总量Ta、由电磁流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种烟叶和烟草薄片回潮加湿含水率的控制方法，其特征在于，在生产投料时，烟草物料采取分段投料方式，先投烟草薄片，烟草薄片回潮过完后再对烟叶加温加湿回潮；生产过程中相应使用相对独立的控制模块对烟草薄片和烟叶分别进行回潮控制。

【技术特征摘要】
1.一种烟叶和烟草薄片回潮加湿含水率的控制方法，其特征在于，在生产投料时，烟草物料采取分段投料方式，先投烟草薄片，烟草薄片回潮过完后再对烟叶加温加湿回潮；生产过程中相应使用相对独立的控制模块对烟草薄片和烟叶分别进行回潮控制。2.根据权利要求1所述的一种烟叶和烟草薄片回潮加湿含水率的控制方法，其特征在于，所述的相对独立的控制模块为不同的控制模块，包括过薄片时按薄片的加水流量控制计算模块来控制出口含水率，过烟叶时按烟叶的加水比例计算模块来控制出口含水率。3.根据权利要求2所述的一种烟叶和烟草薄片回潮加湿含水率的控制方法，其特征在于，所述薄片的加水流量控制计算模块配置为采用以下薄片的加水流量控制方法的算法公式：上式中Fw为回潮加水流量，Fp为回潮前物料流量，Mf是回潮前物料含水率，Ms是回潮后物料含水率设定值；所述烟叶的加水流量控制计算模块配置为采用以下的烟叶的加水比例计算公式:上式中R为回潮加水比例，Mf0是同品牌上一批次回潮前物料平均含水率，R0为同品牌上一批次回潮加水比例平均值，Mf是当前回潮前物料含水率。4.根据权利要求1至3任一项所述的一种烟叶和烟草薄片回潮加湿含水率的控制方法，其特征在于，采用烟叶和烟草薄片判断模块，所述烟叶和烟草薄片判断模块配置：为用回潮前电子皮带秤检测到的物料累计量与烟草薄片添加量进行比较，当前过料累计量少于烟草薄片添加量时，表明正在过烟草薄片，当物料累计量略大于烟草薄片添加量时，表明当前开始过的是烟叶。5.根据权利要求3所述的一种烟叶和烟草薄片回潮加湿含水率的控制方法，其特征在于，用回潮前电子皮带秤检测到的物料累计量与烟草薄片添加量进行比较，当前过料累计量少于烟草薄片添加量时，表明正在过烟草薄片，按公式(1)计算回潮加水流量Fw；当物料累计量略大于烟草薄片添加量时，表明当前开始过的是烟叶，按公式(4)计算回潮加水比例R，再计算加水流量Fw＝R×Fp，Fp为回潮前物料流量。6.根据权利要求3所述的一种烟叶和烟草薄片回潮加湿含水率的控制方法，其特征在于，将薄片的加水流量Fw控制算法公式和烟叶的加水比例R计算公式及其流量Fw写入PLC控制器，PLC通过回潮后物料含水率工艺设定值与实际含水率的偏差采用PID闭环反馈运算，得到加水流量修正值Fc，以Fw+Fc作为实际加水量对回潮进行加水控制，以确保出口含水率的稳定。7.根据权利要求1至6任一项所述的一种烟叶和烟草薄片回潮加湿含水率的控制方法，其特征在于，定期对回潮前的烟草薄片取样并采用烘箱法测定其含水率，取多次测定的含水率计算出烟草薄片的平均含水率Mf1；每批次生产结束后记录烟叶段回潮前由回潮前红外水分仪检测的平均含水率Mf0、由回潮前电子皮带秤检测的烟叶总量Ta、由电磁流量计检测的加水量Tw，计算出该批次烟叶物料平均加水比例为R0＝Tw/Ta×100％，并按配方品牌将Mf0和R0存入配方数据库；批次生产开始前按生产品牌读入该品牌的配方数据，包括回潮后物料含水率设定值Ms、该品牌掺配的烟草薄片量Ts、烟叶量Tt、平均加水比例R0等，批次生产开始后，以回潮前电子皮带秤检测到的过料累计量与烟草薄片量Ts比较来判断正在过的物料是薄片还是烟叶。8.一种烟叶和烟草薄片回潮加湿含水率的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：在PLC控制器内配置：薄片的加水流量控制计算采用以下薄片的加水流量控制方法的算法公式：上式中Fw为回潮加水流量，Fp为回潮前物料流量，Mf是回潮前物料含水率，Ms是回潮后物料含水率设定值；烟叶的加水流量控制计算采用以下的烟叶的加水比例计算公式:上式中R为回潮加水比例，Mf0是同品牌上一批次回潮前物料平均含水率，R0为同品牌上...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨世学，李雄华，顾光华，赵洋，马文海，
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