淺談追加料PID追蹤控制在制絲線上的應(yīng)用

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1、淺談追加料PID追蹤控制在制絲線上的應(yīng)用李通（上海煙草（集團(tuán)）公司北京卷煙廠北京市朝陽(yáng)區(qū)管莊西里42號(hào)郵編：100024【摘要】隨著國(guó)內(nèi)外煙草工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，消費(fèi)者對(duì)于卷煙產(chǎn)品的質(zhì)量要求也越來(lái)越高。眾所周知，在卷煙產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)煙絲自動(dòng)均勻、適量地噴加香料是保證制絲質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它可以起到掩蓋雜氣、減少刺激性、改善吃味、突出和諧調(diào)煙香的輔助作用，這同時(shí)也是煙草行業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量必須解決的重要課題。目前加香加料可以在許多工序中實(shí)現(xiàn)，如在煙葉生長(zhǎng)過(guò)程中葉面加料、打葉過(guò)程中加料、制絲過(guò)程、潤(rùn)梗工序，還有卷煙紙加香、濾嘴加香、水松紙加香等，幾乎涉及煙草種植和卷煙生產(chǎn)

2、的全過(guò)程。運(yùn)用PID跟蹤調(diào)節(jié)追加料自動(dòng)控制系統(tǒng)，我們有效地在制絲過(guò)程中對(duì)白肋煙加里料、烤煙第一次加香、梗絲SST處加料以及三絲配比后第二次加香進(jìn)行了控制，確保了加香均勻適量，從而顯著地提高了煙絲加香加料質(zhì)量。與原始的加香加料程序比較，成功地解決了葉組開(kāi)始、葉組結(jié)束以及葉組中斷料等突發(fā)事件造成的加料誤差，從而對(duì)穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量起到了關(guān)鍵的作用?！娟P(guān)鍵詞】加香料PID調(diào)節(jié)追加料程序【前言】隨著對(duì)卷煙降焦減害技術(shù)研究的不斷深入以及對(duì)煙氣質(zhì)量控制精度的不斷提升，作為卷煙制造核心技術(shù)之一的香精香料研究已經(jīng)提升到一個(gè)新的更高的技術(shù)層面。隨之而來(lái)的問(wèn)題就是如何保證加香加料精度符合國(guó)家煙草行

3、業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)加香加料與原料、工藝、產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量的有機(jī)結(jié)合，提高加香加料的針對(duì)性和可控性水平。就目前我廠制絲生產(chǎn)線的情況而言，需要有效控制加料精度的控制點(diǎn)有白肋煙加里料、烤煙第一次加香、梗絲SST處加料以及三絲配比后第二次加香。按照原有的加料程序運(yùn)行時(shí)，香料泵的開(kāi)度即加入香料量的多少是由加料筒前電子稱的瞬時(shí)流量決定的，一旦加香機(jī)出現(xiàn)斷料或堵料時(shí)PID追蹤調(diào)整總會(huì)首先進(jìn)入衰減振蕩，使加料精度達(dá)不到控制精度的要求。經(jīng)過(guò)分析我們發(fā)現(xiàn)，這些控制點(diǎn)的加料過(guò)程既具有共性又分別具有各自的特點(diǎn)?！菊摹恳弧⒅平z線追加料程序的設(shè)計(jì)思路與原理1、第二加香筒追加料程序設(shè)計(jì)原理鑒于第二加香筒加料程

4、序最為復(fù)雜且具有代表性，因此我們著重就第二加香筒的追加料程序進(jìn)行說(shuō)明。根據(jù)新卷煙工藝規(guī)范當(dāng)中的規(guī)定:三絲配比后第二次加香筒加料精度應(yīng)小于0.5%。308-隨著北京卷煙廠品牌結(jié)構(gòu)的調(diào)整，制絲車間生產(chǎn)線增加了薄荷煙加料程序，經(jīng)過(guò)觀察記錄我們發(fā)現(xiàn)三絲配比秤累積量在達(dá)到1000至1500公斤之間后，第二加香筒的加料精度才能夠達(dá)到小于0.5%滿足生產(chǎn)工藝的要求。在認(rèn)真的閱讀了原始加料程序后我們找出原因：在葉組開(kāi)始時(shí)加香的過(guò)程需要有一個(gè)PID比較調(diào)節(jié)，逐步趨于加料穩(wěn)定，這樣一個(gè)現(xiàn)象反映出葉組的相當(dāng)一部分時(shí)間未在加料精度范圍控制之內(nèi)，而且如果出現(xiàn)斷料或物料瞬時(shí)流量極不穩(wěn)定時(shí),整個(gè)葉組加

5、料精度很難保證在0.5%的控制范圍內(nèi)。通過(guò)對(duì)2005年2、3、4、5月份第二加香處加料精度的數(shù)據(jù)匯總得出4個(gè)月的合格率平均為91.8%，每個(gè)月的葉組生產(chǎn)中都會(huì)出現(xiàn)個(gè)別葉組的加料精度超出0.5%情況的出現(xiàn)。10000.00%1913151000.00%6100.00%90.80%89.20%91.80%95.70%2005年2月2005年3月2005年4月2005年5月10.00%2005年2月2005年3月2005年4月2005年5月加料精度合格率90.80%89.20%91.80%95.70%加料精度大于0.5%1319156加料精度合格率加料精度大于0.5%（圖1第二

6、加香筒加料精度合格率統(tǒng)計(jì)情況表）309-鑒于此，我們進(jìn)行試驗(yàn)編制追加料程序希望使整個(gè)葉組都控制在加料精度之內(nèi)，縮短PID調(diào)節(jié)時(shí)間，使加料精度在最短的時(shí)間趨于穩(wěn)定，使香料均勻的進(jìn)行噴加，保證煙絲內(nèi)在質(zhì)量。加料比例電子秤瞬設(shè)定香料流量時(shí)流量PID控制調(diào)節(jié)器加料泵開(kāi)流量計(jì)香料實(shí)度調(diào)節(jié)檢測(cè)信際流量（圖2第二加香筒加料系統(tǒng)運(yùn)行方框圖）通過(guò)第二加香筒加料系統(tǒng)運(yùn)行方框圖我們可以看出：首先將秤瞬時(shí)流量送至CPU，通過(guò)加料比例計(jì)算設(shè)定香料流量，同時(shí)將流量計(jì)檢測(cè)信號(hào)通過(guò)計(jì)算得出實(shí)際流量，將以上兩個(gè)數(shù)值送入PID調(diào)節(jié)器，作為PID實(shí)際操作數(shù)據(jù)計(jì)算出輸出開(kāi)度為0－100％，再將開(kāi)度值換算成加料泵

7、頻率值，進(jìn)行加香程序控制。經(jīng)過(guò)更加細(xì)致的觀察記錄，我們發(fā)現(xiàn)：（1）加料開(kāi)始時(shí)即PID控制程序開(kāi)始時(shí)，總是在進(jìn)入調(diào)整狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生隨機(jī)震蕩。（2）香料在加入過(guò)程中要進(jìn)行霧化，此時(shí)壓縮空氣的穩(wěn)定性也影響到加料精度的準(zhǔn)確性。（3）香料霧化噴嘴是否堵塞等對(duì)其也會(huì)產(chǎn)生影響。（4）電子秤是否會(huì)在葉組中出現(xiàn)堵料、斷料的情況。（5）加料程序是延時(shí)后的瞬時(shí)量控制，影響加料精度的關(guān)鍵是加料系統(tǒng)只對(duì)當(dāng)前物料瞬時(shí)量應(yīng)加入多少香料進(jìn)行精確的計(jì)算、控制。當(dāng)PID進(jìn)入控制狀態(tài)時(shí)，產(chǎn)生的衰減震蕩出現(xiàn)的實(shí)際加料比例就已經(jīng)出現(xiàn)了誤差。針對(duì)以上情況和問(wèn)題，若對(duì)加料精度