一种基于历史生产数据建模控制烟草回潮加水流量的方法与流程

技术特征：
1.一种基于历史生产数据建模控制烟草回潮加水流量的方法，其特征在于，步骤包括：s1，基于历史生产数据，在控制器内配置前馈计算烟草回潮加水流量q1采用以下公式1：上式中q1为前馈计算得到的烟草回潮加水流量，w
1_pv
为实际物料流量，w
1_sp
为目标物料流量，q
1_0
为标准加水流量，u1为当前来料水分，u
1_0
为标准来料水分，u
2sp
为当前批次出口水分设定值，u
2sp_0
为标准出口水分设定值，k1为来料水分偏移系数，k2为出口水分偏移系数；烟草回潮过程分为料头阶段、过渡过程和稳态生产三个阶段：在公式1的基础上，料头阶段控制烟草回潮实际加水流量q
_head
采用以下公式2：q
_head
＝q
1_head
＝q1×
k3上式中q
_head
为料头阶段烟草回潮实际加水流量，q
1_head
为料头阶段前馈计算得到的烟草回潮加水流量，k3为料头变异系数；在公式1的基础上，过渡过程阶段控制烟草回潮实际加水流量q
_tran
采用以下公式3：q
_tran
＝q
1_tran
q2＝q1 q2上式中q
_tran
为过渡过程阶段烟草回潮实际加水流量，q
1_tran
为过渡过程阶段前馈计算得到的烟草回潮加水流量，q2为反馈调节偏移量；在公式1的基础上，稳态生产阶段控制烟草回潮实际加水流量q
_prod
采用以下公式4：上式中q
_prod
为稳态生产阶段烟草回潮实际加水流量；q
1_prod
为稳态生产阶段前馈计算得到的烟草回潮加水流量；q
1_break
为过渡过程阶段实际出口水分u2进入稳态区间，转换到稳态生产阶段前的前馈加水流量；u
1_break
为过渡过程阶段实际出口水分u2进入稳态区间，转换到稳态生产阶段前的来料水分；k4为前馈衰减系数；在公式1基础上，反推当前批次的标准加水流量q
1_0_r
采用以下公式5：上式中q
1_0_r
为根据当前批次生产数据反推得到的标准加水流量；s2，生产批次开始，从建模参数数据库中，读入某牌号物料的标准加水流量q
1_0
、目标物料流量w
1_sp
、来料标准水分u
1_0
、标准出口水分设定值u
2sp_0
、来料水分偏移系数k1、出口水分偏移系数k2；s3，在控制器内输入当前批次出口水分设定值u
2sp
，根据出口水分设定值u
2sp
、当前来料水分u1及实际物料流量w
1_pv
，采用公式2至公式4控制烟草回潮实际加水流量；s4，判断烟草回潮过程是否处于料头阶段，若为料头阶段采用公式2控制前馈计算烟草回潮加水流量q
1_head
，并以q
1_head
作为实际加水流量q
_head
对烟草回潮过程进行控制；判断烟草回潮过程是否处于过渡过程阶段，若为过渡过程阶段采用公式3控制前馈计算烟草回潮加水流量q
1_tran
，根据出口水分设定值u
2sp
与实际出口水分u2的偏差pid闭环运算，得到反馈调节偏移量q2，并以q
1_tran
q2作为实际加水流量q
_tran
对烟草回潮过程进行控制；
判断烟草回潮过程是否处于稳态生产阶段，若为稳态生产阶段采用公式4控制前馈计算烟草回潮加水流量q
1_prod
，根据出口水分设定值u
2sp
与实际出口水分u2的偏差pid闭环运算，得到反馈调节偏移量q2，并以q
1_prod
q2作为实际加水流量q
_prod
对烟草回潮过程进行控制；s5，选取稳态生产阶段来料水分u1、实际出口水分u2、实际物料流量w
1_pv
和实际加水流量q
_prod
的检测数据，采用公式5实时在线反推标准加水流量q
1_0_r
，并求取标准加水流量平均值q
1_0_r_avg
；生产批次结束后，当前批次的标准加水流量平均值q
1_0_r_avg
与该牌号物料标准加水流量历史值q
1_0
进行变权值处理，迭代得到该牌号物料新的标准加水流量q
1_0
。2.根据权利要求1所述的一种基于历史生产数据建模控制烟草回潮加水流量的方法，其特征在于，所述步骤s1具体包括：烟草回潮过程处于料头阶段，料头变异系数k3初始值为k
3_ini
，终止值为1.0，变化规律为先保持初始值、再渐变、最后再保持终止值，保持和渐变时间根据实际生产工况进行调整。3.根据权利要求1或2所述的一种基于历史生产数据建模控制烟草回潮加水流量的方法，其特征在于，所述步骤s1具体包括：烟草回潮过程处于稳态生产阶段时，出口水分设定值u
2sp
的变化通过反馈作用体现在实际加水流量q
_prod
上，取消u
2sp
的变化对前馈计算烟草回潮加水流量q
1_prod
的影响，同时衰减来料水分u1的变化对q
1_prod
的影响，所述前馈衰减系数k4大于等于0、小于等于1。4.根据权利要求3所述的一种基于历史生产数据建模控制烟草回潮加水流量的方法，其特征在于，所述步骤s2还包括：通过工艺配方数据库，读取该牌号物料在烟草回潮过程中涉及的固定工艺配方参数，包括蒸汽注入量、热风风量、热风温度、排潮风量及带有加料功能的回潮设备涉及的加料比例。5.根据权利要求3所述的一种基于历史生产数据建模控制烟草回潮加水流量的方法，其特征在于，所述步骤s4具体包括：料头变异系数k3渐变到1.0后，烟草回潮过程由料头阶段进入过渡过程阶段，物料到达出口并维持时间t1后，启动反馈调节偏移量q2；优选地，在时间t1内，出口水分设定值u
2sp
与实际出口水分u2的偏差小于0.35％或实际出口水分u2变化率小于0.03％/s，提前启动反馈调节偏移量q2。6.根据权利要求5所述的一种基于历史生产数据建模控制烟草回潮加水流量的方法，其特征在于，所述步骤s4具体包括：在时间t2内，出口水分设定值u
2sp
与实际出口水分u2的偏差绝对值小于或等于0.25％且实际加水流量q
_tran
的变化率小于0.5kg/s，过渡过程阶段实际出口水分u2进入稳态区间；时间t2后，烟草回潮过程由过渡过程阶段进入稳态生产阶段。7.根据权利要求1至6任一所述的一种基于历史生产数据建模控制烟草回潮加水流量的方法，其特征在于，在烟草回潮过程中，通过入口水分仪测定当前来料水分u1，出口水分仪测定回潮后实际出口水分u2，电子皮带秤测定实际物料流量w
1_pv
。8.根据权利要求1至6任一所述的一种基于历史生产数据建模控制烟草回潮加水流量的方法，其特征在于，所述步骤s5具体包括：筛选稳态生产阶段的检测数据，选取满足出口水分设定值u
2sp
与实际出口水分u2的偏差绝对值小于或等于0.25％且实际加水流量q
_prod
的变化率小于0.5kg/s条件下的实际出口水分u2和实际加水流量q
_prod
，以及对应的来料水分
u1和实际物料流量w
1_pv
，采用公式5实时在线反推标准加水流量q
1_0_r
。9.根据权利要求8的一种基于历史生产数据建模控制烟草回潮加水流量的方法，其特征在于，所述步骤s5还包括：每间隔1秒，求取反推得到的标准加水量q
1_0_r
的平均值；优选地，标准加水流量平均值q
1_0_r_avg
的采样数量至少大于2000个。10.根据权利要求9所述的一种基于历史生产数据建模控制烟草回潮加水流量的方法，其特征在于，所述步骤s5还包括：生产批次结束后，将当前批次的标准加水流量平均值q
1_0_r_avg
与历史值进行变权值处理，新数据占比20％，历史数据占比80％，迭代后得到新的标准加水流量q
1_0
，并将其写入建模参数数据库，下一批次生产该品牌物料利用更新的历史数据建模控制烟草回潮过程。

技术总结
本发明公开了一种基于历史生产数据建模控制烟草回潮加水流量的方法，基于历史生产数据，建立不同品牌物料吸水特性、来料水分、物料流量、出口水分设定值与加水流量之间的关系，让控制系统根据当前生产工况智能地找到最佳的加水流量，减少对反馈调节的依赖，缩短实际出口水分到达出口水分设定值且保持稳定的时间。具体实施时，回潮过程分为料头、过渡过程和稳态生产三个阶段，不同阶段采用相应公式控制加水流量，且适时引入出口水分的反馈调节，消除建模误差。本发明通过统计当前批次有效生产数据，反推标准加水流量，将上一批次物料在线建模结果与同品牌历史值进行变权值迭代运算，实现模型在线自学习，以适应季节和环境温湿度的逐渐变化。的逐渐变化。的逐渐变化。


技术研发人员：王小飞 杨洪艺 张世成 韩百恒 王树香 张羽
受保护的技术使用者：秦皇岛烟草机械有限责任公司
技术研发日：2020.03.18
技术公布日：2021/10/11