[发明专利]一种基于烘丝机工艺参数预测的烟丝质量优化的方法

说明书

本发明公开了一种基于烘丝机工艺参数预测的烟丝质量优化的方法，属于烟草加工领域，所述的基于烘丝机工艺参数预测的烟丝质量优化的方法包括步骤1数据采集：（1）烘丝机过程控制数据的获取，包括历史数据和实时数据，包括固定参数有配方参数和设备参数，以及与烟丝水分有较大相关性的可调工艺参数；(2)外接传感器包括环境温度传感器，环境湿度传感器；步骤2建立出口水分预测模型，步骤3，建立工艺控制优化模型；步骤4，烘丝能力评价。通过在线实时获取烘丝过程数据，并结合烘丝筒水分平衡和烟丝的脱水过程的机理分析，从而提升了出口水分的稳定性，降低波动，并能够降低对人经验的依赖性。

技术领域

本发明属于烟草领域，更具体的说涉及种基于烘丝机工艺参数预测的烟丝质量优化的方法。

背景技术

烘丝是烟丝生产过程中一道重要程序，而出口水分是制丝过程中的一个重要质量控制指标。国内外常见的滚筒式烘丝机设备，通过调节筒壁温度、湿度、阀门开度等工艺参数，来调整烘后烟丝的含水率。然而在烘丝过程中受到影响因素多，例如来料烟丝的批次、含水率、原料吸水性、流量等，同时，烘丝机的工艺参数之间存在强耦合的相互影响，任何参数的调整都可能导致烟丝含水率产生很大的误差。随着卷烟工业发展，烟丝品种增加，品质控制要求越来越高，而传统采用的PID控制模式在应对大滞后性、强耦合性、非线性的烘丝系统所表现的不足尤为明显，传统PID难以解决稳定性与准确性之间的矛盾，尤其是当被控对象动态变化时，传统的控制方法很难做到及时的跟踪与有效的控制。在实际生产过程中遇到的问题如下：

1、出口含水率的大小和很多干扰因素有关，包括来料的特性，批次，含水率，吸水率，烟丝流量、环境温湿度等；同时，也受到不同烘丝机的工艺参数有关，还有不同的工人的经验有关；

2、烘丝筒的工艺参数和含水量具有较强的非线性关系，在不同的温度水平上，每升高或降低相同的温度引起的水分变化量不同；

3、烘丝过程存在不确定性和大滞后特性，相同的控制条件和环境下，控制效果可能不完全相同；而且，控制变量的调整效果呈现出滞后特性；

4、烘丝过程一般分为三段，料头、料中、料尾，由于料头没有出口含水率的测量量，无法进行反馈控制，完全依据经验进行控制，而料尾由于烟丝量突然减少，筒壁的温度下降速率慢，因此，出现干头干尾现象严重；

5、一般烘丝机设备使用寿命较长，但由于连续使用，操作人员的操作习惯不同，设备部件的老化，烘丝性能也会出现不同程度的下降，原有的控制策略或者内控指标，则达不到有效的烘丝效果。

发明内容

本发明通过在线实时监测，包括在线检测系统(设备)，全面采集成品、半成品的加工参数、过程质量数据，关联环境、上下游工序数据，基于大数据做相关性分析，构建分析、控制模型，与集控系统紧密集成，通过对核心关键参数的自动调节，自动预警，自动纠正偏差，使“管”和“控”工作在最大程度上减少人为因素，在预定的轨道和轨迹上生产，实现质量控制的智能化；通过机理分析和数据驱动的方式实现操作标准化、过程参数化，减小质量波动，实现精准控制、最优控制。

为了实现上述目的，本发明是采用以下技术方案实现的：所述的基于烘丝机工艺参数预测的烟丝质量优化的方法包括步骤1数据采集：(1)烘丝机过程控制数据的获取，包括历史数据和实时数据，包括固定参数有配方参数和设备参数，以及与烟丝水分有较大相关性的可调工艺参数；(2)外接传感器包括环境温度传感器，环境湿度传感器；步骤2建立出口水分预测模型，步骤3，建立工艺控制优化模型；步骤4，烘丝能力评价。