周乐亭

（青岛卷烟厂，山东 青岛 266100）

对叶片加料机热风控制系统进行拆分可以发现，它的核心就是用以提供热源的散热器，其中的气动薄膜阀将作为调控工具使用，它的调控对象就是喷射蒸汽，通过控制其加入量调控系统的热风温度。该热风温度控制系统受外界的影响较大，一个很小的因素波动都能够影响到系统的稳定性和精确性。因此，对系统波动影响因素的研究是极有必要的。通过有效的举措调节好系统基础参数，让控制系统运行的更加平稳，精度更加优良。

1 叶片加料机温度控制原因分析

在制丝环节中，加料机会对叶片施加辅料，以此来改善烟叶的物理性能，达到优化吸味感官质量的目的。为了加快烟片对辅料的吸收速度，加料机借助热风的温度来加热滚筒，让糖料在最短的时间内流入烟片内部，以此实现加料效果。经过长时间的使用可以发现，在出料后室四个面以及热风滤网上都聚集了众多原烟碎片，这是原烟物料浪费和加料机出现故障的主要原因。内部滚筒结构的抄造能力不佳，由于滚筒内耙钉比较短小，其在运行时搅拌效果就不是那么理想，不能构成封闭物料环，使得糖料施加受到影响。循环热风风量及流动方向不科学，之前的风道口都是采用的敞口设计，而热风的流动一般都是顺流方向的。这就使得两者不能充足的接触，热风中含有的糖料大多沉积在了循环管道上。

2 加料机热风温度控制模式的介绍

对以往的加料机进行分析，它的基本理念就是实现热风的循环利用，在装置的回风管道上会设置一个用于检测热风温度的模块，它能够随时上传物料温度变化的数据。显而易见，如果实现了对热风的循环利用，那么系统的能量消耗将会大大降低，同时还能够减轻散热器的工作压力，进而带来整个设备成本的下降。

它的调控方式如下：散热器的作用就是提供源源不断的热源，然后引入一个温度变量，那就是经过喷射而为系统带来的蒸汽，它可以对热风温度进行调控，这个流程已然构成了一种闭环调节。但是就这个以蒸汽作为变量的系统而言，它的热惯性就是极不稳定的，毕竟蒸汽本身就有很高的热焓值，换句话说，就是控制系统的稳定性会受到极大的影响。在工程领域，热惯性如果超过了规定值，那么整个系统就会变得极难调控，对热风温度的调控就会显得更加不稳定，这将直接影响到系统的控制精度。

3 加料机热风温度的几个主要影响因素及解决方案

本方案的创新之处在于，第一次站在物料条件的层面上剖析加料机热风温度控制系统，并对其中对控制有影响的地方进行了相应的改进，具体体现在下面几点。

3.1 建立热风风速风量量化控制系统稳定风速风量

加料机热风温度控制系统要实现的第一点就是，尽一切可能使得热风和物料换热过程处于一种动态平衡，也就是说要通过调控热风温度满足装备的工艺要求。在热交换中有两个参数极为重要，那就是热风的风量和风速，如果调控合理，它能够使得系统重新处于一个平衡点。在这个调控环节之中，温度控制会造成极大的震荡和波动，这些不稳定因素都将造成控制精度的缺失。故而，在整个热风温度控制系统中，要重点关注和调节热风的风速和风量这两个参数。

回风管道处的压力值对于系统的运行至关重要，在此我们利用风压检测原件对其进行测定，以此展开对循环热风的量化管理，这样做的目的就是将其对温控系统的影响降到最低。通过改变变频器的频率，来调节热风量的大小，以使得热风风量处于一个稳定值。将风压信号作为调控变量构建PID控制模型，引入当前先进的编程控制技术，智能调控热风的风速风量。

尽可能的将加料机热风温度控制的影响程度降到最低，完善热风风速风量控制机制，优化控制策略，改革控制模式，消除那些对热风温度造成影响的因素，进而实现在稳定可控制因素的背景下，最大限度的提升控制精度。

3.2 确立了喷射蒸汽恒流量控制方式，实现喷射蒸汽恒流量量化控制

经过实践检验发现，在生产中散热器所发挥的作用很小，远远不能达到热交换的需求，这就要求喷射蒸汽要在最短的时间内加入系统，尽可能的增加热风的热量，以此满足生产中的热交换需求。

蒸汽本身就有极大的热焓值，流量的微小改变就能够造成系统大的震荡，进而对热风的温度控制产生不利的影响。下面，我们对热惯性做一个解析，其表示在任意温度，在不受外界热源影响的一段时间内，恒定维持原先温度状态的属性。在此我们以状态代替温度进行表示，当外部热源停止供热后，这个状态依旧会维持一定时间，温度也会有小幅度的增加，然后到达某一数值。要想得到某一温度，就必须要在外界热源加热到这一数值之前撤掉热源，让其缓慢回升，如果一直加热到该值再停止，就必然会使得最终值超过我们所想要的值。这不但达不到理想的效果，还会带来很大程度的热量浪费。

经过总结，最佳方案就是使用喷射蒸汽+散热器共同调节，需要注意的是要对喷射蒸汽进行恒流控制，以保证热源供应的稳定性，这是控制系统的关键所在。在这个过程中，蒸汽流量计是必不可少的，它是搭建蒸汽流量控制系统的关键部件。

3.3 改变控制模式喷射蒸汽恒定+调节散热器蒸汽量的模式

对以往的滚筒类设备热风温控系统进行分析，基本可以分为两部分：换热器依旧是系统稳定热源的供应端，使用气动薄膜阀来调控喷射的蒸汽量。采集热风温度的变化数据，通过可编程控制器中的PID模块，对气动薄膜阀进行启闭控制，进而实现对设备热风温度的控制。这个系统的特点就是，喷射蒸汽处于高温状态，并且具有极大的热惯性，又由于温度自身的延迟反应特性的存在，故而，控制系统的周期性震荡很严重，温度的变化极其不稳定。

对此的解决措施就是，在恒定热风供应量的背景下，再将喷射蒸汽量控制在一定值，调控的变量为在散热器中加入的蒸汽量，通过这种方式来进行风温的调节。物料加热热量的百分之八十来自于喷射蒸汽，也就是说，通过对蒸汽流量调控能够维持物料热量的稳定输入。此外还有百分之二十的热源来自于散热器。这里值得一提的是，经过散热器输入的热风具有较低的热焓值，这就意味着其具有很小的热惯性，这样系统就会变得更加稳定。

在此，我们总结出了一套全新的控制模式，在恒定热风风速风量以及喷射蒸汽的前提下，通过改变经由散热器输入的蒸汽量来进行控制，进而完成对热风温度控制精度的优化，将热风的温度变化维持在正常范围内。

3.4 PID控制器的参数进行优化，确保控制系统的最佳控制效果

PID控制器在系统中的作用就是开展偏差调试，P是用于比例调节的环节，其值过大将产生震荡，其值过小会迟缓调控，I值则用来调控速度，D值通常在系统中不会涉及到。故而，在运用PID控制器时，十分有必要对相关参数进行优化调整，尽量让实际参数更接近于理论值。在对加料机热风控制系统进行改良的过程中，必然会涉及到诸多PID控制器，它们分别对多个点进行调控。在运用过程中，需要考虑到各种实际情况，以便于随时对相关参数进行修改，不然，不但达不到想要的效果，还会产生不必要的波动，影响系统控制精度。

为了确保加料机系统的温控效果，我们会对PID控制器的相关参数进行调整，而这个过程一般都是一种经验控制，操作简单方便上手，备受行业青睐。值得注意的是，这些参数的修正必须要在实践的基础上进行，如此才能发挥控制系统最大的价值。

4 结语

综上所述，对于叶片加料机热风温控系统的研讨，一般都是以当前已有的控制模式对热风温度的要求展开的，从加工工艺、装备特性入手寻找主要的影响因素。其核心技术就是探究物理特性对控制的影响，同时对设备进行优化，通过改变风速风量来重新定义控制模式。在不改变加工能力的前提下，提升系统的稳定性，提高加工能力。在对温度控制特性进行详细分析之后，研发出新一代的电气控制模型，使热风风速风量与喷射蒸汽流量的供应变得更加稳定，将散热器输入的蒸汽量作为变量，最终完成对热风温度控制精度的优化。

参考文献：

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[3]陈海需,衡耀付,胡乾坤．叶丝加料机热风温度稳定性分析[J]．中国科技信息,2016，(20):39-40．