烟草行业先进控制有关资料

1、烘丝机先进把握及优化系统现状与目标的之一就是对烟丝水分进展把握，烘丝筒承受饱和蒸汽对烟丝进展处理，将烟丝中的水分蒸发，同时通过热风将烟丝蒸发的水分带走，从而到达把握烟丝水分的目的。现状: 目前国内外烘丝机水分把握如德国 Huan，昆船和秦皇岛烟机厂，均承受PID 算法进展把握。由于在烘丝过程中影响烟丝出口水分的干扰因素多如：进料烟丝水分、进料烟丝流量、蒸汽压力、烘丝机热风温度、风速等对象存在大滞后和较强的非线性，存在主要问题：系统不能全自动把握，需要操作人员频繁的干预，劳动强度高；把握的精度低，标准偏差大，平均值偏离设定点较大；性差，波动时间长，干头、干尾烟丝多；由于手动操作，局部调整的幅度过

2、于剧烈，对设备和执行机构的冲击较大。PID 把握PID 把握算法有机的结合起来，设计先进把握算法PID 的把握方式，由此建立一个全的烘丝机先进把握与优化的模式：把握过程完全自动，真正做到一键式操作，避开在生产过程中的人工干预，降低操 作强度和操作的任凭性；抑制干扰力量强，把握精度高，出口水分完全把握在设定值的 0.2%，标准偏差0.006 0.01 以下；具有自适应把握功能，在头部通过在线学习和准确的数学模型，确保头部水分快速的到达设定值，不冲高；通过准确的数学模型，优化头部和尾部的把握模式，最大限度的降低头部和尾部75%15 公斤/批次；协调筒壁温度和排潮对水分调整之间的关联，消退它们之间的

3、耦合，避开调整过程中的振荡；在稳定烘丝筒内的湿度场的同时，尽可能的稳定筒壁温度，削减烟丝在生产过程中的造碎；承受高次多项式，对压力和温度转换进展拟合，提高转换的精度，避开分段拟合造 成的跳动和非平滑性。不仅把握出口的水分，而且将排潮的阀位把握在肯定的设定值上，排潮的阀位在所期望的抱负值上波动，即所谓的 IRV 把握，避开排潮过大或者过小而影响烘丝筒内的相对湿度，进而影响烟丝的吸味。原有水分把握系统改造的迫切性烘丝筒出口叶丝水分是制丝过程中一个重要的质量把握指标，目前烘丝筒出口水分把握承受 HAUNI 公司供给的把握方式数学模型结合 PID PID 把握难于满足实际生产上的需要，有时烟丝头尾水分

4、把握波动较大，而且随着时间的推移和工况条件的变化，现有参数的数学模型很难适应今后的把握要求，经常需要进展人工干预，依靠人工的操作阅历和操作水平，这样的水分把握系统很难保证较高的把握精度要求和把握平稳性，同时系统的改进和维护比较困难。设计烘丝机先进把握系统目的是使烟丝水分把握平稳，消退人工干预，提高过程把握精度。系统具有更高的自适应性和自学习功能。随着时间的推移和工况条件的变化，系统具有肯定的自学习自适应力量，不需要人工干预，而且具有较强的抗干扰性，使用先进0.2%内的控3/4，极大削减烟丝的铺张和燥碎，运行半年即可收回投资。烘丝过程出口水分把握的难点从把握的角度来看，烘丝过程存在以下特征：筒壁

5、温度和含水量具有较强的非线性关系，在不同的温度水平上，每上升或降低PID 把握算法，难以到达满足的把握效果。烘丝含水率的大小和很多干扰因素有关，如：进料水分、烟丝牌号、环境温度、环境湿度、烘丝筒转速、热风温度、热风湿度、热风流量、加热蒸汽温度、加热 蒸汽饱和程度等等。这些因素有一些是可以测量和把握的，如烘丝筒转速、热风 温度、热风流量、加热蒸汽温度；一些因素是可以测量但不行把握的，如进料水 热风湿度、加热蒸汽饱和程度。过程存在不确定性和大滞后特性，主要表现在一样的把握条件和环境下，把握效出纯滞后特性。烘丝过程中的头部没有含水率的测量值，无法进展反响把握，完全要依据阅历进行把握。的速率下降，使得

6、尾部干烟丝比较多。水分过程本身具有特别性，不是一般的一阶或者二阶过程，是一类型的组合积分过程，动态特性比较简单。调整筒壁温度把握水分的过程比较慢，而调整排潮把握水分的过程比较快，两者PID 把握算法难以在两者之间有效的平衡，经常导致振荡或者调整作用太弱，需要人工干预。正是烘丝过程具有以上特征，运用常规的把握方法，难以到达令人满足的把握品质。型的先进把握策略描述传这些模型包括：进料流量对出口水分的模型、进料水分对出口水分的模型、热风温度对出口水分的模型、热风流量对出口水分的模型、筒壁温度对出口水分的模型等。这些模型承受现代的渐进辨识方法ASYM进展辨识而得到。ASYM41015(3模型的阶次。回

7、到第一步，重设计测试信号。1、头部把握方案头部阶段由于被控含水率无法测量，不能进展反响把握，完全依靠所建立的动态数学MISO模型。正是由于承受了模型，就可以依据期望出口水分响应曲线来综合调整筒壁的升温速率、热风的温度、热风的流量，这是一个动态的过程，目的是使调整到达一个全局最优。头部烟丝含水率不至于过高，又保证了随后的烟丝含水率不至于过低。设计了先进把握算法的自学习功能。它依据实际过程的输入与输出测量信息，承受肯定的12到达较高的把握精度，并将有关模型的特性参数保存下来。2、中部把握方案实际系统中存在非线性、不确定性等因素的影响，在推测把握算法中，基于不变模型的推测输出不行能与系统的实际输出完

8、全全都，为此，模型推测把握承受过程实际输出与模型输出之间的误差进展反响校正来弥补这一缺陷，这样在全局优化中可有效地抑制系统中的不确定性，提高系统的把握精度和鲁棒性。位，通过调整筒壁温度来把握水分；或者是在筒壁温度固定的状况下，通过调整排潮来把握水分。这两种方案没有将调整排潮和筒壁温度有机结合起来，不能真正保证烘丝筒内湿度相对稳定。我们的方案实行排潮把握为主，筒壁温度把握为辅，并将两者协调统一。在短期以排 潮把握出口水分，由于排潮把握水分具有快速的响应速度，这样可以极大限度的提高水分 把握的精度，而当排潮的阀位过小或者过大时，将以适当的速率调整筒壁温度，这样由于 筒壁温度的转变，将使排潮阀位恢复

9、到所期望的设定值。这种把握模式既能够提高水分的 把握精度，又能够在进料状态如入口水分，入口流量发生变化的状况下，保持烘丝筒 内湿度场相对恒定，进而保证烘丝的工艺质量品质。具体方案如下：升温与前馈补偿升温与前馈补偿烘丝筒升温数学模型进料水分、流量出口水分等参数校正水分设定出口水分控制器1出口水分筒壁温度控制器温度过程水分过程1模型推测把握排潮阀位抱负设定-排潮阀位控制器水分设定出口水分控制器2排潮过程水分过程2模型推测把握图一 型先进烘丝水分把握系统框图3、尾部阶段把握方案进风速度、烘丝筒的转速。这些因素对干烟丝的影响有大有小、有快有慢、有先有后。为了定性确实定它们对过程的影响，进展如下试验：提

10、前关热风的蒸汽，并提前关烘丝筒的蒸汽；关进风同时关排潮；加快烘丝筒的转速；提高进风的速度。果，但效果不显著。假设提前过早的话，则有一局部烟丝含水量过高。中的流淌速度，烟丝在烘丝筒中的停留时间变长，干烟丝增加。加快烘丝筒的转速可以加快烟丝在烘丝筒中的流淌速度，降低枯燥时间。将烘丝筒从18/min为：烟丝在烘丝筒中的流淌速度主要打算于风的速度，而不是烘丝筒的转速。加快尾部烟丝的流速，缩短烟丝在烘丝筒中的停留时间，也就是削减烟丝脱水时间，防止 烟丝过干，大大降低干烟丝的数量。实际应用效果该把握策略已经成功应用到两家卷烟厂，到目前为止，一家平稳运行了60一家综合调试运行良好，马上验收投入运行。实际应用效果如下：把握过程完全自动，真正做到一键式操作，避开在生产过程中