梗加香PID控制優(yōu)化

趙洋 孫成順 晏偉

摘要：作為梗絲加工中的重要環(huán)節(jié)，梗絲加香具有重要的意義。不僅能夠提高成品梗絲的口感，更對卷煙的整體品質(zhì)有著重要影響。因此，本文從梗絲加香系統(tǒng)工作原理出發(fā)，深入探究梗絲加香PID控制系統(tǒng)存在的問題，并提出相關(guān)的優(yōu)化措施，旨在為提高卷煙的質(zhì)量提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：梗絲加香;PID;PID控制優(yōu)化

引言：梗絲加香PID控制系統(tǒng)的優(yōu)化在整個(gè)生產(chǎn)過程中具有重要的作用，因此，在實(shí)際的加香過程中，應(yīng)予以重視，從而提高生產(chǎn)控制質(zhì)量，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

1梗絲加香系統(tǒng)工作原理

加香系統(tǒng)在生產(chǎn)之前可通過將噴嘴管路填充的方式，防止出現(xiàn)在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)施加不及時(shí)的問題。施加過程通常為閉環(huán)式的PID自動跟蹤調(diào)節(jié)模式，其中，中央控制器能夠有效采集到電子稱的物料流量，與此同時(shí)，依據(jù)不同的生產(chǎn)牌號所需加香的比例精確計(jì)算出加香的流量。其中，加香流量的值為電子稱物料流量值乘以加香的比率。當(dāng)電子稱流量信號發(fā)出后，并產(chǎn)生一定的延時(shí)后，即可加香。中央控制器能夠通過對設(shè)定加香流量和實(shí)際加香流量進(jìn)行比較的方式，利用PID算法有效調(diào)節(jié)變頻器，合理控制齒輪泵的轉(zhuǎn)速大小，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)持續(xù)加香的目的。利用對PID回路積分時(shí)間（用I表示）、微分時(shí)間（用D表示）以及比例系數(shù)（用P表示）進(jìn)行合理的優(yōu)化與調(diào)整，確保PID的回路控制處于最佳的工作狀態(tài)，進(jìn)而達(dá)到控制梗絲質(zhì)量的目的。與此同時(shí)，輔之以二次的PID調(diào)節(jié)，能夠通過加香的累積量與加香比例的乘積作比較的方式，獲得兩者的誤差值，將誤差值通過PID控制系統(tǒng)進(jìn)行再次的調(diào)節(jié)，從而有效保障了系統(tǒng)施加香的精準(zhǔn)程度。需要注意的是，在加香之前首先需要將壓縮空氣的引射閥打開，使得香料能夠自動的轉(zhuǎn)向噴嘴，當(dāng)上述操作結(jié)束后需及時(shí)將壓縮空氣的引射閥關(guān)閉。同時(shí)，保證噴嘴中所殘留的香料能夠全部的進(jìn)行霧化后噴出，防止漏料和滴料現(xiàn)象的發(fā)生[1]。

2梗絲加香PID控制系統(tǒng)存在的問題

2.1加香比、加香精度質(zhì)量數(shù)據(jù)波動大

一般情況下，梗線在生產(chǎn)過程中使用的原料為云煙通用梗絲，現(xiàn)階段，云煙通用梗絲的PID加香控制與優(yōu)化，能夠?qū)崿F(xiàn)物料的有效管控與質(zhì)量的提升。因此，在當(dāng)前的生產(chǎn)與加工過程中形成了與PID參數(shù)有關(guān)的較為固定的設(shè)定值。在進(jìn)行梗絲的加香生產(chǎn)過程中，不同的加工工藝和日常使用的通用梗絲有較多的不一致的情況，與此同時(shí)，在歷史的生產(chǎn)過程中樣本也較少。因此，對于加香來說，其工序達(dá)到穩(wěn)定的狀態(tài)所需要的時(shí)間較長，在生產(chǎn)過程中穩(wěn)態(tài)的波動也不夠穩(wěn)定，容易產(chǎn)生較大的波動現(xiàn)象。除此之外，PID控制系統(tǒng)在生產(chǎn)常規(guī)生產(chǎn)牌號的梗絲加香時(shí)，對生產(chǎn)質(zhì)量管理和數(shù)據(jù)控制都較為穩(wěn)定?，F(xiàn)階段由于云煙加工工藝標(biāo)準(zhǔn)的不同，使得梗絲因牌號的不同需要在生產(chǎn)中對加工工藝的參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行合理、科學(xué)的調(diào)整。但此時(shí)，在生產(chǎn)過程中需要對加香比例以及加香精度進(jìn)行有效的控制，防止兩者的波動較大，從而導(dǎo)致進(jìn)入穩(wěn)定的狀態(tài)和時(shí)間較長，降低了生產(chǎn)質(zhì)量和水平。

2.2不同牌號梗加香人為干預(yù)因素強(qiáng)

對于PID參數(shù)的設(shè)定通常以人為操作為主，主觀因素的影響下，使得PID的參數(shù)數(shù)值缺乏穩(wěn)定性，加之多以經(jīng)驗(yàn)為主，導(dǎo)致生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)數(shù)據(jù)出現(xiàn)了較大的波動性。

3梗絲加香PID控制系統(tǒng)的優(yōu)化措施

3.1對不同牌號工藝設(shè)置最佳PID值

在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，跟蹤生產(chǎn)過程的同時(shí)對產(chǎn)生的數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行合理的記錄，并對相關(guān)的反饋效果予以重視。在連續(xù)兩個(gè)月的跟蹤與記錄后，以三十批云煙通用梗絲、十批云煙大重九梗絲為對象進(jìn)行加香控制，通過對PID參數(shù)數(shù)據(jù)的多次優(yōu)化與完善，有效得到加香比例的系數(shù)不超過0.45，其控制系數(shù)為：微分時(shí)間（D）為48，比例系數(shù)（P）為13，回路積分時(shí)間（I）為26。

3.2加強(qiáng)PID自動程序參數(shù)設(shè)定

在進(jìn)行PID自動程序參數(shù)的設(shè)定時(shí)，首先通過工單的下發(fā)，對配方信息進(jìn)行有效的讀取。對生產(chǎn)牌號數(shù)據(jù)進(jìn)行對比后進(jìn)行集控系統(tǒng)配方參數(shù)的下達(dá)，依據(jù)比對結(jié)果進(jìn)行設(shè)置PID參數(shù)，上述環(huán)節(jié)結(jié)束后進(jìn)行生產(chǎn)控制。例如，在配方比對過程中對云煙進(jìn)行有效判斷，若在比對中發(fā)現(xiàn)并非是云煙通用梗絲時(shí)則判定是否為云煙大重九梗絲，如果是則設(shè)置相應(yīng)的配方參數(shù)，若不是，則需回到配方信息讀取環(huán)節(jié)重新判定[2]。

4改進(jìn)效果

通過改造后，梗絲加香的在生產(chǎn)中進(jìn)入穩(wěn)定的時(shí)間明顯得到改善，通過2個(gè)月的實(shí)踐操作，獲得投料150批的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，得出改造后的梗絲加香在生產(chǎn)過程中穩(wěn)定時(shí)間縮短，并從原有的三分鐘縮短至一分鐘，從而得出，料頭的生產(chǎn)控制均質(zhì)化質(zhì)量和水平顯著提升。除此之外，通過改造，梗絲加香在生產(chǎn)中的波動顯著降低，通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出，梗絲的穩(wěn)態(tài)波動從12.34至14.82降到11.86至12.13，穩(wěn)定程度提高了95%以上。進(jìn)而得出，梗絲加香PID的控制和優(yōu)化工作有助于提升生產(chǎn)效率和生產(chǎn)自動化水平。對于大流量的梗絲加香控制來說，由于穩(wěn)定時(shí)間減少，使得料頭的加工質(zhì)量和水平穩(wěn)步提升，有助于提高生產(chǎn)效率。與此同時(shí)，梗絲加香在生產(chǎn)過程中的波動幅度也有所降低，甚至處于平緩的狀態(tài)下，在傳統(tǒng)的操作過程中，多數(shù)需要人為對PID控制系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)的設(shè)置，導(dǎo)致數(shù)據(jù)不夠穩(wěn)定，具有一定的偏差，在對PID控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化后，大幅度的降低了生產(chǎn)的波動。通過整個(gè)改造試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出，優(yōu)化后的梗絲加香能夠有效提升生產(chǎn)質(zhì)量和管理控制水平的同時(shí)，增強(qiáng)了整個(gè)控制系統(tǒng)的自動化水平，優(yōu)化與改造后的系統(tǒng)能夠在工單下發(fā)后，對牌號進(jìn)行對比，進(jìn)而降低人為干預(yù)，提升生產(chǎn)的自動化。

結(jié)論：總而言之，在對梗絲加香PID控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化與改進(jìn)后，能夠有效的改善生產(chǎn)的控制時(shí)間與波動幅度，進(jìn)而提高生產(chǎn)質(zhì)量和水平，因此，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，應(yīng)重視對PID控制系統(tǒng)的優(yōu)化與改造，提高生產(chǎn)效率的基礎(chǔ)上，有效提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]張輝，呂勇，向勇剛.煙草制絲加香引射壓力控制系統(tǒng)改進(jìn)[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化，2021，11（01）：148-150.

作者簡介：姓名（趙洋）性別（男）出生年（1994-），籍貫到市（云南省曲靖市）民族（漢）職稱（助理工程師）學(xué)歷（本科）研究方向（煙草制絲設(shè)備維修）