本發(fā)明屬于卷煙加工工藝，具體涉及打葉復(fù)烤生產(chǎn)熱風(fēng)潤(rùn)葉設(shè)備的控制方法。

背景技術(shù)：

熱風(fēng)潤(rùn)葉是打葉復(fù)烤生產(chǎn)工藝過(guò)程中一個(gè)非常重要的加工工序，該工序的工藝任務(wù)是提高煙葉的溫度和水分，提高煙葉的機(jī)械耐加工強(qiáng)度，同時(shí)使其部分感官質(zhì)量得到一定程度的改善，為后續(xù)加工處理準(zhǔn)備工藝條件。熱風(fēng)潤(rùn)葉生產(chǎn)過(guò)程關(guān)鍵工藝參數(shù)的控制是否能夠快速響應(yīng)并達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，對(duì)加工后煙葉的品質(zhì)、物料過(guò)程損耗等經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)都有著直接影響。

熱風(fēng)潤(rùn)葉工序加工質(zhì)量的控制一直是煙葉復(fù)烤生產(chǎn)企業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)之一。由于熱風(fēng)潤(rùn)葉設(shè)備需要實(shí)現(xiàn)加工物料的翻滾松散和攪拌增溫增濕，因此打葉復(fù)烤生產(chǎn)的熱風(fēng)潤(rùn)葉設(shè)備通常采用滾筒式熱風(fēng)潤(rùn)葉機(jī)。其主要由進(jìn)出料罩、筒體、蒸汽系統(tǒng)、熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)、加水系統(tǒng)和電控系統(tǒng)組成。該設(shè)備工作原理為：在滾筒入口端有獨(dú)立的直噴蒸汽噴嘴、“水—蒸汽”混合噴嘴和和熱風(fēng)噴嘴，煙葉物料經(jīng)進(jìn)料罩進(jìn)入滾筒式熱風(fēng)潤(rùn)葉機(jī)滾筒內(nèi)部，同時(shí)與三路噴嘴噴出的氣流形成的濕熱混合氣流在滾筒形成的相對(duì)密閉的高溫高濕環(huán)境中混合，煙葉物料被具有一定傾角的滾筒及滾筒內(nèi)表面螺旋狀分布耙釘?shù)墓餐饔孟虏粩啾粩嚢?、拋散向出口端做近似螺旋運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，充分吸收溫度、水分，從而使物料迅速升溫和吸濕。

生產(chǎn)實(shí)際中，普遍采用物料含水率和溫度兩個(gè)重要的物理指標(biāo)來(lái)表征熱風(fēng)潤(rùn)葉機(jī)工序質(zhì)量，目前通常采用的控制方法是：

1、對(duì)煙葉含水率的控制，是通過(guò)檢測(cè)熱風(fēng)潤(rùn)葉機(jī)入口、出口的煙葉含水率，采用雙閉環(huán)pid進(jìn)行加水量控制，加水方式為通過(guò)飽和蒸汽將水分霧化，均勻噴灑在煙葉表面。

2、對(duì)煙葉溫度的控制，在工藝上主要通過(guò)控制熱風(fēng)溫度和回風(fēng)溫度來(lái)控制煙葉溫度。（1）采用pid控制器調(diào)整進(jìn)入熱交換器的蒸汽量使熱風(fēng)溫度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。(2)采用pid控制器調(diào)節(jié)加入潤(rùn)葉筒內(nèi)的直噴蒸汽量控制回風(fēng)溫度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。

煙葉加濕量、熱風(fēng)溫度和回風(fēng)溫度的控制是三套相互獨(dú)立的系統(tǒng)，分別采用獨(dú)立的pid控制器進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。而加工的媒介有熱風(fēng)、飽和蒸汽和水，在調(diào)節(jié)加入蒸汽量的多少來(lái)調(diào)節(jié)回風(fēng)溫度達(dá)標(biāo)的同時(shí)，蒸汽中所含的水蒸氣也會(huì)導(dǎo)致物料水分變化，同時(shí)還會(huì)對(duì)煙葉感官質(zhì)量產(chǎn)生影響。在實(shí)際生產(chǎn)中時(shí)常需要對(duì)三個(gè)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整控制，由于缺少根據(jù)煙葉出口含水率與入口含水率之差值區(qū)間而采取的分級(jí)控制模式，憑經(jīng)驗(yàn)及盲目調(diào)整參數(shù)，容易造成各個(gè)參數(shù)間相互干擾、顧此失彼的現(xiàn)象普遍存在，導(dǎo)致加工過(guò)程中煙葉含水率和溫度質(zhì)量指標(biāo)、加工后煙葉感官質(zhì)量波動(dòng)較大的問(wèn)題。

針對(duì)目前熱風(fēng)潤(rùn)葉機(jī)控制方法的不足，以“分級(jí)控制”的理念將相關(guān)控制參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化組合，形成更為科學(xué)合理的控制模式，對(duì)豐富和發(fā)展打葉復(fù)烤工藝，提升打葉復(fù)烤加工技術(shù)水平具有十分重要的作用和意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種熱風(fēng)潤(rùn)葉機(jī)分級(jí)控制方法，該方法根據(jù)煙葉出口含水率與入口含水率之差值區(qū)間，設(shè)定出一種控制優(yōu)先選擇順序權(quán)，使煙葉加濕量、熱風(fēng)溫度、回風(fēng)溫度等中間變量可根據(jù)煙葉出口含水率和溫度的狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，從而獲得更為穩(wěn)定的煙葉加工質(zhì)量和感官質(zhì)量。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：先將煙葉出口含水率與入口含水率之差值進(jìn)行區(qū)間劃分，每個(gè)區(qū)間對(duì)應(yīng)不同層級(jí)的控制模式，在每個(gè)層級(jí)控制模式下，對(duì)加濕量、熱風(fēng)溫度、回風(fēng)溫度采用不同的控制模式，形成一套分層級(jí)控制方法。

本發(fā)明的具體內(nèi)容為：根據(jù)熱風(fēng)潤(rùn)葉機(jī)煙葉出口含水率與入口含水率之差值x，從大到小設(shè)定出四個(gè)連續(xù)但不重合的范圍區(qū)間，即x∈[a,+∞)為范圍一，x∈[b,a)為范圍二，x∈[0,b)為范圍三，x∈[-∞,0)為范圍四，其中0＜b＜a,按所測(cè)范圍的區(qū)別，對(duì)設(shè)備的加濕量、熱風(fēng)溫度、回風(fēng)溫度這三個(gè)中間變量對(duì)應(yīng)調(diào)整：

（1）x在范圍一時(shí)，固定原有的熱風(fēng)溫度設(shè)定值不變，以單閉環(huán)pid的控制方式，通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)入熱交換器的蒸汽量，使熱風(fēng)溫度達(dá)到設(shè)定值；通過(guò)單閉環(huán)pid的控制方式，調(diào)整直噴蒸汽量的大小，來(lái)控制和穩(wěn)定回風(fēng)溫度，使回風(fēng)溫度達(dá)到設(shè)定值；通過(guò)實(shí)時(shí)采集的煙葉出口含水率、煙葉入口含水率、煙葉入口流量的數(shù)值進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算出的實(shí)時(shí)的加水量作為雙閉環(huán)pid控制中內(nèi)環(huán)pid的設(shè)定值，通過(guò)調(diào)節(jié)加水量的大小，來(lái)控制煙葉出口含水率，使出口含水率達(dá)到設(shè)定值。

（2）當(dāng)x在范圍二時(shí)，根據(jù)b值的不同和煙葉等級(jí)的差別，設(shè)定加水量為較小的固定值w，其中w>0；通過(guò)改變直噴蒸汽量的大小來(lái)控制煙葉出口含水率，使煙葉含水率達(dá)到設(shè)定值；固定原有的回風(fēng)溫度設(shè)定值不變，通過(guò)改變熱風(fēng)溫度的設(shè)定值來(lái)控制回風(fēng)溫度，熱風(fēng)溫度的調(diào)節(jié)以單閉環(huán)pid的控制方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。

（3）當(dāng)x在范圍三時(shí)，將加水量設(shè)定為0，關(guān)閉水汽混合噴嘴。通過(guò)改變直噴蒸汽量的大小來(lái)控制煙葉出口含水率，使煙葉含水率達(dá)到設(shè)定值；固定原有的回風(fēng)溫度設(shè)定值不變，通過(guò)改變熱風(fēng)溫度的設(shè)定值來(lái)控制回風(fēng)溫度，熱風(fēng)溫度的調(diào)節(jié)以單閉環(huán)pid的控制方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。

（4）當(dāng)x在范圍四時(shí)，將加水量設(shè)定為0，關(guān)閉水汽混合噴嘴。直噴蒸汽量也設(shè)定為0，關(guān)閉直噴蒸汽噴嘴。同樣采用熱風(fēng)溫度pid控制方法，通過(guò)改變熱風(fēng)溫度的設(shè)定值，以提高熱風(fēng)溫度的方式讓熱風(fēng)帶走煙葉中多余的水分，來(lái)控制煙葉出口含水率，使煙葉含水率達(dá)到設(shè)定值。

根據(jù)不同品種等級(jí)的煙葉特性，熱風(fēng)潤(rùn)葉機(jī)煙葉出口含水率與入口含水率之差值的a為2～4%，b為1～2%。

通過(guò)上述四級(jí)控制模式，根據(jù)煙葉出口含水率與入口含水率之差所在區(qū)間，系統(tǒng)對(duì)應(yīng)地采用相應(yīng)的控制級(jí)別進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)出口含水率各個(gè)層級(jí)控制系統(tǒng)有序的選擇轉(zhuǎn)換，使物料含水率的控制更加精準(zhǔn)、快捷和穩(wěn)定。

本發(fā)明的有益技術(shù)效果是：將熱風(fēng)潤(rùn)葉機(jī)的煙葉出口含水率控制，煙葉溫度控制所相關(guān)的加濕控制系統(tǒng)、熱風(fēng)控制系統(tǒng)、回風(fēng)溫度控制系統(tǒng)的控制按煙葉出口含水率與入口含水率之差值區(qū)間采用分級(jí)控制模式進(jìn)行控制，可以有效避免多參數(shù)盲目調(diào)整帶來(lái)的相互干擾，顧此失彼，工序質(zhì)量控制波動(dòng)較大的問(wèn)題。分級(jí)控制模式有利于實(shí)現(xiàn)“靶向”快速調(diào)整控制，使各參數(shù)控制和轉(zhuǎn)換有序進(jìn)行。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例：假設(shè)根據(jù)熱風(fēng)潤(rùn)葉機(jī)煙葉出口含水率與入口含水率之差值x進(jìn)行區(qū)間劃分設(shè)定時(shí)，a=3%，b=1%，那么。

（1）當(dāng)x≥3%（范圍一）時(shí)，說(shuō)明煙葉入口含水率很小，需大量地對(duì)煙葉加水，并適當(dāng)加蒸汽，此時(shí)系統(tǒng)進(jìn)入第一級(jí)控制模式進(jìn)行調(diào)節(jié)，采用的控制模式為：固定熱風(fēng)溫度，通過(guò)調(diào)整直噴蒸汽量來(lái)控制和穩(wěn)定回風(fēng)溫度，通過(guò)控制加水量來(lái)控制煙葉出口含水率。

（2）當(dāng)1%≤x＜3%（范圍二）時(shí)，說(shuō)明煙葉入口含水率較小，只需對(duì)煙葉少量加水，再通過(guò)所施加蒸汽中含有的水份補(bǔ)償即可滿足對(duì)煙葉加濕的要求，此時(shí)系統(tǒng)進(jìn)入第二級(jí)控制模式進(jìn)行調(diào)節(jié)，采用的控制模式為：根據(jù)b值的不同和煙葉等級(jí)的差別，設(shè)定加水量為較小的固定值w，通過(guò)調(diào)整直噴蒸汽量來(lái)控制煙葉出口含水率，通過(guò)調(diào)整熱風(fēng)溫度來(lái)調(diào)節(jié)回風(fēng)溫度。

（3）當(dāng)0≤x＜1%（范圍三）時(shí)，說(shuō)明煙葉入口含水率非常接近出口含水率，此時(shí)無(wú)需對(duì)煙葉加水，只要通過(guò)控制所施加蒸汽中含有的水份補(bǔ)償即可滿足對(duì)煙葉加濕的要求，此時(shí)系統(tǒng)進(jìn)入第三級(jí)控制模式進(jìn)行調(diào)節(jié)，采用的控制模式為：將加水量設(shè)定為0，通過(guò)調(diào)整直噴蒸汽量加少量蒸汽來(lái)控制煙葉出口含水率，通過(guò)控制熱風(fēng)溫度來(lái)調(diào)節(jié)回風(fēng)溫度。

（4）當(dāng)x＜0（范圍四）時(shí)，說(shuō)明煙葉入口含水率大于出口含水率，此時(shí)不僅不能對(duì)煙葉加水、加蒸汽，為了達(dá)到要求的出口含水率，還必須通過(guò)熱風(fēng)的干燥作用帶走煙葉中超量的水分，此時(shí)系統(tǒng)進(jìn)入第四級(jí)控制模式進(jìn)行調(diào)節(jié)，采用的控制模式為：將加水量設(shè)定為0，直噴蒸汽加用量也設(shè)定為0，通過(guò)調(diào)整和提高熱風(fēng)溫度來(lái)帶走煙葉中超量的水分，達(dá)到所要求的煙葉出口含水率。