[发明专利]一种制丝过程烟叶水分准确控制的方法

说明书

本发明涉及一种制丝过程烟叶水分准确控制的方法，属于制烟工艺技术领域。本发明将松散回潮机和烟叶加料机作为一个整体控制单元，从历史数据中优选出多批次生产过程稳定、切后叶丝水分满足基准参数要求的批次，计算出烟叶加料机出料水分中位数标准值，利用在叶片线控制系统计算出修正的松散回潮机实时加水流量，将该加水流量带入松散回潮机得到加水量修正值，最终实现整批次的烟叶加料机出料水分实控中位数与中位数标准值的最小偏差，利用中位数是样本数据所占频率的等分线，不受少数几个极端值得影响的优点，选用中位数作为烟叶加料机出料水分的控制因子，提高切后叶丝水分达标率。

技术领域

本发明属于制烟工艺技术领域，具体的说，涉及一种制丝过程烟叶水分准确控制的方法。

背景技术

制丝线烟叶水分控制中，受到烟叶原料等级、年份、水分等因素影响，松散回潮机对烟叶水分控制结果容易产生波动大、准确性不高的结果，而后工序的加料机主要用于烟叶加料，对烟叶水分的调节能力有限，一旦烟叶水分控制结果达不到理想值，就会造成切后叶丝水分的中心偏移问题，最终影响到烟丝整体加工质量。因此，准确控制烟叶加工过程水分，有利于促进产品质量的稳定及均质化管理。目前，国内烟草行业关于制丝过程烟叶水分的控制方法也有一些报道，但都存在一定程度的局限性。

烟叶水分的控制主要由松散回潮通过对烟叶水分的影响因素进行过程调节，改善松散回潮出料水分的稳定性。崔升烟叶松散含水率合格率影响因素研究中，将加水量、热风温度、烟叶流量及它们的组合进行了研究，找出了影响烟叶水分合格率的因素，优化了过程控制参数。由于热风温度、烟叶流量均属于关键工艺指标，其稳定性对卷烟内在质量有一定影响，通过调节这些参数进行水分控制，势必会对产品质量造成影响，存在一定的局限性。

在烟叶加料机上实现水分调节，甘华的烟叶加料机控制系统研究中，依据烟叶水分控制流程和特性，采用串级控制的方式设计烟叶加料机水分控制系统，然后根据实验测试的结果优化控制系统，并观察优化后的控制系统投入生产的使用情况，利用标准偏差统计的方式对生产效果进行验证，一定程度地降低了烟叶加料机出料水分标准偏差。烟叶加料机本身加料比例就很大，水分调节的空间极其有限，若在此增加水分调节系统，想要发挥对烟叶水分有效调节功能，就必须降低松散回潮机的烟叶出料水分，这种方法增加烟叶加工过程的造碎风险，以及烟叶在加料机内壁的粘附水渍风险。同时，该控制方式对切后叶丝水分的准确控制效果缺乏验证。

高立秀等基于机器学习的切丝后含水率预测及控制方法中，通过采用递归特征消除法分析模型的影响变量。基于车间温湿度SARIMAX 预测模型，利用蒙特卡洛仿真、神经网络算法和 XGBoost 算法建立切丝后含水率控制模型，最终筛选了7个输入变量需要人工维护录入。现有技术三的缺点由于生产牌号的不同， 7个输入型变量的值也略有不同，如何根据不同环境条件及时准确地录入变量值也是一种挑战，并且该方法对切丝水分控制的准确率最高也只有86.49%，还有较大的优化空间。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种制丝过程烟叶水分准确控制的方法。本发明将松散回潮机和烟叶加料机作为一个整体控制单元，从历史数据中优选出多批次生产过程稳定、切后叶丝水分满足基准参数要求的批次，计算出烟叶加料机出料水分中位数标准值，利用在叶片线控制系统计算出修正的松散回潮机实时加水流量，将该带入松散回潮机得到加水量修正值，最终实现整批次的烟叶加料机出料水分实控中位数与中位数标准值的最小偏差，从而提高切后叶丝水分达标率。

具体步骤为：

1）将PLC控制程序中采集的烟叶加料机出料水分含量数据通过OPC SERVER中转到ORCALE等数据库中，然后由数据库完成烟叶加料机出料水分含量从小到大实时排序和中位数计算。从数据库中通过程序设定条件自动筛选出多批次生产过程稳定、切后叶丝水分满足基准参数要求的批次，分别计算各批次烟叶出料水分中位数并与对应的切后叶丝水分平均值进行差值计算，再对差值进行平均值计算，将差值平均值与切后叶丝水分标准中心值进行相加，得到烟叶加料机出料水分中位数标准值；