[发明专利]一种基于DOE响应曲面法优化烘丝机物料通过时间的方法

说明书

本发明公开了一种基于DOE响应曲面法优化烘丝机物料通过时间的方法，通过DOE响应曲面法优化了烘丝机喷吹装置的喷吹压力及喷吹角度，大幅缩短烘丝机物料通过时间，减少干尾量，降低烟丝损耗，降低生产成本。优化方法可适用于不同烘丝机喷吹设备喷吹角度、喷吹压力确定，可以使物料通过烘丝机时间缩短至最优值，具有很高的实用价值。通过DOE曲面图工作人员可以根据烘丝机不同的加工工况，在最佳点大致位置内寻找适合点位，满足不同的加工条件，提高物料加工质量。

技术领域

本发明涉及一种基于DOE响应曲面法优化烘丝机物料通过时间的方法，属于烟草生产设备控制系统技术领域。

背景技术

烘丝机批次生产结束时，尾料数量骤减无法连贯通过烘丝机，导致烘丝机尾料出料速度慢，增加了不同批次生产时间间隔，增加了干尾量，造成了烟丝损耗，增加的生产成本。烘丝机滚筒转速、滚筒倾斜角度可调整范围较窄，调节试验后均无法明显提高尾料出料速度。为提高尾料出料速度现在烘丝机入口增加喷吹装置，喷吹装置的喷吹角度及喷吹气压两者需要高度匹配，物料通过烘丝机的时间才能得到保障，喷吹角度及喷吹气压可调整范围较大，难以通过逐次实验确定具体数值，难以确定最优喷吹角度及压缩空气压力。

发明内容

为解决烘丝机物料通过时间较长、喷吹角度及喷吹压力难以确定的问题，本发明提供了基于DOE响应曲面法优化烘丝机物料通过时间的方法，通过DOE响应曲面法确定烘丝机物料通过时间最短时喷吹装置最优喷吹角度及喷吹时间。

为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：一种基于DOE响应曲面法优化烘丝机物料通过时间的方法，包括如下步骤：步骤1：基于烘丝机尾料出料原理，选取喷吹角度、喷吹气压为变量，物料通过时间作为模型响应值，生产全因子试验设计方案，进行试验后记录试验数据；步骤2：根据试验数据拟合得到二元多次回归模型，对二元多次回归方程进行方差分析，得出方差分析表与残差图，判断试验区域是否达到相应变量的最佳区域；步骤3：试验区域达到响应变量最佳区域，增加轴点产生新试验方案，再次对新试验方案进行试验，记录试验数据；步骤4：根据新试验方案的试验数据拟合得到二阶响应曲面模型，对二阶响应曲面方程进行方差分析，得出方差分析表与残差图，判断二阶响应曲面方程是否拟合试验数据；步骤5：根据二阶响应曲面模型建立DOE等值线图和DOE曲面图，通过图形确定最佳点大致位置；步骤6：建立响应优化图，确定喷吹角度、喷吹气压最优值。

进一步的，步骤1、步骤3中试验方法为在烘丝机入口处安装空气放大器，PLC控制器采集烘丝机前端电子皮带秤数据，当电子皮带秤瞬时流量＜500kg/h，且持续时间≥40s以上时，PLC控制器驱动空气放大器电磁阀动作，通过计时器记录物料通过时间。

进一步的，步骤3通过中心复合表面设计选取增加轴点。

进一步的，通过置信区间对喷吹角度、喷吹气压最优值进行验证，预测值落入95％置信区间，证明模型有效。

进一步的，将喷吹角度、喷吹气压最优值设置在烘丝机喷吹设备，重复试验20批次，对试验结果单样本T检测，P值0.05,证明模型有效性。

本发明有益效果：本发明通过DOE响应曲面法优化了喷吹装置的喷吹压力及喷吹角度，大幅缩短烘丝机物料通过时间，减少干尾量，降低烟丝损耗，降低生产成本。优化方法可适用于不同烘丝机喷吹设备喷吹角度、喷吹压力确定，可以使物料通过烘丝机时间缩短至最优值，具有很高的实用价值。通过DOE曲面图工作人员可以根据烘丝机不同的加工工况，在最佳点大致位置内寻找适合点位，满足不同的加工条件，提高物料加工质量。

附图说明

图1为二元多次回归模型四合一残差图；

图2为二阶响应曲面模型四合一残差图；

图3为DOE等值线图；

图4为DOE曲面图；

图5为响应优化图。

具体实施方式