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生产线部分工序优化提升研究

摘要为充分发挥设备性能、提升生产过程质量控制水平，持续开展相应工序、上下游设备参数、工艺参数、质量指标的匹配性研究势在必行，本文对影响加工过程质量指标完成的部分工序进行了改进优化。

关键词：烟草制丝工艺，优化提升，PID算法

1项目实施情况

项目实施情况主要有以下两点：

（1）对松散回潮工序非稳态时间、回风温度、出料不均匀问题进行了设备改进和程序优化。

（2）对烟片加料工序非稳态时间、瞬时加料比例变异系数进行了优化。

2项目研究内容及结果

2.1优化设备性能，提高过程控制稳定性

2.1.1松散回潮工序

2.1.1.1降低松散回潮工序非稳态时间

工序非稳态时间：指生产过程中工序的质量指标（如含水率）超出指标期望范围或处于非稳定生产状态持续的时间。

图1 出水分非稳定时间示意图

（1）控制现状

松散回潮工序非稳态时间均高出工艺标准，具体见表1：

表1 松散回潮工序非稳态时间

测针

工序	牌号	料头非稳态时间（s)
工序	牌号	均值	最大	最小
松散回潮	2011山西中考英语牌号A	215.5	325.0	145.0
	牌号B	221.8	329.0	156.0
	牌号C	193.8	333.0	164.0

（2）改进措施

①在料头时增加攒料功能

当皮带秤有料且皮带秤累计重量不超过250kg时，将滚筒生产运行频率乘以70%，作为当前料头攒料期间的运行频率，攒料开始2分40秒后或皮带秤累计重量超过250kg时，则停止攒料功能，自动转换至正常生产状态，使得料头物料在滚筒内通过时间加长，从而实现该机料头攒料功能。

②料尾时增加喂料机尾料快速供料功能

当设备单元自动、喂料机机身上的四对光电开关均检测无料，同时喂料机的3台电机均处于自动运行的条件下，视为喂料机进入料尾状态。程序设置则将喂料机提升带由自控状态转换为48Hz定速运行，将尾料快速的输送至滚筒内，缩短尾料在滚筒内的停留时间。

③根据措施二的触发条件，将滚筒运行频率提升至48Hz，实现料尾高速倒料功能。

（3）改进效果

松散回潮改进效果见表2

表2 松散回潮改进效果

工序	牌号	非稳态时间(s)
工序	牌号	均值	最大	最小
松散回潮	牌号A	132.0	160.0	96.0
	牌号B	129.0	157.0	93.0
	牌号C	121.0	155.0	77.0

通过以上改进，牌号A由215秒缩短至132秒；牌号B由222秒缩短至129秒；牌号C由194秒缩短至121秒；合格率达到91.35%，改进效果明显。

2.1.1.2 提高回风温度稳定性

（1）试验方法：

①调整补偿蒸汽压力：将压力从0.5Mpa降至0.35 Mpa；

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②确定补偿蒸汽阀门开度上下限：上限为70%；下限为40%；

③优化PID控制参数

比例调节(P值)：P值主要控制补偿蒸汽阀门开度变化程度，即P值越大，补偿蒸汽阀门变化越大；P值越小，变化越小，但P值过小会导致回风温度响应比例过低。合理的P值参数使回风温度波动曲线上波峰波谷偏移中心值幅度变小。目前P值为1.6，在此不做调整。积分调节（I值）： I值参数可以将回风温度波动周期延长，此次对I值按照30，60、90顺序进行了调整。

结果表明，I值为60时可以将回风温度波动周期延长，波动周期由原来的5分钟延长到25分钟,波动曲线较调整前平缓。结果表明：D值为10时使热风温度波动曲线较为平缓，避免出现频繁波动现象。

（2）试验结果

通过对I值和D值的现场试验性调整，最终确定了合理的回风温度PID参数为1.6、60、10，各牌号改进前后对比见表3：

表3各牌号改进前后对比

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项目	改进前（℃）			改进后（℃）
项目	均值	合格率	Cpk	均值	合格率	Cpk
牌号A	65.07	96.73	1.73	计算机工程与应用75	99.95	3.09
牌号B	青少年科技报 68.03	94.46	1.77	65	99.85	3.16
牌号C	70.00	97.66	2.18	65.04	99.97	3.65
平均值	/	96.28	1.89	/	99.92	3.30