[发明专利]一种参数自优化的烟机蒸汽加热控制模型及其构建方法

说明书

本发明公开了一种参数自优化的烟机蒸汽加热控制模型及其构建方法，构建的参数自优化的烟机蒸汽加热控制模型包括用于控制烟机预热阶段内薄膜蒸汽阀开度的预热阶段控制单元、用于控制生产阶段内薄膜蒸汽阀开度的生产阶段控制单元、用于控制非预热和生成阶段的其他阶段内薄膜蒸汽阀开度的其他阶段控制单元、查找最优阀门开度值单元，所述查找最优阀门开度值单元包括在生产阶段，启动实时查找最优阀门开度值算法时，依据出口物料温度以及温度门限值以及持续时间实时更新薄膜阀中心值。根据不同生产状态、加热温度区间以及生产进程不断自动优化控制参数并进行精细化，实现对烟机蒸汽加热的自动控制。

技术领域

本发明属于筒式回潮设备的加热控制领域，具体涉及一种参数自优化的烟机蒸汽加热控制模型及其构建方法。

背景技术

烟草制丝工艺筒式回潮设备有制丝线叶片松散回潮机、切丝机前润叶回潮和梗丝线刮板蒸梗机等，筒式回潮设备的主工艺蒸汽主要用于对物料进行增温并回潮。在蒸汽管路上，主要通过改变主工艺蒸汽薄膜阀开度来控制进入设备蒸汽量的多少，从而实现物料增温工艺的自动化控制。

随着烟草设备智能化程度提升，新一代筒式回潮设备产能加倍，筒体直径和长度均有增加，导致筒内加工物料量随之增加。主工艺蒸汽进入筒体与物料接触后发生工艺作用，还需要经过很长时间才能到达筒体出口进行反馈调节。因此，简单地基于单PID闭环式控制的主工艺蒸汽控制模型无法满足日益精细化的工艺要求，该控制模型主要缺点为出口物料波动较大、PID参数整定难度大、控制相对滞后以及需要人工干预等缺点。德国HAUNI公司产和国产秦皇岛烟机研制的多种筒式回潮设备中，主蒸汽管路普遍采用单PID闭环式的控制方式，由于上述原因，出口物料波动较大以及控制相对滞后，并容易造成物料上头“过干”或“过湿”的现象。

因此，现有烟草制丝工艺筒式回潮控制模型均无法精确控制出口物料的温度。申请公布号为CN109549241A的专利申请公开了一种应用于制丝筒式烟机的蒸汽加热控制模型、蒸汽加热控制方法，以此来解决上述设备存在的问题。但是，该种模型在实际使用时，无法应对一种较为特殊的情况，即当蒸汽管路物理上发生较大变化时(如换季生产环境温湿度发生变化，蒸汽阀门校验或更换，或者蒸汽气源设备、管路有检修、调整等情况)。该技术方案中已固化的薄膜阀中心值不再适用于新的管路环境，也无法通过之前的历史数据查找出最优薄膜阀中心值，因此只能在生产过程中凭借人工经验试探性的修改薄膜阀中心值以寻找最优薄膜阀中心值。这种人工寻找最优薄膜阀中心值的方法不仅会造成生产物料质量低下，也会耗时较长，造成生产的不稳定。

故而，需要一种能应对上述特殊的蒸汽管路物理上发生较大变化情况下依然能较为平稳生产的控制模型，就要有根据生产进程不断自动优化薄膜阀中心值的功能——即实时查找最优参数功能，而不仅仅是申请公布号为CN109549241A的专利申公开的只有针对历史数据具有查找最优参数的功能。

发明内容

鉴于上述，本发明的目的是提供一种参数自优化的烟机蒸汽加热控制模型及其构建方法，构建的烟机蒸汽加热控制模型能够根据不同生产状态、加热温度区间以及生产进程不断自动优化控制参数并进行精细化，实现对烟机蒸汽加热的自动控制。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案为：

一种参数自优化的烟机蒸汽加热控制模型的构建方法，构建的参数自优化的烟机蒸汽加热控制模型包括用于控制烟机预热阶段内薄膜蒸汽阀开度的预热阶段控制单元、用于控制生产阶段内薄膜蒸汽阀开度的生产阶段控制单元、用于控制非预热和生成阶段的其他阶段内薄膜蒸汽阀开度的其他阶段控制单元、查找最优阀门开度值单元，所述查找最优阀门开度值单元包括：

在生产阶段，启动实时查找最优阀门开度值算法时，依据出口物料温度以及温度门限值以及持续时间实时更新薄膜阀中心值，包括：

当出口物料温度大于温度上上限时，且持续时间大于第一时间阈值时，当前时刻的薄膜阀中心值更新为上一时刻的薄膜阀中心值与第二渐变值之差；