梗加香PID控制優化

趙洋 孫成順 晏偉

摘要：作為梗絲加工中的重要環節，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有著重要影響。因此，本文從梗絲加香系統工作原理出發，深入探究梗絲加香PID控制系統存在的問題，并提出相關的優化措施，旨在為提高卷煙的質量提供參考依據。

關鍵詞：梗絲加香;PID;PID控制優化

引言：梗絲加香PID控制系統的優化在整個生產過程中具有重要的作用，因此，在實際的加香過程中，應予以重視，從而提高生產控制質量，提高企業經濟效益。

1梗絲加香系統工作原理

加香系統在生產之前可通過將噴嘴管路填充的方式，防止出現在生產過程中出現施加不及時的問題。施加過程通常為閉環式的PID自動跟蹤調節模式，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，依據不同的生產牌號所需加香的比例精確計算出加香的流量。其中，加香流量的值為電子稱物料流量值乘以加香的比率。當電子稱流量信號發出后，并產生一定的延時后，即可加香。中央控制器能夠通過對設定加香流量和實際加香流量進行比較的方式，利用PID算法有效調節變頻器，合理控制齒輪泵的轉速大小，進而實現持續加香的目的。利用對PID回路積分時間（用I表示）、微分時間（用D表示）以及比例系數（用P表示）進行合理的優化與調整，確保PID的回路控制處于最佳的工作狀態，進而達到控制梗絲質量的目的。與此同時，輔之以二次的PID調節，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控制系統進行再次的調節，從而有效保障了系統施加香的精準程度。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向噴嘴，當上述操作結束后需及時將壓縮空氣的引射閥關閉。同時，保證噴嘴中所殘留的香料能夠全部的進行霧化后噴出，防止漏料和滴料現象的發生[1]。

2梗絲加香PID控制系統存在的問題

2.1加香比、加香精度質量數據波動大

一般情況下，梗線在生產過程中使用的原料為云煙通用梗絲，現階段，云煙通用梗絲的PID加香控制與優化，能夠實現物料的有效管控與質量的提升。因此，在當前的生產與加工過程中形成了與PID參數有關的較為固定的設定值。在進行梗絲的加香生產過程中，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，在歷史的生產過程中樣本也較少。因此，對于加香來說，其工序達到穩定的狀態所需要的時間較長，在生產過程中穩態的波動也不夠穩定，容易產生較大的波動現象。除此之外，PID控制系統在生產常規生產牌號的梗絲加香時，對生產質量管理和數據控制都較為穩定。現階段由于云煙加工工藝標準的不同，使得梗絲因牌號的不同需要在生產中對加工工藝的參數數據進行合理、科學的調整。但此時，在生產過程中需要對加香比例以及加香精度進行有效的控制，防止兩者的波動較大，從而導致進入穩定的狀態和時間較長，降低了生產質量和水平。

2.2不同牌號梗加香人為干預因素強

對于PID參數的設定通常以人為操作為主，主觀因素的影響下，使得PID的參數數值缺乏穩定性，加之多以經驗為主，導致生產質量和生產數據出現了較大的波動性。

3梗絲加香PID控制系統的優化措施

3.1對不同牌號工藝設置最佳PID值

在實際的生產過程中，跟蹤生產過程的同時對產生的數據參數進行合理的記錄，并對相關的反饋效果予以重視。在連續兩個月的跟蹤與記錄后，以三十批云煙通用梗絲、十批云煙大重九梗絲為對象進行加香控制，通過對PID參數數據的多次優化與完善，有效得到加香比例的系數不超過0.45，其控制系數為：微分時間（D）為48，比例系數（P）為13，回路積分時間（I）為26。

3.2加強PID自動程序參數設定

在進行PID自動程序參數的設定時，首先通過工單的下發，對配方信息進行有效的讀取。對生產牌號數據進行對比后進行集控系統配方參數的下達，依據比對結果進行設置PID參數，上述環節結束后進行生產控制。例如，在配方比對過程中對云煙進行有效判斷，若在比對中發現并非是云煙通用梗絲時則判定是否為云煙大重九梗絲，如果是則設置相應的配方參數，若不是，則需回到配方信息讀取環節重新判定[2]。

4改進效果

通過改造后，梗絲加香的在生產中進入穩定的時間明顯得到改善，通過2個月的實踐操作，獲得投料150批的生產數據，得出改造后的梗絲加香在生產過程中穩定時間縮短，并從原有的三分鐘縮短至一分鐘，從而得出，料頭的生產控制均質化質量和水平顯著提升。除此之外，通過改造，梗絲加香在生產中的波動顯著降低，通過實驗數據可得出，梗絲的穩態波動從12.34至14.82降到11.86至12.13，穩定程度提高了95%以上。進而得出，梗絲加香PID的控制和優化工作有助于提升生產效率和生產自動化水平。對于大流量的梗絲加香控制來說，由于穩定時間減少，使得料頭的加工質量和水平穩步提升，有助于提高生產效率。與此同時，梗絲加香在生產過程中的波動幅度也有所降低，甚至處于平緩的狀態下，在傳統的操作過程中，多數需要人為對PID控制系統進行參數的設置，導致數據不夠穩定，具有一定的偏差，在對PID控制系統進行優化后，大幅度的降低了生產的波動。通過整個改造試驗數據可以得出，優化后的梗絲加香能夠有效提升生產質量和管理控制水平的同時，增強了整個控制系統的自動化水平，優化與改造后的系統能夠在工單下發后，對牌號進行對比，進而降低人為干預，提升生產的自動化。

結論：總而言之，在對梗絲加香PID控制系統進行優化與改進后，能夠有效的改善生產的控制時間與波動幅度，進而提高生產質量和水平，因此，在實際生產過程中，應重視對PID控制系統的優化與改造，提高生產效率的基礎上，有效提升企業的經濟效益與社會效益。

參考文獻：

[1]張輝，呂勇，向勇剛.煙草制絲加香引射壓力控制系統改進[J].現代工業經濟和信息化，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）學歷（本科）研究方向（煙草制絲設備維修）