自控技术在卷烟制丝工艺中的应用

自控技术在卷烟制丝工艺中的应用

邹嘉健,区嘉铖

广东中烟工业有限责任公司    广东省广州市   510000

摘要：对烟草行业而言，要想实现持续发展，关键是要综合考虑多方面因素，对加工所用原料、设备和工艺进行确定，使所加工卷烟的品质达到预期。文章便以卷烟加工为切入点，在对自控技术进行简要介绍的基础上，围绕卷烟加工所用工艺、自控技术间的关系展开了讨论，结合烘丝机、回潮机等核心设备，对将自控技术用于卷烟加工的意义进行了说明，供相关人员参考。

关键词：卷烟加工；自控技术；烘丝机；回潮机

前言：近几年，自控技术已在卷烟加工领域得到广泛运用，仅有少数岗位仍沿用传统控制方式，而对生产线进行自动控制的优点，主要是能够有效规避人为控制所具有的随机性，在减少人员工作量的前提下，使工作效率得到显著提升。由此可见，将自控技术用于卷烟加工是大势所趋，要想使卷烟质量和产量达到预期，关键是要视情况对自控技术进行合理运用。

1研究背景

在科技持续发展的背景下，以烟草和石化为代表的诸多行业，均选择运用自控技术辅助日常工作开展。走访调查可知，现阶段，多地卷烟厂都已引入工业以太网，此举不仅降低了有关人员对卷烟加工流程进行控制的难度，还使卷烟厂所具有信息化、现代化水平得到了显著提升[1]。上文所提到工业以太网，主要是指以为基础所开发出的单元及区域网，各行各业均可借助工业以太网对日常工作进行开展，并根据自身需求对以太网进行升级。

2自控技术应用方法

自控技术强调以控制论为基础，以计算机为依托，通过对现有通信、电子技术加以运用的方式，使控制效果达到预期。目前，在工业领域得到广泛运用的自控技术，主要包括顺序控制、过程控制两类，不同技术所适用场景往往有所不同。

2.1顺序控制

该技术主要负责对数字量进行控制，即：预先对生产流程和工艺顺序进行设定，确保执行机构能够按照预设顺序完成各项工作。对信号灯进行控制、对机械手进行控制，均属于典型的顺序控制，其具有算法简单、适用场景有限的特点。要想使该技术发挥出应有作用，关键是要明确转移目标、条件以及需要完成的任务。若以控制系统所表现出特征为依据，可将该技术细分成以下几类：首先是逻辑控制，其次是条件控制，最后是时间控制。逻辑控制强调以逻辑顺序为依据，对预设指令进行执行，期间通常不需要考虑执行时间等因素。条件控制强调以条件能否达到要求为依据，对是否执行指令、指令执行顺序加以确定。时间控制则重点关注执行时间，需要严格按照生产工序对设备启停状态进行控制。

2.2过程控制

考虑到计算机仅能进行数学运算，因此，要想对该技术加以运用，前提是要以控制对象所具有特征为依据，对相应的数学模型进行建立，再以控制策略为导向，将控制对象、模型转化成算法，由计算机对二者进行处理。换言之，实施过程控制通常需要完成两项工作，一是基于控制对象进行建模，二是根据所建立模型对控制策略加以确定，以转化所得到算法为切入点，对控制程序进行开发。正常工况下，计算机均可对现场所采集数据进行实时接收及运算，并将运算所得结果同步到执行部件，由执行部件向控制对象发布指令，确保控制对象可完成相应的动作[2]。换言之，要想使自控技术发挥出应有作用，一方面要保证所建立模型精确且具有实际意义，另一方面要对控制策略进行算法化处理。若烟草行业计划将自控技术用于卷烟加工，则需要先明确控制对象并进行深入剖析，确保所建立模型符合要求，再以所建立模型为依据，对控制策略加以确定。

3基于自控技术加工卷烟的工艺探究

现阶段，围绕加工卷烟所用工艺展开的研究，均强调应对中式卷烟所具有特点进行凸显，即：以现有自控技术为依托，在对烟叶潜质进行充分发挥的前提下，对烟叶价值、卷烟品质进行提升。综上，将自控技术与卷烟加工相结合是必然选择，此举在提高卷烟生产量方面具有极为重要的作用。

3.1烘丝机

作为卷烟加工不可或缺的设备，薄板烘丝机主要负责加热烟丝，确保烟丝含水量符合生产要求；对烟丝填充值、整体弹性进行提高，使烟丝消耗量维持在较低水平；将烟丝所含青杂气进行去除，对烟丝所具有醇和香气进行凸显。其结构如图1所示。考虑到烘干烟丝的过程具有滞后性、非线性等特征，加之烘干期间存在较大的噪声与干扰，对该设备进行控制的难度有目共睹。为保证设备出口水分符合要求，有关人员控制方法进行了创新，希望能够凭借模糊控制或解耦控制等方法，使设备长期处于稳定且高效的运行状态。实践结果表明，上述方法均未能充分发挥出自身优势，导致该情况出现的原因，主要是数学模型与烘丝机的适配度较差[3]。

图 1 烘丝机结构

为解决上述问题，有关人员决定对烘丝机进行优化，在热风温度、风量和风门开启角度确定的前提下，通过对筒壁温度加以调整的方式，使出口水分、烟丝含水量达到行业标准。需要注意的是，优化后设备所采取控制算法仍为算法，并且仅对某个不确定参量进行控制，这样设计的目的，主要是避免各控制量间形成耦合效应。事实证明，优化后设备出口水分相对稳定，烟丝品质可最大程度接近预期。综上，在尚未确定烘丝机所适用数学模型时，只需调整设备结构便能够取得相对理想的控制效果。

3.2回潮机

在制作烟丝的生产线上，松散回潮机往往发挥着极为重要的作用，其主要任务是对叶片温度、含水量进行增加，使叶片更加松散且均匀，通过优化感官质量的方式，为后续环节的推进奠定基础。由于物料进入回潮机的速度并不固定，并且物料停留在回潮机内的时间有限，通常难以做到对该设备进行精确建模，如何保证出口水分得到有效控制，自然成为业内人士关注的重点。针对这一问题，有关人员指出可将控制对象转变为加水量，通过控制加水量的方式，使出口水分趋于稳定。实践证明，该方法能够取得较为理想的效果，要想引入更为先进的自控技术，关键是要加大对设备结构进行分析的力度，掌握精确建模所需各项参数，这也是未来研究的重点。

结论：对烟草行业而言，要想使控制对象得到精确且高效的控制，关键是要明确控制对象所具有特点，在此基础上，对相应的数学模型进行建立，确保相关工艺与自控技术可得到充分结合，若无法达到上述条件，即使引入了先进的理论及算法，仍无法保证控制效果。由此可见，现阶段，从业人员的主要工作是对加工卷烟所用工艺进行深入剖析，根据工艺、设备情况选择恰当的控制方案，为行业发展助力。

参考文献：

[1]何邦华,易斌,林文强,等.国内卷烟加工过程烟草异物除杂技术研究进展[J].轻工学报,2022,37(02):94-101.

[2]曾丹梦,廖强,易虹宇,等.卷烟加工掺配过程混丝比例均匀性影响因素分析及改进[J].科学咨询(教育科研),2021(08):33-35.

[3]何邦华,温亚东,谭国治,等.国内细支卷烟加工工艺与加工装备研究进展[J].轻工学报,2020,35(06):41-49.