一种增湿设备加水量自动修正方法技术

本发明专利技术公开了一种增湿设备加水量自动修正方法，首先分别测量增设设备的入口物料流量测量值及入口物料水分测量值，并设定增湿设备的出口物料水分设定值，然后计算增湿设备的理论加水量，利用水分仪测得增湿设备的出口物料水分测量值，以出口物料水分设定值和出口物料水分测量值为前馈输入变量，以增湿设备加水量的测量值和出口物料水分测量值为扰动量，通过出口水分反馈调节PID和加水阀门PID形成两级PID控制系统，实现双极串联的PID控制系统，从而对增湿设备的实际加水量进行控制，能够消除设备初始阶段和由于外部环境变化造成的增湿设备出口水分指标产生的偏离，有效提高增湿设备计算量的控制水平，提高了设备的工作效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及烟草行业增湿设备加水量控制领域，尤其涉及一种增湿设备加水量自动修正方法。
技术介绍
根据烟草制丝线工艺技术要求，很多工序需对烟草原料进行增湿加水，加水量的多少对产品的质量产生直接的影响。随着烟草行业工艺技术指标的不断提高，增湿设备在头料阶段，由于入口水分总有一个从很小的值上升到实际值的过程，在这个过程中程序计算的加水量远远超过正常生产时的加水量，造成头料阶段出口水分偏离较大；同时当来料水分波动较大时，生产过程中增湿设备出口水分也会出现超调现象，造成增湿设备出口水分波动大，影响产品的质量。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种增湿设备加水量自动修正方法，能够保障增湿设备出口水分指标，提高设备的工作效率及控制水平，从而提高产品的质量。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种增湿设备加水量自动修正方法，依次包括以下步骤：(1)分别利用电子皮带秤和水分仪测量增设设备的入口物料流量测量值a及入口物料水分测量值b，然后进入步骤(2)；(2)根据增湿设备的工艺标准设定增湿设备的出口物料水分设定值c，然后进入步骤(3)；(3)根据入口物料流量测量值a、入口物料水分测量值b及出口物料水分设定值c，计算增湿设备的理论加水量y，然后进入步骤(4)；(4)利用水分仪测得增湿设备的出口物料水分测量值c′，然后进入步骤(5)；(5)将出口物料水分测量值c′与出口物料水分设定值c输入出口水分反馈调节PID控制器进行比例微分计算，从而得到出口物料水分修正值u(t)，然后进入步骤(6)；(6)利用流量计测得增湿设备的加水流量测量值y′，然后进入步骤(7)；(7)将出口物料水分修正值u(t)与增湿设备的加水流量测量值y′输入加水阀门PID控制器进行比例微分计算，从而得到增湿设备的实际加水量y″，然后进入步骤(8)；(8)加水阀门PID控制器根据增湿设备的实际加水量y″控制加水阀门的开闭，从而控制增湿设备的实际加水量。所述步骤(3)中，增湿设备的理论加水量y的计算过程如下：①计算所加物料的干料量h＝a*(1-b)，其中，a表示入口物料流量测量值，b表示入口物料水分测量值，然后进入步骤②；②计算增湿设备出口处的理论物料流量i＝h/1-c，其中，h表示所加物料的干料量，c表示出口物料水分设定值，然后进入步骤③；③计算增湿设备的理论加水量y＝i-a＝a*(c-b)/1-c，其中，a表示入口物料流量测量值，b表示入口物料水分测量值，c表示出口物料水分设定值。所述步骤(5)中，出口物料水分修正值u(t)＝u(t-1)+Δu(t)，其中，t表示时间，u(t)表示在t时刻得到的出口物料水分修正值，u(t-1)表示在t-1时刻得到的出口物料水分修正值，Δu(t)＝q0e(t)+q1e(t-1)+q2e(t-2)，其中，q0＝Kp(1+Td/T)，q1＝-Kp(1+2Td/T)，q2＝Kp*Td/T，Kp表示比例系数，Td表示微分时间常数，T表示调节周期，Kp、Td及T均根据出口物料水分测量值c′与出口物料水分设定值c设定。所述步骤(7)中，增湿设备的实际加水量y″的计算公式如下：在料头阶段，即只有进料没有出料的阶段，增湿设备的实际加水量y″＝k*a*(c-b)/(1-c)，其中，k表示加水系数，根据实际生产需要设定，a表示入口物料流量测量值，b表示入口物料水分测量值，c表示出口物料水分设定值；在料中阶段，即有进料也有出料的阶段，增湿设备的实际加水量y″＝k*a*(c-b)/1-c+u(t)，其中，k表示加水系数，根据实际生产需要设定，a表示入口物料流量测量值，b表示入口物料水分测量值，c表示出口物料水分设定值，u(t)表示出口物料水分修正值；在料尾阶段，即只有出料没有进料的阶段，增湿设备的实际加水量y″＝k*a*(c-b)/1-c+u(t)，其中，k表示加水系数，根据实际生产需要设定，a表示入口物料流量测量值，b表示入口物料水分测量值，c表示出口物料水分设定值，u(t)表示出口物料水分修正值。所述步骤(7)中，若计算得到的增湿设备的实际加水量小于30kg/h，则直接关闭加水阀门。所述出口水分反馈调节PID控制器及加水阀门PID控制器均采用西门子连续调节功能块FB41。本专利技术公开了一种增湿设备加水量自动修正方法，以出口物料水分设定值和出口物料水分测量值为前馈输入变量，以增湿设备加水量的测量值和出口物料水分测量值为扰动量，通过出口水分反馈调节PID和加水阀门PID形成两级PID控制系统，实现双极串联的PID控制系统，从而对增湿设备的实际加水量进行控制，能够消除设备初始阶段和由于外部环境变化造成的增湿设备出口水分指标产生的偏离，有效提高增湿设备计算量的控制水平，减少了系统超调量和滞后量，保障了增湿设备出口水分指标，达到提高增湿设备控制水平的目的，提高了设备的工作效率及控制水平。本专利技术操作简单，增湿加水量控制效果好，具有很好的工业应用价值和推广应用前景。附图说明图1为本专利技术的控制原理图；图2为本专利技术的流程图。具体实施方式如图1及图2所示，本专利技术所述的一种增湿设备加水量自动修正方法，依次包括以下步骤：(1)分别利用电子皮带秤和水分仪测量增设设备的入口物料流量测量值a及入口物料水分测量值b，然后进入步骤(2)；(2)根据增湿设备的工艺标准设定增湿设备的出口物料水分设定值c，然后进入步骤(3)；(3)根据入口物料流量测量值a、入口物料水分测量值b及出口物料水分设定值c，计算增湿设备的理论加水量y，然后进入步骤(4)；增湿设备的理论加水量y的计算过程如下：①计算所加物料的干料量h＝a*(1-b)，其中，a表示入口物料流量测量值，b表示入口物料水分测量值，然后进入步骤②；②计算增湿设备出口处的理论物料流量i＝h/1-c，其中，h表示所加物料的干料量，c表示出口物料水分设定值，然后进入步骤③；③计算增湿设备的理论加水量y＝i-a＝a*(c-b)/1-c，其中，a表示入口物料流量测量值，b表示入口物料水分测量值，c表示出口物料水分设定值。(4)利用水分仪测得增湿设备的出口物料水分测量值c′，然后进入步骤(5)；(5)将出口物料水分测量值c′与出口物料水分设定值c输入出口水分反馈调节PID控制器进行比例微分计算，从而得到出口物料水分修正值u(t)，然后进入步骤(6)；出口物料水分修正值u(t)＝u(t-1)+Δu(t)，其中，t表示时间，u(t)表示在t时刻得到的出口物料水分修正值，u(t-1)表示在t-1时刻得到的出口物料水分修正值，Δu(t)＝q0e(t)+q1e(t-1)+q2e(t-2)，其中，q0＝Kp(1+Td/T)，q1＝-Kp(1+2Td/T)，q2＝Kp*Td/T，Kp表示比例系数，Td表示微分时间常数，T表示调节周期，Kp、Td及T均根据出口物料水分测量值c′与出口物料水分设定值c设定。(6)利用流量计测得增湿设备的加水流量测量值y′，然后进入步骤(7)；(7)将出口物料水分修正值u(t)与增湿设备的加水流量测量值y′输入加水阀门PID控制器进行比例微分计算，从而得到增湿设备的实际加水量y″，然后进入步骤(8)；增湿设备的实际加水量y″的计算过程如下：在料头阶段，即只有进料没有出料的阶段，在此阶段中，由本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种增湿设备加水量自动修正方法，其特征在于，依次包括以下步骤：(1)分别利用电子皮带秤和水分仪测量增设设备的入口物料流量测量值a及入口物料水分测量值b，然后进入步骤(2)；(2)根据增湿设备的工艺标准设定增湿设备的出口物料水分设定值c，然后进入步骤(3)；(3)根据入口物料流量测量值a、入口物料水分测量值b及出口物料水分设定值c，计算增湿设备的理论加水量y，然后进入步骤(4)；(4)利用水分仪测得增湿设备的出口物料水分测量值c′，然后进入步骤(5)；(5)将出口物料水分测量值c′与出口物料水分设定值c输入出口水分反馈调节PID控制器进行比例微分计算，从而得到出口物料水分修正值u(t)，然后进入步骤(6)；(6)利用流量计测得增湿设备的加水流量测量值y′，然后进入步骤(7)；(7)将出口物料水分修正值u(t)与增湿设备的加水流量测量值y′输入加水阀门PID控制器进行比例微分计算，从而得到增湿设备的实际加水量y″，然后进入步骤(8)；(8)加水阀门PID控制器根据增湿设备的实际加水量y″控制加水阀门的开闭，从而控制增湿设备的实际加水量。

【技术特征摘要】
1.一种增湿设备加水量自动修正方法，其特征在于，依次包括以下步骤：(1)分别利用电子皮带秤和水分仪测量增设设备的入口物料流量测量值a及入口物料水分测量值b，然后进入步骤(2)；(2)根据增湿设备的工艺标准设定增湿设备的出口物料水分设定值c，然后进入步骤(3)；(3)根据入口物料流量测量值a、入口物料水分测量值b及出口物料水分设定值c，计算增湿设备的理论加水量y，然后进入步骤(4)；(4)利用水分仪测得增湿设备的出口物料水分测量值c′，然后进入步骤(5)；(5)将出口物料水分测量值c′与出口物料水分设定值c输入出口水分反馈调节PID控制器进行比例微分计算，从而得到出口物料水分修正值u(t)，然后进入步骤(6)；(6)利用流量计测得增湿设备的加水流量测量值y′，然后进入步骤(7)；(7)将出口物料水分修正值u(t)与增湿设备的加水流量测量值y′输入加水阀门PID控制器进行比例微分计算，从而得到增湿设备的实际加水量y″，然后进入步骤(8)；(8)加水阀门PID控制器根据增湿设备的实际加水量y″控制加水阀门的开闭，从而控制增湿设备的实际加水量。2.如权利要求1所述的一种增湿设备加水量自动修正方法，其特征在于，所述步骤(3)中，增湿设备的理论加水量y的计算过程如下：①计算所加物料的干料量h＝a*(1-b)，其中，a表示入口物料流量测量值，b表示入口物料水分测量值，然后进入步骤②；②计算增湿设备出口处的理论物料流量i＝h/1-c，其中，h表示所加物料的干料量，c表示出口物料水分设定值，然后进入步骤③；③计算增湿设备的理论加水量y＝i-a＝a*(c-b)/1-c，其中，a表示入口物料流量测量值，b表示入口物料水分测量值，c表示出口物料水分设定值。3.如权利要求2所述的一种增湿设备加水量自动修正方法，其特征在于：所述步骤(5)中，出口物料水分修正值u(t)＝u(t-1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵春元，丁松峰，王建伟，
申请(专利权)人：河南中烟工业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：河南;41