烟丝加香加料比例优化控制设计研究

烟丝加香加料比例优化控制设计研究

孟令铭 葛小源

山东中烟有限责任公司青岛卷烟厂 山东省青岛市 266000

摘要：作为烟草制丝生产中的重要环节，加香加料具有重要的意义。不仅能够提高成品烟丝的口感，更对卷烟的整体品质有着重要影响。因此，本文从加香加料过程出发，深入探究常规加料控制过程以及优化加料控制过程，并提出提高烟丝加料精度设计的优化措施，旨在为加香加料比例精度的提升提供参考依据。

关键词：烟丝加香；加香加料；优化控制

引言：在烟草的生产过程中一旦发生进料流量的大范围波动时，若不能有效进行调节，则容易影响加香加料过程的稳定性。因此，为保证加香加料过程的稳定性，应采取相应措施，控制加香加料的比例精度，提高生产效率、增加经济效益。

1加香加料过程

烟丝加香加料系统主要由三部分组成，即传送系统、混料系统以及加料加香系统。加香系统在生产之前可通过将喷嘴管路填充的方式，防止出现在生产过程中出现施加不及时的问题。施加过程通常为闭环式的PID自动跟踪调节模式，其中，中央控制器能够有效采集到电子称的物料流量，与此同时，依据不同的生产牌号所需加香的比例精确计算出加香的流量。其中，加香流量的值为电子称物料流量值乘以加香的比率。当电子称流量信号发出后，并产生一定的延时后，即可加香。当烟丝通过传送系统进入混料罐的过程中，借助传送系统中的皮带秤进行混料罐烟丝的持续秤重，进而获得烟丝的流量。控制系统和料液输送是由料液管路、料液罐以及流量系统共同构成。料液罐主要是用来储存待添加料液和香精液，料液管路会在流量控制系统控制下降料液送入到混料罐中，并能够迅速和混料罐中的烟丝进行充分的融合，进而完成加料加香的全部过程。需要注意的是，在加香之前首先需要将压缩空气的引射阀打开，使得香能够自动的转向喷嘴，当上述操作结束后需及时将压缩空气的引射阀关闭。同时，保证喷嘴中所残留的香能够全部的进行雾化后喷出，防止漏料和滴料现象的发生。

2常规加料控制过程

对于常规加香加料控制来说，系统中通常使用2个反馈环路进行加香加料的有效控制。第一，应控制程序对当前加料比例S、主秤流量瞬时数值进行有效读取，此时加料瞬时量加料瞬时量T=R*S，加料控制同时完成。主秤和加料秤的反馈回主秤积累量H和加料积累量J，获得加料比例为K=J/H。加料比例K和设定值S相比，当K＜S时，代表加料不足，此时应进行加料量T的补偿增大。当K＞S时，证明加料过多，则应减少加料量T的补偿。在进行加香加料过程的有效分析，工艺加料比例设置为S，时间的推移使得主秤积累和加料量积累不断加大，再进行加料比例K的计算和瞬时加料量T的反馈与调节。此时，无法满足工艺稳定性要求，所以需要进行加料控制的有效优化。

3优化加料控制过程

通过在程序控制端新增缓存器的方式优化加料控制过程，保证缓存器中缓存最近40秒内的主秤累积量与加料累积量。在定时器的循环中包含两个数据，即加料比例K=加料秤累积量J/主秤累积量H加料累积量U=主秤累积量V*加料设定比例S接近瞬时加料比例。其中，U是经过主秤累积量产生烟丝后，应掺入的合理料液量。为确保加料的稳定性，应针对不同情况进行相应的处理，同时合理调整加料量的设定值。综合考量加香加精受到工艺的影响，需要将加香加料比例的误差尽量控制在6%以内，所以应确保加料稳定性的同时使K保持在一定的范围内。为最大程度降低误差，应做好加料瞬时量T的有效调整。在实际的生产过程中对可能出现的四种情况进行有效处理：一，K>S,W>UT=R*0.95*S,二，K>S,WUT=R*0.95*S。其中，K为加料瞬时比例值，S为加料比例设定值，W为加料秤累积实际值。U为加料量累积理论值，而T为加料瞬时量。在进行上述情况的分析可以得出加料比例的处理过程是动态化的过程，变化的过程中会获得不同时间阶段的数据处理。能够有效防止加料过少、加料比例过大等问题，保证整体过程的加料稳定，进而提升烟丝的稳定性^[1]。

4提高烟丝加料精度设计

4.1材料与方法

4.1.1材料与仪器

某牌号二类烤烟型配方料液，润液加料机以及液位变送器，同时准备电子天平和温度计。

4.1.2方法

将原液位变送器加入到加料桶当中，此时受到料液温度影响也较大。为确保液位变送器能够维持在较低的温度环境中，需要在加料桶的底部连接一个连通器，再将液位变送器放到连通器当中，加装冷水循环装置。将加料比例设置为4%，分别进行改进前25摄氏度、55摄氏度、75摄氏度以及改进后25摄氏度、55摄氏度、75摄氏度的对比。进行料液流量精度和加料瞬时精度的确认。当所设置的流量计流量稳定后，使用容器收集2分钟流出的物料重量，进行三次测量，并计算出三次测量的平均值。为有效检测料温在25摄氏度、55摄氏度、75摄氏度的加料瞬时精度，所采用的方法为每间隔6分钟进行记录制品与料液通过的流量，并持续记录12次，求得加料的瞬时精度。

4.2结果与分析

通过对改进前与后不同料液温度的计量精度进行对比，可以得出当改进前料液温度在25摄氏度提高到55摄氏度时，料液流量计的计量精度随之提升，当料液温度由55摄氏度提高到75摄氏度时，此时料液流量计的计量精度会随温度的升高而不断降低。之所以会产生上述问题，是因为流量计的计量精度受到了料液粘稠度和料液温度的共同影响，导致当料液温度由25摄氏度提高到55摄氏度时，由于料液粘稠度较低，在该温度范围内料液稠温度对料液变送器灵敏度影响较小，主要由料液黏度对精度起主导作用。当料液温度由55摄氏度到达75摄氏度时，料液温度对液位变送器的灵敏程度不断增加，流量计剂量精度成为主导因素。所以，在料液温度升高后，流量计剂量精度有所降低^[2]。

从改进前后不同料液温度下流量计剂量精度数据效果能够得出，当料液温度不断升高时，流量计的计量精度也不断提升。由方差数据结果可以看出，料液温度发生变化的过程中，改进前后的料液流量计剂量精度水平由不显著到显著再到极显著变化。之所以发生上述现象的原因在于改进后的料液变送器处于适宜的恒温状态时，会逐渐消除料液温度对液位变送器灵敏程度的影响，当料液温度上升、料液黏度降低时，料液流量计剂量精度不断提高。通过对改进前后的料液温度瞬时加料精度进行计算后得出，改进前后料液温度由25摄氏度升高到55摄氏度、75摄氏度，瞬时加料精度显著水平由不显著到显著再到极显著变化，从中可以得出改进后能够有效消除料液温度对液位变送器灵敏度的影响。与此同时，当料液温度不断升高时，料液粘稠程度不断降低，瞬时加料精度不断提高，当料液温度到达75摄氏度时，效果最好。最终得出：改进加料装置后，使得液位变送器的工作环境处于适宜恒温状态中，能够有效消除料液温度对液位变送器灵敏度的影响。即料液温度的提升、料液粘稠度的降低，提升了料液流量计的计量精度，从而提高了产品的质量。

结论：总而言之，在对加香加料精度控制系统的优化与改进后，能够有效的改善生产的整体过程的加料稳定，进而提升烟丝的稳定性。进而提高生产质量和水平，因此，在实际生产过程中，应重视加香加料精度控制系统的优化与改进，提高生产效率的基础上，进一步提升企业的经济效益与社会效益。

参考文献：

[1]彭红飞.水洗净化技术在加香筒排潮系统中的应用[J].轻工科技,2021,37(06):24-25+34.

[2]张辉,吕勇,向勇刚.烟草制丝加香引射压力控制系统改进[J].现代工业经济和信息化,2021,11(01):148-150.

第一作者姓名:孟令铭(1994.03)，性别:男，籍贯:山东省青岛市，民族:汉，学历:本科

第二作者姓名:葛小源(1994.09)，性别:女，籍贯:山东省青岛市，民族:汉，学历:本科