一种烘丝机水分联合控制方法与流程
本申请涉及烟草生产设备，涉及 一种烘丝机水分联合控制方法。
背景技术：
1、在卷烟制丝生产中，烘丝（干燥）工序是决定卷烟物理质量（造碎率、填充值）和感官质量（香气保留、抽吸一致性）的关键环节。烘丝机出口烟丝含水率是最核心的工艺控制指标。
2、目前，行业内大多数卷烟厂制丝车间的烘丝机采用传统的纯滞后闭环pid控制方案（串级控制）。具体操作过程为：在烘丝机物料出口处安装红外水分仪，通过水分仪实时读取烘出烟丝的实际水分值；当实际水分值高于或低于工艺设定目标值时，通过plc控制系统运算得出偏差，然后去调节烘丝机入口的蒸汽供给调节阀，以此来改变筒体内部的供热量，最终使出口水分回到目标值附近。
3、然而，滚筒式烘丝机体型巨大且内部存在复杂的热质交换，烘丝过程中烟丝含水率的变化具有较强的非线性、不确定性和大滞后特性，同时存在干扰和噪声。从物料入口到出口通常需要3-5分钟的物理停留时间，且设备金属筒壁热传导也存在延迟。烘丝机是具有较大热容的大滞后系统，出口烟丝水分含量相对于输入变量具有较强的非线性和滞后性。
4、现有单纯依赖“出口红外水分仪闭环反馈”的pid控制方法存在控制滞后严重，无法提前预判的问题。 传统的pid控制完全依赖出口水分仪的反馈信号，即只有当物料已经到达出口、水分偏差已经实际发生时，控制系统才能感知到偏差并开始调节。从物料进入烘丝机到抵达出口水分检测点需要数分钟时间，这段时间内系统没有任何实时数据反馈。当系统检测到出口水分偏离设定值再去调节前端蒸汽气动阀门时，由于热量来不及迅速改变，不合格烟丝已经大量产出，形成难以消除的“干头湿尾”现象。
技术实现思路
1、本申请提供了 一种烘丝机水分联合控制方法，旨在解决上述问题。
2、在一个方案中，提供了一种烘丝机水分联合控制方法，包括如下步骤：
3、s1、提供已构建完成的数字孪生预测模型；实时获取烘丝机的入口烟丝信息、出口烟丝信息、工艺数据以及烘丝机本体的运行参数，所述工艺数据包括出口水分工艺目标值；所述出口烟丝信息包括出口烟丝真实水分值；
4、s2、将所述入口烟丝信息和所述烘丝机本体的运行参数进行时间戳对齐，形成时空对齐的特征向量组合；
5、s3、将所述特征向量组合输入已构建完成的所述数字孪生预测模型中；所述数字孪生预测模型输出所述烘丝机出口的烟丝水分预测值；
6、s4、根据所述烟丝水分预测值与所述出口水分工艺目标值的偏差生成前馈调节量；
7、s5、将所述出口烟丝真实水分值与所述出口水分工艺目标值输入pid控制器生成反馈微调量；
8、s6、执行机构根据所述前馈调节量和所述反馈微调量进行对应的调节动作；
9、s7、预先设定触发条件，实时判断所述触发条件是否满足，当所述触发条件满足时，对所述数字孪生预测模型的网络参数进行更新。
10、在一个方案中，所述入口烟丝信息包括入口烟丝质量流量、入口烟丝含水率以及入口烟丝温度，且分别一一对应通过布置所述于烘丝机入口处的电子皮带秤、第一红外水分仪以及第一温度传感器获取。
11、在一个方案中，所述出口烟丝信息包括所述出口烟丝真实水分值和出口烟丝温度，分别一一对应通过布置于所述烘丝机出口处的第二红外水分仪和第二温度传感器获取。
12、在一个方案中，所述烘丝机本体的运行参数包括滚筒转速、热风风速、热风温度、筒壁蒸汽压力、筒壁温度。
13、在一个方案中，所述前馈调节量通过所述数字孪生预测模型的计算获得。
14、在一个方案中，所述预设触发条件包括：计算所述烟丝水分预测值与所述出口烟丝真实水分值的差值，若连续多个采样周期的所述差值均超过预设阈值，则对所述数字孪生预测模型的网络参数进行更新。
15、在一个方案中，所述预设阈值的取值范围为水分标偏控制目标值的50%至70%。
16、在一个方案中，所述预设触发条件还包括在工况类别发生切换时，触发对所述数字孪生预测模型的网络参数进行更新。
17、在一个方案中，所述预设触发条件还包括累计生产时间达到预设周期时，触发对所述数字孪生预测模型的网络参数进行更新。
18、本申请的有益效果：
19、通过在烘丝机入口处部署多模态感知设备（电子皮带秤、红外水分仪、温度传感器等），实时采集入口烟丝质量流量、含水率和温度等信息，结合烘丝机本体运行参数形成时空对齐的特征向量组合，输入已构建完成的数字孪生预测模型。该模型能够在物料尚未到达出口时即提前推演出出口水分预测值，系统根据预测值与工艺目标值的偏差提前生成前馈调节量。这一机制改变了传统pid控制“等待偏差发生后再调节”的被动模式，实现了“感知来料变化→预测出口水分→提前实施调节”的主动控制，消除了3-5分钟的设备物理延迟死区，解决了传统控制下难以根治的“干头湿尾”现象。
20、通过数字孪生预测模型自动完成出口水分的超前预测和前馈调节量的计算，无需依赖人工经验频繁干预控制参数。系统能够自动适应原料性质变化和生产条件的波动，大幅降低了操作人员的劳动强度，提升了制丝过程的自动化与智能化水平。
21、在数字孪生预测模型中设置了预设触发条件，当满足触发条件时（如烟丝水分预测值与出口烟丝真实水分值的差值（预测残差）持续超过预设阈值、工况发生切换或累计生产达到预设周期），系统自动对数字孪生预测模型的网络参数进行更新。这一机制使得模型能够持续适应产线变化（如更换烟叶产地导致物料特性改变、季节变化、设备老化等），始终保持较高的预测精度，无需人工反复试探修改控制参数。
1.一种烘丝机水分联合控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的水分联合控制方法，其特征在于，所述入口烟丝信息包括入口烟丝质量流量、入口烟丝含水率以及入口烟丝温度，且分别一一对应通过布置所述于烘丝机入口处的电子皮带秤、第一红外水分仪以及第一温度传感器获取。
3.根据权利要求2所述的水分联合控制方法，其特征在于，所述出口烟丝信息包括所述出口烟丝真实水分值和出口烟丝温度，分别一一对应通过布置于所述烘丝机出口处的第二红外水分仪和第二温度传感器获取。
4.根据权利要求3所述的水分联合控制方法，其特征在于，所述烘丝机本体的运行参数包括滚筒转速、热风风速、热风温度、筒壁蒸汽压力、筒壁温度。
5.根据权利要求4所述的水分联合控制方法，其特征在于，所述前馈调节量通过所述数字孪生预测模型的计算获得。
6.根据权利要求5所述的水分联合控制方法，其特征在于，所述触发条件包括：计算所述烟丝水分预测值与所述出口烟丝真实水分值的差值，若连续多个采样周期的所述差值均超过预设阈值，则对所述数字孪生预测模型的网络参数进行更新。
7.根据权利要求6所述的水分联合控制方法，其特征在于，所述预设阈值的取值范围为水分标偏控制目标值的50%至70%。
8.根据权利要求7所述的水分联合控制方法，其特征在于，所述触发条件还包括在工况类别发生切换时，触发对所述数字孪生预测模型的网络参数进行更新。
9.根据权利要求8所述的水分联合控制方法，其特征在于，所述触发条件还包括累计生产时间达到预设周期时，触发对所述数字孪生预测模型的网络参数进行更新。
