本發明涉及加料機水分控制,特別是涉及一種加料機出口水分穩定性控制方法及系統。
背景技術:
1、本部分的陳述僅僅是提供了與本發明相關的背景技術信息,不必然構成在先技術。
2、在煙草制絲生產過程中,加料機的出口水分控制是保障煙葉加工質量的關鍵環節,影響后續煙絲卷制等工序效果,進而決定最終煙草產品的品質一致性。目前普遍采用的加料機水分控制方式為:通過出口水分儀檢測出口物料的實際水分,再利用pid調節方式控制加水量,以此實現對出口水分的閉環控制。
3、然而,現有控制方式在實際應用中存在諸多缺陷,導致出口水分穩定性難以滿足高精度生產需求,具體問題如下:其一,來料水分和來料物料流量易出現波動,而現有控制方式無法對該類波動進行有效應對,波動會直接傳導至加料機出口,造成出口水分偏離設定值;其二,加料機的料液未進行水分折算,不同加料比例會導致料液帶入的水分量存在差異,進而影響實際加水量的精準控制,使得pid調節的基準存在偏差;其三,pid控制本身存在顯著的滯后性,從加料機料頭進入動態調節狀態到達到水分穩定的穩態,所需時間較長,期間易出現水分超調、波動幅度較大的問題;其四,不同牌號物料的煙葉等級存在差異,且生產過程中的熱風溫度也會發生變化,該兩類因素均會對水分的吸附、蒸發過程產生影響,而現有控制方式未考慮該類變量,進一步降低了出口水分控制的穩定性和精準度。
4、上述問題導致煙草制絲生產中加料機出口水分波動較大,難以實現標準化、高精度控制,制約煙草產品品質的一致性提升。
技術實現思路
1、為了解決上述問題,本發明提出了一種加料機出口水分穩定性控制方法及系統,通過前饋、反饋補充和經驗值修正,有效抵消來料波動及料液水分影響,提升控制基準精度,顯著克服控制滯后性,縮短穩態時間,最終推動生產控制從自動化向智能化升級,實現出口水分的精準、穩定控制。
2、為了實現上述目的,本發明采用如下技術方案:
3、第一方面,本發明提供一種加料機出口水分穩定性控制方法,包括:
4、根據來料流量、來料水分和出口水分設定值確定所需總水量,根據來料流量、加料比例和料液水分確定料液帶入水分,根據所需總水量和料液帶入水分的差值確定當前周期的理論加水量;
5、根據當前加工物料品牌的歷史平均修正量,對理論加水量進行修正后,得到修正理論加水量;
6、根據d個周期前的出口水分設定值與當前周期的出口水分實際值的差值確定滯后偏差值,以此得到當前周期的水量修正量,根據當前周期的水量修正量和修正理論加水量得到實際加水量。
7、作為可選擇的實施方式,所需總水量為:
8、;
9、;
10、其中,為來料流量;為來料水分;為出口水分設定值;為目標產出流量。
11、作為可選擇的實施方式,料液帶入水分為來料流量、加料比例和料液水分的乘積。
12、作為可選擇的實施方式,當前周期的實際加水量為:
13、;
14、其中,為修正理論加水量,修正理論加水量為歷史平均修正量和理論加水量的和;為對t時刻的出口水分實際值的濾波函數;為pid控制運算,為d個周期前的出口水分設定值,為總延時。
15、作為可選擇的實施方式,d是總延時所對應的周期個數;總延時指對調節動作做出反應的總時間,為傳輸延時與濾波延時的和。
16、作為可選擇的實施方式,對加工物料品牌的歷史平均修正量的更新為:
17、;
18、其中,為更新后的平均修正量;為更新前的平均修正量;為從本次生產批次數據中計算出的平均修正量;為平滑系數。
19、第二方面,本發明提供一種加料機出口水分穩定性控制系統,包括:
20、前饋模塊,被配置為根據來料流量、來料水分和出口水分設定值確定所需總水量,根據來料流量、加料比例和料液水分確定料液帶入水分,根據所需總水量和料液帶入水分的差值確定當前周期的理論加水量;
21、經驗修正模塊,被配置為根據當前加工物料品牌的歷史平均修正量,對理論加水量進行修正后,得到修正理論加水量;
22、反饋模塊,被配置為根據d個周期前的出口水分設定值與當前周期的出口水分實際值的差值確定滯后偏差值,以此得到當前周期的水量修正量,根據當前周期的水量修正量和修正理論加水量得到實際加水量。
23、第三方面,本發明提供一種電子設備,包括存儲器和處理器以及存儲在存儲器上并在處理器上運行的計算機指令,所述計算機指令被處理器運行時,完成第一方面所述的方法。
24、第四方面,本發明提供一種計算機可讀存儲介質,用于存儲計算機指令,所述計算機指令被處理器執行時,完成第一方面所述的方法。
25、第五方面,本發明提供一種計算機程序產品,包括計算機程序,所述計算機程序被處理器執行時實現完成第一方面所述的方法。
26、與現有技術相比,本發明的有益效果為:
27、有效抵消來料波動及料液水分影響,提升控制基準精度:本發明方法通過精準計算所需總水量和料液帶入水分,明確當前周期的理論加水量,將來料流量、來料水分、加料比例、料液水分等關鍵影響因素均納入計算范圍,解決現有技術中未考慮料液水分折算、來料波動無法應對的問題,使加水量的計算基準更精準,從源頭減少出口水分波動。
28、顯著克服控制滯后性,縮短穩態時間:本發明方法針對出口水分儀檢測滯后、pid控制滯后的核心問題,將修正過程設計為與時間序列相關的函數,通過調用d個周期前的出口水分設定值與當前實際值的差值確定滯后偏差,實現對滯后效應的有效補償;同時,引入基于品牌分類的歷史平均修正量和學習機制,大幅提高控制初始精度,減少對滯后反饋的依賴,顯著縮短加料機從動態調節到水分穩態的時間,解決現有pid控制滯后導致的水分波動大、穩態時間長的痛點。
29、適配多變量影響,提升控制通用性和穩定性:本發明方法通過品牌分類的經驗值學習,充分考慮不同牌號物料的煙葉等級差異,同時可間接適配熱風溫度等環境變量對水分控制的影響,使控制邏輯更具通用性,能夠適應不同生產工況的需求,進一步提升出口水分控制的穩定性,確保不同牌號、不同工況下煙草物料的水分一致性。
30、推動生產控制從自動化向智能化升級:本發明方法突破現有單純依賴pid即時調節的傳統自動化控制模式,通過引入歷史數據學習、時間序列修正、多變量協同計算等設計,實現加水量的智能化精準調控,減少了人工干預需求,提升了生產控制的智能化水平,為煙草制絲生產的標準化、高精度管控提供了技術支撐,有助于提升整體生產效率和產品品質一致性。
31、本發明附加方面的優點將在下面的描述中部分給出,部分將從下面的描述中變得明顯,或通過本發明的實踐了解到。
1.一種加料機出口水分穩定性控制方法,其特征在于,包括:
2.如權利要求1所述的一種加料機出口水分穩定性控制方法,其特征在于,所需總水量為:
3.如權利要求1所述的一種加料機出口水分穩定性控制方法,其特征在于,料液帶入水分為來料流量、加料比例和料液水分的乘積。
4.如權利要求1所述的一種加料機出口水分穩定性控制方法,其特征在于,當前周期的實際加水量為:
5.如權利要求4所述的一種加料機出口水分穩定性控制方法,其特征在于,d是總延時所對應的周期個數;總延時指對調節動作做出反應的總時間,為傳輸延時與濾波延時的和。
6.如權利要求1所述的一種加料機出口水分穩定性控制方法,其特征在于,對加工物料品牌的歷史平均修正量的更新為:
7.一種加料機出口水分穩定性控制系統,其特征在于,包括:
8.一種電子設備,其特征在于,包括存儲器和處理器以及存儲在存儲器上并在處理器上運行的計算機指令,所述計算機指令被處理器運行時,完成權利要求1-6任一項所述的方法。
9.一種計算機可讀存儲介質,其特征在于,用于存儲計算機指令,所述計算機指令被處理器執行時,完成權利要求1-6任一項所述的方法。
10.一種計算機程序產品,其特征在于,包括計算機程序,所述計算機程序被處理器執行時實現完成權利要求1-6任一項所述的方法。