混丝加香精度控制方式的改进

孙常荣，廖晓宁，蔡艳

关键词：混丝加香；精度；符合性；堆栈

烟草行业制丝生产线混丝加香系统是制丝工艺中的重要环节。衡量加香均匀性和稳定性的唯一指标是加香精度。

本厂混丝加香设备是在2004年投入使用至今，当时设计生产能力为10000kg/小时，加香比为1%，即100L/小时左右的加香流量。随着行业工艺新要求，加香工序由原大比例加香变为小比例加香，小比例加香实际加香流量一般为30L/小时左右。基于硬件设备是原重加香原则下设计的，现有设备无法达到小比例加香的工艺技术要求。加香精度同为1%，大比例1%加香合格范围为0.99-1.01%，误差范围0.02%。小比例加香0.33%合格范围为0.326-0.33%，误差范围0.0066%。

1存在问题

当前的加香工序其设备硬件主要由电子皮带秤、振槽输送机和加香机构成。由于电子皮带秤和香精流量计在加香振槽的两端，其实时累计量数据因时间差导致数据存在不同步：即电子皮带秤实时累计量数据产生在前，而香精料液实时累计量数据产生在后。则实时加香比例的计算值在生产开始时由于时间差的原因会比真实的加香比小，在生产过程中由程序按设定加香比例对瞬时加香流量进行修正后，最后生产结束产生的加香比例一般较工艺标准要求较大。原因在于，在实时加香比例计算上，两组数据不同步造成了刚开始生产时实时加香比例计算值有误。程序又按照错误数据进行修正，导致生产过程中实时加香比例与设定比例误差不大，结束时由于两组数据不同步，皮带秤累计量信号采集结束而加香累计量信号还在采集，引起比例计算量的分母数值不再累加而分子部分数据一直累加，结束时比例计算量最后计算值偏大，从而造成实际加香比例较设定加香比例偏大，其加香精度易超出标准范围。

2改进方法

原技术方案是：建立一个堆栈，电子皮带秤产生的瞬时烟丝流量进入堆栈，通过设定的延时参数按照先进先出的原则释放出来，乘以设定加香比例，产生瞬时加香流量，由加香泵控制，从喷嘴喷出；实时加香比例由香精实时累计量除以烟丝实时累计量得到，并由程序按设定加香比例进行修正。

改进后的技术方案还包括以下步骤：

2.1新建另一个堆栈，将电子皮带秤产生的累计烟丝量进入新建的堆栈，通过设定的延时参数按照先进先出的原则释放出来，与香精实时累计量进行计算，实现瞬时加香流量和香精实时累计量两组数据同步；

2.2实时加香比例由香精实时累计量除以同步后的烟丝实时累计量得到，并由程序按设定加香比例进行修正。

总体技术方案如下：

电子皮带秤产生的瞬时烟丝流量建立一个堆栈，通过设定的第一延时参数t1（该数据是根据设备现场实际测试所得）按照先进先出的原则释放出来，乘以设定加香比例，产生瞬时加香流量，进行加香操作，香精从喷嘴喷出。

将电子皮带秤产生的实时累计烟丝量进入新建的另一个堆栈，通过设定的第二延时参数t2（该数据是根据设备现场实际测试所得）按照先进先出的原则释放出来，与香精实时累计量进行计算，实现烟丝实时累积量和香精实时累计量两组数据同步。第一延时参数t1和第二延时参数t2相等。

实时加香比例由香精实时累计量除以同步后的烟丝实时累计量得到，实时加香比与设定加香比进行比较，得出一个实际加香比例误差值，并通过多级修正程序对实时加香比例进行修正，达到减小直至消除加香比例误差。

改进后的烟草制丝加香精度计算值同步的控制方法，具体步骤如下：

控制系统开始，系统初始化；

实时采集瞬时烟丝流量，实时采集烟丝累计量；与此同时，实时采集瞬时香精流量，实时采集香精累计量；

瞬时烟丝流量进入原堆栈通过延时设置与瞬时香精流量同步，烟丝实时累计量进入新建堆栈通过延时设置与香精实时累计量同步；

计算理论瞬时加香流量即：设定加香比×瞬时烟丝流量×修正值，所述修正值C的初始值＝1；加香控制系统控制加香泵转速使瞬时加香流量达到控制值；

理论瞬时香精流量与实时采集的瞬时香精流量进行差值比较；

PID模块应用差值对加香泵转速进行调整，保持理论与实时采集的瞬时加香流量两个数据的同步一致性；

计算瞬时加香比即：实时香精累计量&pide;堆栈中取出的实时烟丝累计量，计算瞬时加香比与设定加香比进行差值比较，通过程序中的多级控制程序选择设定加香比的修正值；

其中，通过程序中的多级控制程序选择设定加香比的修正值的步骤如下：

烟丝配方加香设定比例为K1；

实时加香比例K2＝香精实时累计量&pide;堆栈中取出的烟丝实时累计量；

加香比例误差值D(%)＝（K1－K2）&pide;K1，并设定修正值C如下：

当（－0.1）＜D(%)＜（＋0.1）时，设定修正值C＝1；

当（＋0.1）≤D(%)＜（＋0.3）时，设定修正值C＝0.975；

当（－0.3）＜D(%)≤（－0.1）时，设定修正值C＝1.015；

当D(%)≥（＋0.3）时，设定修正值C＝0.96；

当D(%)≤（－0.3）时，设定修正值C＝1.029。

返回步骤②执行，直至生产结束。

3改进效果

在机械设备硬件不变的前提下，在加香比例为1%时，加香精度由程序修改前0.437%提高到0.078%，在加香比例为0.33%时，加香精度由程序修改前的0.93%提高到0.0907%，完全满足加香精度≤1%的工艺要求。

加香精度比原程序有了很大提高。在加香比例为1%时，加香精度由程序修改前0.437%提高到0.078%，在加香比例为0.33%时，加香精度由程序修改前的0.93%提高0.0907%，完全满足加香精度≤1%的工艺要求。

使用改进后的烟草制丝加香精度计算值同步的控制方法，实时加香比例显示更准确，加香比例设定为1%，加香精度≤1%，其加香精度的均值为0.078%。该数据说明改进后的程序不仅满足了小比例加香的精度，还大大提升了大比例加香精度。