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陈佳旭（1985-），男，福建厦门市人，民 族：汉 职称：助理工程师，学历：本科。研究方向：PLC应用、烟草设备。
摘要：为降低滚筒干燥非稳态过程干头干尾量和提高稳态过程控制的稳定性，对滚筒干燥工作过程进行分析，分析顺流模式下水分调整的过程、工艺气体的控制过程及筒壁温度的控制过程。分析逆流模式下水分调整的过程、工艺气体的控制过程及筒壁温度的控制过程。通过分析滚筒烘丝的工作过程，了解烘丝机的控制技术，为以后的参数优化提供技术基础。
关键词：COMAS薄板式烘丝机；自动控制；PID；顺流；逆流；
1.概述
CEVJ型薄板烘丝机位于叶丝生产段最末，在制丝工艺流程中起脱去烟丝中多余水份的作用，通过控制热风的流向实现顺流和逆流两种模式，同时配合筒壁温度控制，实现对滚筒内烟丝的定型烘干，使烟丝达到适合生产工艺要求的填充值、抽吸口感以及储存条件等。烘丝机设备结构图如图1所示。
图1 CEVJ型烘丝机设备结构图
（1）顺流模式
在顺流模式下，热风从新风口吸风进来，经过热风风机，由温度调节风门21调节温度，经过逆流调节风门23（顺流时完全打开）到达3A3B风门，从进料端吹入烘丝机，即顺流模式（热风和物料同方向）；排潮从出料端经过转网清扫，排潮调节风门24调节出口罩负压（逆流排潮调节风门25关闭），到达排潮总管，同时排潮加热系统加热一部分热空气与排潮气混合，防止排潮汽冷凝堵塞除尘系统。其中转网清扫由两个电磁阀控制，一个控制喷嘴转动，一个控制喷吹压缩空气，在生产过程中始终间歇地在工作，防止排潮颗粒堵塞排潮网。滚筒通入夹层蒸汽加热筒壁，根据出口水份实时调节。控制系统设置了4个PID分别如下：
1）热风温度控制回路：由热风风机M2、热交换器S1和温度调节风门21组成。热风风机由变频器驱动，负责将热风循环起来；热交换器用于加热热风；温度调节风门负责对温度的调节保证热风温度的恒定，当温度低于设定值时，热风风门开大，让更多的气流经过热交换器S2加热，以提高温度，当温度高于设定值时，热风风门关小，让更多的气流直接旁路不经过热交换器和热风混合，以降低热风温度。
2）筒壁压力控制回路：由蒸汽流量计B4、气动调节阀Y1和蒸汽压力传感器B5组成。
在预热筒壁增压阶段时，蒸汽按设定的流量通入滚筒，此时系统做PID运算，由蒸汽流量计B4实时检测流量，调节阀Y1按设定的流量调节蒸汽阀开度，控制模型如图4-4-10。增压结束后，调节阀转为受控于蒸汽压力传感器B5，按筒壁压力给定的SP值做PID运算。其中筒壁压力的给定值来自两部分，一部分是生产参数设定的筒壁蒸汽压力，另一部分是出口水份调节的筒壁压力增量值。
3）出口罩负压控制回路：主要由顺流排潮调节风门24和出口罩负压传感器B2组成。CEVJ型烘丝机采用恒壓排潮，保证出料罩处有微弱的负压，防止工艺气外冒，同时将烘丝过程中产生的潮气排往除尘，达到烘干烟丝的目的。
4）出口水份控制回路：顺流模式出口水份根据设定的出口水份值和出口实际水份值来间接调节筒壁压力。当出口水份偏潮时，PID自动运算将筒壁压力增量值增大，当出口水份偏干时，将筒壁压力增量值减少，然后控制系统自动将此增量值叠加到筒壁压力控制PID的SP值上，再由筒壁压力控制回路自动控制。即此PID控制回路主要换算出筒壁压力增量值，再间接的控制筒壁压力。
（2）逆流模式
在逆流模式下，热风从新风口吸风进来，经过热风风机，由温度调节风门21调节温度，经过逆流调节风门23（逆流时处于调节状态），一部分从3B风门到入料端转网和排潮气混合从逆流排潮调节风门25排入除尘系统，一部分经过热风管道到达出料端，从出料端吹向进料端，即逆流模式（热风和物料逆向）；烘丝蒸发的排潮气从入料端经过滚筒转网清扫，经排潮调节风门25调节出口罩负压（顺流排潮调节风门24关闭），到达排潮总管，同时排潮加热系统加热一部分热空气与排潮气混合，防止排潮汽冷凝堵塞除尘系统。其中转网清扫由喷吹阀8控制，在生产过程中始终间歇的在工作，防止排潮颗粒堵塞排潮网。滚筒通入夹层蒸汽加热筒壁，出口水份通过调节风门23来满足要求，当调节达到极限时，通过修改筒壁蒸汽压力的给定值来实现，可以理解为筒壁压力是粗调，调节风门23是细调。为了达到控制要求系统设置了4个PID分别如下：
1）热风温度控制回路：和顺流模式一样，详见顺流模式热风温度
2）筒壁压力控制回路：和顺流模式类似，主要差别是筒壁压力的给定值来自两部分，一部分是生产参数设定的筒壁蒸汽压力，另一部分是出口水份调节风门23调节不过来修正的筒壁压力增量值，即水份粗调值。
3）出口罩负压控制回路：主要由逆流排潮调节风门25和出口罩负压传感器B2组成。CEVJ型烘丝机采用恒压排潮，排出的气体来自两部分，一部分是逆流调节风门23 到3B风门进入进料端转网的气体，一部分是烘干烟丝蒸发出来的潮气。出料罩始终处于微弱的负压，通过调节风门25来满足，防止工艺气外冒，同时将烘丝过程中产生的潮气排往除尘，达到烘干烟丝的目的。
4）出口水份控制回路：逆流模式出口水份是通过调节风门23来满足水份要求，当调节风门23到达设定的极限时，通过调节筒壁压力增量值来实现，然后控制系统将此增量值叠加到筒壁压力控制PID的SP值上，再由筒壁压力控制回路自动控制。即此PID控制回路有两路控制调节，一路是调节风门23在设定范围内自动调节出口水份，另一路是调节风门23超过调节范围调节筒壁压力增量值。当出口水份偏潮时调节风门23开大，当调节超出设定范围时，调节风门23暂停调节，然后筒壁压力增量值开始调节增大，当出口水份回到设定值时，调节风门23又开始调节，筒壁压力增量值暂停调节，如此周而复始。当出口水份偏干时也是同样。
参考文献：
[1] 国家烟草专卖局.卷烟工艺规范[M].北京：中央文献出版社.2003.
[2] 梁魏峰. 烘丝控制模式的建立与实现. 烟草科技，2003（2）：16-17.
[3] 任正云， 晏小平， 方维岚， 夏明东， 胡如高. 烘丝过程烟丝含水率的MFA控制. 烟草科技，2005（6）：10-15.
[4] 徐俊山， 康惠骏. 烘丝机烟丝含水率的预测PI控制. 电气传动自动化， 2007（6）：32-35.
[5] 陈河祥， 李斌， 李华杰， 林志平， 江家森， 曾强， 骆永昌， 徐大勇. 滚筒烘丝机控制方法的改进与对比分析. 烟草科技，2011（9）：12-15.
[6] Katsuhiko Ogala.现代控制工程（第四版）[M].卢伯英，于海勋，译.北京：电子工业出版社，2003.
摘要：为降低滚筒干燥非稳态过程干头干尾量和提高稳态过程控制的稳定性，对滚筒干燥工作过程进行分析，分析顺流模式下水分调整的过程、工艺气体的控制过程及筒壁温度的控制过程。分析逆流模式下水分调整的过程、工艺气体的控制过程及筒壁温度的控制过程。通过分析滚筒烘丝的工作过程，了解烘丝机的控制技术，为以后的参数优化提供技术基础。
关键词：COMAS薄板式烘丝机；自动控制；PID；顺流；逆流；
1.概述
CEVJ型薄板烘丝机位于叶丝生产段最末，在制丝工艺流程中起脱去烟丝中多余水份的作用，通过控制热风的流向实现顺流和逆流两种模式，同时配合筒壁温度控制，实现对滚筒内烟丝的定型烘干，使烟丝达到适合生产工艺要求的填充值、抽吸口感以及储存条件等。烘丝机设备结构图如图1所示。
图1 CEVJ型烘丝机设备结构图
（1）顺流模式
在顺流模式下，热风从新风口吸风进来，经过热风风机，由温度调节风门21调节温度，经过逆流调节风门23（顺流时完全打开）到达3A3B风门，从进料端吹入烘丝机，即顺流模式（热风和物料同方向）；排潮从出料端经过转网清扫，排潮调节风门24调节出口罩负压（逆流排潮调节风门25关闭），到达排潮总管，同时排潮加热系统加热一部分热空气与排潮气混合，防止排潮汽冷凝堵塞除尘系统。其中转网清扫由两个电磁阀控制，一个控制喷嘴转动，一个控制喷吹压缩空气，在生产过程中始终间歇地在工作，防止排潮颗粒堵塞排潮网。滚筒通入夹层蒸汽加热筒壁，根据出口水份实时调节。控制系统设置了4个PID分别如下：
1）热风温度控制回路：由热风风机M2、热交换器S1和温度调节风门21组成。热风风机由变频器驱动，负责将热风循环起来；热交换器用于加热热风；温度调节风门负责对温度的调节保证热风温度的恒定，当温度低于设定值时，热风风门开大，让更多的气流经过热交换器S2加热，以提高温度，当温度高于设定值时，热风风门关小，让更多的气流直接旁路不经过热交换器和热风混合，以降低热风温度。
2）筒壁压力控制回路：由蒸汽流量计B4、气动调节阀Y1和蒸汽压力传感器B5组成。
在预热筒壁增压阶段时，蒸汽按设定的流量通入滚筒，此时系统做PID运算，由蒸汽流量计B4实时检测流量，调节阀Y1按设定的流量调节蒸汽阀开度，控制模型如图4-4-10。增压结束后，调节阀转为受控于蒸汽压力传感器B5，按筒壁压力给定的SP值做PID运算。其中筒壁压力的给定值来自两部分，一部分是生产参数设定的筒壁蒸汽压力，另一部分是出口水份调节的筒壁压力增量值。
3）出口罩负压控制回路：主要由顺流排潮调节风门24和出口罩负压传感器B2组成。CEVJ型烘丝机采用恒壓排潮，保证出料罩处有微弱的负压，防止工艺气外冒，同时将烘丝过程中产生的潮气排往除尘，达到烘干烟丝的目的。
4）出口水份控制回路：顺流模式出口水份根据设定的出口水份值和出口实际水份值来间接调节筒壁压力。当出口水份偏潮时，PID自动运算将筒壁压力增量值增大，当出口水份偏干时，将筒壁压力增量值减少，然后控制系统自动将此增量值叠加到筒壁压力控制PID的SP值上，再由筒壁压力控制回路自动控制。即此PID控制回路主要换算出筒壁压力增量值，再间接的控制筒壁压力。
（2）逆流模式
在逆流模式下，热风从新风口吸风进来，经过热风风机，由温度调节风门21调节温度，经过逆流调节风门23（逆流时处于调节状态），一部分从3B风门到入料端转网和排潮气混合从逆流排潮调节风门25排入除尘系统，一部分经过热风管道到达出料端，从出料端吹向进料端，即逆流模式（热风和物料逆向）；烘丝蒸发的排潮气从入料端经过滚筒转网清扫，经排潮调节风门25调节出口罩负压（顺流排潮调节风门24关闭），到达排潮总管，同时排潮加热系统加热一部分热空气与排潮气混合，防止排潮汽冷凝堵塞除尘系统。其中转网清扫由喷吹阀8控制，在生产过程中始终间歇的在工作，防止排潮颗粒堵塞排潮网。滚筒通入夹层蒸汽加热筒壁，出口水份通过调节风门23来满足要求，当调节达到极限时，通过修改筒壁蒸汽压力的给定值来实现，可以理解为筒壁压力是粗调，调节风门23是细调。为了达到控制要求系统设置了4个PID分别如下：
1）热风温度控制回路：和顺流模式一样，详见顺流模式热风温度
2）筒壁压力控制回路：和顺流模式类似，主要差别是筒壁压力的给定值来自两部分，一部分是生产参数设定的筒壁蒸汽压力，另一部分是出口水份调节风门23调节不过来修正的筒壁压力增量值，即水份粗调值。
3）出口罩负压控制回路：主要由逆流排潮调节风门25和出口罩负压传感器B2组成。CEVJ型烘丝机采用恒压排潮，排出的气体来自两部分，一部分是逆流调节风门23 到3B风门进入进料端转网的气体，一部分是烘干烟丝蒸发出来的潮气。出料罩始终处于微弱的负压，通过调节风门25来满足，防止工艺气外冒，同时将烘丝过程中产生的潮气排往除尘，达到烘干烟丝的目的。
4）出口水份控制回路：逆流模式出口水份是通过调节风门23来满足水份要求，当调节风门23到达设定的极限时，通过调节筒壁压力增量值来实现，然后控制系统将此增量值叠加到筒壁压力控制PID的SP值上，再由筒壁压力控制回路自动控制。即此PID控制回路有两路控制调节，一路是调节风门23在设定范围内自动调节出口水份，另一路是调节风门23超过调节范围调节筒壁压力增量值。当出口水份偏潮时调节风门23开大，当调节超出设定范围时，调节风门23暂停调节，然后筒壁压力增量值开始调节增大，当出口水份回到设定值时，调节风门23又开始调节，筒壁压力增量值暂停调节，如此周而复始。当出口水份偏干时也是同样。
参考文献：
[1] 国家烟草专卖局.卷烟工艺规范[M].北京：中央文献出版社.2003.
[2] 梁魏峰. 烘丝控制模式的建立与实现. 烟草科技，2003（2）：16-17.
[3] 任正云， 晏小平， 方维岚， 夏明东， 胡如高. 烘丝过程烟丝含水率的MFA控制. 烟草科技，2005（6）：10-15.
[4] 徐俊山， 康惠骏. 烘丝机烟丝含水率的预测PI控制. 电气传动自动化， 2007（6）：32-35.
[5] 陈河祥， 李斌， 李华杰， 林志平， 江家森， 曾强， 骆永昌， 徐大勇. 滚筒烘丝机控制方法的改进与对比分析. 烟草科技，2011（9）：12-15.
[6] Katsuhiko Ogala.现代控制工程（第四版）[M].卢伯英，于海勋，译.北京：电子工业出版社，2003.