具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同的形式实现，不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。

本公开中使用的“第一”、“第二”：以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

在本公开中，当描述到特定部件位于第一部件和第二部件之间时，在该特定部件与第一部件或第二部件之间可以存在居间部件，也可以不存在居间部件。当描述到特定部件连接其它部件时，该特定部件可以与所述其它部件直接连接而不具有居间部件，也可以不与所述其它部件直接连接而具有居间部件。

本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

针对当前烟草滚筒类增温设备存在不同加工点生产的烟丝质量差异大，不能实现均质化的问题。本发明提供一种烟草滚筒类增温设备强度一致性的控制方法，通过设置期望烟草滚筒类增温设备生产线的预期加工强度，并采集烟草物料滚筒类增温设备的筒壁温度、热风温度、回风温度、各干燥段长度，物料停留时间，并以此数据为基础，分别计算滚筒类增温干燥设备和滚筒类增温增湿设备的实际加工强度，进而根据所述实际加工强度与所述预期加工强度的差值来控制加工强度。解决现有烟草滚筒类增温设备存在不同加工点烟丝质量差异大，不能实现均质化加工的问题，能提高烟草制丝质量一致性，提高卷烟加工的质量一致性水平。

如图1所示，本实施例提供的烟草滚筒类增温设备加工强度一致性的控制方法在实际执行过程中，具体包括如下步骤：

步骤S1、设置烟草滚筒干燥生产线的干燥设备和/或增湿设备的预期加工强度。

步骤S2、获取干燥设备的筒壁温度、热风温度、各干燥段长度和第一物料停留时间，和/或增湿设备的回风温度和第二物料停留时间。

步骤S3、根据公式计算得到干燥设备的实际加工强度，其中G表示加工强度，B₁表示滚筒筒壁1区温度，B₂表示滚筒筒壁2区温度，L₁表示滚筒1区干燥段长度，L₂表示滚筒2区干燥段长度，L表示滚筒类干燥设备总长度，R表示热风温度，T₁表示物料在干燥设备的滚筒中的停留时间，和/或根据公式S＝H+lnT₂计算得到增湿设备的实际加工强度，其中S表示加工强度，H表示回风温度，T₂表示物料在增湿设备的滚筒中的停留时间。

步骤S4、判断干燥设备和/或增湿设备的所述实际加工强度与对应的所述预期加工强度的差值是否小于设定阈值，如果否，则通过调节筒壁温度和/或热风温度、和/或回风温度，使所述差值小于所述设定阈值。

具体地，滚筒类增温设备主要包括两类设备，一类是干燥类设备，一类是增湿类设备，采集原生产线烟草物料滚筒类干燥设备的筒壁温度、热风温度、各干燥段长度，物料停留时间；根据公式计算得到干燥设备的实际加工强度G0，其中G表示加工强度，B₁表示滚筒筒壁1区温度，单位℃；B₂表示滚筒筒壁2区温度，单位℃；L₁表示滚筒1区干燥段长度，单位mm；L₂表示滚筒2区干燥段长度，单位mm；L表示滚筒类干燥设备总长度，单位mm；R表示热风温度，单位℃；T₁表示物料在干燥设备的滚筒中的停留时间，单位s。

采集原生产线烟草物料滚筒类增温增湿设备的回风温度、物料停留时间；根据公式S＝H+lnT₂计算得到干燥设备的实际加工强度S0，其中S表示加工强度，H表示回风温度，单位℃；T₂表示物料在干燥设备的滚筒中的停留时间，单位s。

物料停留时间的测定：待设备运行稳定后，记录物料流量W，单位kg/h；然后在关停滚筒前供料设备的同时开始接出滚筒内全部物料，对接出物料称重，记录为Z，单位kg。物料停留时间就可以表征为

本发明的方法综合考虑影响加工强度的温度和时间两种因素：烟丝的受热温度通过叶丝干燥机筒壁温度和热风温度加以表征，避免了复杂的烟丝受热测试程序难以准确量化的问题，同时对叶丝分段干燥加工强度进行分段计算，增强了加工强度计算的适用性；对物料停留时间准确测定，同时对时间取自然对数，弱化了加工时间对加工强度的影响，更接近于其实际影响程度。

在一实施例中，如图2所示，烟草滚筒类增温设备加工强度一致性的的具体调控步骤如下：

1、在A线(为原生产线)正常松散回潮、加料、滚筒烘丝生产，若松散回潮回风温度为55℃，加料回风温度为60℃，滚筒烘丝筒壁温度1区为140℃和2区均为120℃，热风温度110℃，并系统检测原生产线滚筒类增温干燥设备的各干燥段长度，各设备的物料停留时间。

2、按本发明中介绍的加工强度S和G的计算方法，计算获得A线的松散回潮、加料和叶丝滚筒干燥的加工强度分别为SS0、SJ0和G0。

所述滚筒类增湿设备加工强度表达式为：S＝H+lnT计算得到干燥设备的实际加工强度S0，其中S表示加工强度，H表示回风温度，单位℃；T表示物料在干燥设备的滚筒中的停留时间，单位s；

所述滚筒类干燥设备加工强度表达式为：计算得到干燥设备的实际加工强度，其中G表示加工强度，B₁表示滚筒筒壁1区温度，单位℃；B₂表示滚筒筒壁2区温度，单位℃；L₁表示滚筒1区干燥段长度，单位mm；L₂表示滚筒2区干燥段长度，单位mm；L表示滚筒类干燥设备总长度，单位mm；R表示热风温度，单位℃；T表示物料在干燥设备的滚筒中的停留时间，单位s。

3、在B线(为另一生产线)采用同样加工参数(除物料流量外)进行小批量试验，设定松散回潮回风温度为55℃，加料回风温度为60℃，滚筒烘丝筒壁温度1区为140℃和2区为120℃，热风温度110℃，并系统检测原生产线滚筒类增温干燥设备的各干燥段长度，各设备的物料停留时间，计算获得B线的松散回潮、加料和叶丝滚筒干燥的加工强度分别为SS1、SJ1和G1。

4、分别比较SS1、SJ1和G1与SS0、SJ0和G0的大小。若|SS₁-SS₀|≤2、|SJ₁-SJ₀|≤2或|G₁-G₀|≤2，则表明A线与B线的加工强度相近，可以参照B线的试验加工参数进行正常生产。若|SS₁-SS₀|＞2、|SJ₁-SJ₀|＞2或|G₁-G₀|＞2，则需要重新进行小批量试验，调整B线的加工参数对物料的加工强度进行修正。

5、当需要调整B线工艺参数时，松散回潮和加料只需要调整热风温度即可；对于滚筒干燥则优先考虑通过调节HT工作蒸汽流量而调节筒壁温度，小幅度调节B线的加工强度。

(1)当加工强度G1<G0时，采用提高HT工作蒸汽流量而提高筒壁温度的方式使两地加工强度趋于一致。

(2)当加工强度G1>G0时，采用降低HT工作蒸汽流量而降低筒壁温度的方式使两地加工强度趋于一致。

6、若HT工作蒸汽流量适宜的调控范围为100～450kg/h，在HT工作蒸汽流量适宜的调节范围内仍然不能达到两地加工强度一致的要求，则需通过调节加料后物料含水率来调节叶丝干燥入口含水率，从而改变筒壁温度使加工强度一致。

(1)当加工强度G1<G0时，采用通过增加加料后物料含水率来增大叶丝干燥入口含水率，从而提高烘丝机筒壁温度的方式使两地加工强度趋于一致。

(2)当加工强度G1>G0时，采用通过降低加料后物料含水率来降低叶丝干燥入口含水率，从而降低烘丝机筒壁温度的方式使两地加工强度趋于一致。

通过以上调节方法，将B线调整后的加工参数作为该线滚筒类增温设备设备的质量一致性加工的条件。

在保证加工强度一致的前提下，采取上述方法通过PID关联程序调整物料出口含水率达到设计要求。

如图1所示，该方法还包括：

步骤S5、通过调节HT工作蒸汽流量或入口物料含水率来控制干燥设备的加工强度，通过增大或减小所述HT工作蒸汽流量或入口物料含水率来调节所述筒壁温度，和/或通过调节回风温度来控制增湿设备的加工强度。

进一步地，所述通过调节筒壁温度和/或热风温度、和/或回风温度，使所述差值小于所述设定阈值，包括：对于干燥设备，如果所述实际加工强度小于所述预期加工强度，则通过提高HT工作蒸汽流量或入口物料含水率，使所述筒壁温度提高；如果干燥设备的所述实际加工强度大于所述预期加工强度，则通过降低所述HT工作蒸汽流量或入口物料含水率，使所述筒壁温度降低；和/或对于增湿设备，如果所述实际加工强度小于所述预期加工强度，则通过提高回风温度，使所述实际加工强度提高；如果增湿设备的所述实际加工强度大于所述预期加工强度，则通过降低回风温度，使所述实际加工强度降低。

所述通过调节所述筒壁温度或所述热风温度，使所述差值小于所述设定阈值，包括：如果所述实际加工强度小于所述预期加工强度，则提高HT工作蒸汽流量或入口物料含水率，使所述筒壁温度提高；如果所述实际加工强度大于所述预期加工强度，通过减小所述HT工作蒸汽流量或入口物料含水率，使所述筒壁温度降低。

如图1所示，该方法还包括：

步骤S6、对于干燥设备，设置第一出口物料含水率目标值，并建立滚筒的热风风速或排潮负压与出口物料含水率的PID控制模型，以使所述热风风速或排潮负压跟随所述第一出口物料含水率目标值进行调节；和/或对于增湿设备，设置第二出口物料含水率目标值，并建立加水量与出口物料含水率的PID控制模型，以使所述加水量跟随所述第二出口物料含水率目标值进行调节。

进一步地，所述使所述热风风速或排潮负压跟随所述出口物料含水率目标值进行调节，包括：

步骤S61、获取干燥设备的滚筒的第一出口物料含水率的实测值，并根据所述第一出口物料含水率目标值和所述第一出口物料含水率的实测值得到第一出口物料含水率的目标偏差值。

步骤S62、所述PID控制模型根据所述第一出口物料含水率的目标偏差值对所述热风风速或排潮负压进行控制，使所述第一出口物料含水率按所述第一出口物料含水率目标值进行调节。

所述使所述加水量跟随所述第二出口物料含水率目标值进行调节，包括：

步骤S61'、获取增湿设备的滚筒的入口物料含水率的实测值、第二出口物料含水率的实测值，并根据所述第二出口物料含水率目标值和所述第二出口物料含水率的实测值得到第二出口物料含水率的目标偏差值。

步骤S62'、所述PID控制模型根据所述第二出口物料含水率的目标偏差值和所述入口物料含水率的实测值对所述加水量进行控制，使所述第二出口物料含水率按所述第二出口物料含水率目标值进行调节。

更进一步地，所述使所述热风风速或排潮负压跟随所述第一出口物料含水率目标值进行调节，还包括：

步骤S63、实时获取设定时间内的所述第一出口物料含水率和所述热风风速、排潮负压，并按时间关系进行拟合得到第一出口物料含水率与所述热风风速或排潮负压的第一拟合曲线。

步骤S64、根据所述第一拟合曲线对干燥设备的滚筒的所述热风风速或排潮负压进行控制。

所述使所述加水量跟随所述第二出口物料含水率目标值进行调节，还包括：

步骤S63'、实时获取设定时间内的所述入口物料含水率、第二出口物料含水率和加水量，并按时间关系进行拟合得到第二出口物料含水率与所述入口含水率和所述加水量的第二拟合曲线。

步骤S64'、根据所述第二拟合曲线对增湿设备的滚筒的所述加水量进行控制。

在实际应用中，在另一生产线采用同样加工参数(除物料流量外)进行小批量试验，对于干燥类设备设定相同的热风温度，确保干燥后叶丝含水率满足卷制要求的前提下，通过设定适宜的入口物料含水率、HT工作蒸汽流量，保证筒壁温度一致，同时记录并测定各干燥段长度，物料停留时间，计算获得加工强度G1；对于增湿类设备设定相同的回风温度，同时记录并测定物料停留时间，计算获得加工强度S1；

判断所述两条生产线滚筒类增温设备加工强度的差值是否小于设定阈值，如果否，则通过调节所述筒壁温度或所述热风温度、回风温度，使所述差值小于所述设定阈值。

对于干燥类设备：

通过调节HT工作蒸汽流量或入口物料含水率来控制滚筒类增温设备的加工强度，通过增大或减小所述HT工作蒸汽流量或入口物料含水率来调节所述筒壁温度，使所述的两条线加工强度一致。如果所述另一生产线加工强度小于所述原生产线加工强度，则提高HT工作蒸汽流量或入口物料含水率，使所述筒壁温度增大；如果所述另一生产线加工强度大于所述原生产线加工强度，通过减小所述HT工作蒸汽流量或入口物料含水率来降低所述筒壁温度。为了在保证加工强度前提下，很好地控制出口物料含水率，设置出口物料含水率目标值，并建立滚筒的热风风速或排潮负压与出口物料含水率的PID控制模型，以使所述热风风速或排潮负压跟随所述出口物料含水率目标值进行调节。具体的操作为：获取滚筒的出口物料含水率的实测值，并根据所述目标值和所述实测值得到出口物料含水率的目标偏差值；所述PID控制模型根据所述目标偏差值对所述热风风速或排潮负压进行控制，使所述出口物料含水率按所述目标值进行调节；实时获取设定时间内的所述出口物料含水率和所述热风风速、排潮负压，并按时间关系进行拟合得到出口物料含水率与所述热风风速或排潮负压的拟合曲线；根据所述拟合曲线对滚筒的所述热风风速或排潮负压进行控制。

对于增湿类设备：

如果所述另一生产线加工强度小于所述原生产线加工强度，则提高回风温度，使所述的两条线加工强度一致；如果所述另一生产线加工强度大于所述原生产线加工强度，通过减小回风温度，使所述的两条线加工强度一致。为了在保证加工强度前提下，很好地控制出口物料含水率，设置出口物料含水率目标值，并建立加水量与出口物料含水率的PID控制模型，以使所述加水量跟随所述出口物料含水率目标值进行调节。具体的操作为：获取滚筒的入口、出口物料含水率的实测值，并根据所述目标值和所述实测值得到出口物料含水率的目标偏差值；所述PID控制模型根据所述目标偏差值和入口含水率对所述加水量进行控制，使所述出口物料含水率按所述目标值进行调节；实时获取设定时间内的所述入口、出口物料含水率和加水量，并按时间关系进行拟合得到出口物料含水率与所述入口含水率和加水量的拟合曲线；根据所述拟合曲线对滚筒的所述加水量进行控制。

可见，本发明实施例提供的烟草滚筒类增温设备加工强度一致性的控制方法，通过设置期望烟草滚筒类增温设备生产线的预期加工强度，并采集烟草物料滚筒类增温设备的筒壁温度、热风温度、回风温度、各干燥段长度、物料停留时间，并以此数据为基础，计算滚筒类增温设备的实际加工强度，进而根据所述实际加工强度与所述预期加工强度的差值来控制加工强度。解决现有烟草滚筒类增温设备存在不同加工点烟丝质量差异大，不能实现均质化加工的问题，能提高烟草制丝质量一致性，提高卷烟加工质量的一致性水平。

相应地，本发明还提供一种烟草滚筒类增温设备加工强度一致性的控制系统，包括：第一设置单元，用于设置烟草滚筒干燥生产线的干燥设备和/或增湿设备的预期加工强度。第一采集单元，用于获取干燥设备的筒壁温度、热风温度、各干燥段长度和第一物料停留时间，和/或增湿设备的回风温度和第二物料停留时间。计算单元，用于根据公式计算得到干燥设备的实际加工强度，其中G表示加工强度，B₁表示滚筒筒壁1区温度，B₂表示滚筒筒壁2区温度，L₁表示滚筒1区干燥段长度，L₂表示滚筒2区干燥段长度，L表示滚筒类干燥设备总长度，R表示热风温度，T₁表示物料在干燥设备的滚筒中的停留时间，和/或根据公式S＝H+lnT₂计算得到增湿设备的实际加工强度，其中S表示加工强度，H表示回风温度，T₂表示物料在增湿设备的滚筒中的停留时间。第一控制单元，用于判断干燥设备和/或增湿设备的所述实际加工强度与对应的所述预期加工强度的差值是否小于设定阈值，如果否，则通过调节筒壁温度和/或热风温度、和/或回风温度，使所述差值小于所述设定阈值。

该系统还包括：第二控制单元，用于通过调节HT工作蒸汽流量或入口物料含水率来控制干燥设备的加工强度，通过增大或减小所述HT工作蒸汽流量或入口物料含水率来调节所述筒壁温度，和/或通过调节回风温度来控制增湿设备的加工强度。

该系统还包括：PID控制单元，用于对于干燥设备，设置第一出口物料含水率目标值，并建立滚筒的热风风速或排潮负压与出口物料含水率的PID控制模型，以使所述热风风速或排潮负压跟随所述第一出口物料含水率目标值进行调节；和/或对于增湿设备，设置第二出口物料含水率目标值，并建立加水量与出口物料含水率的PID控制模型，以使所述加水量跟随所述第二出口物料含水率目标值进行调节。

进一步地，所述PID控制单元包括：

偏差值调节单元，用于获取干燥设备的滚筒的第一出口物料含水率的实测值，并根据所述第一出口物料含水率目标值和所述第一出口物料含水率的实测值得到第一出口物料含水率的目标偏差值；并由所述PID控制模型根据所述第一出口物料含水率的目标偏差值对所述热风风速或排潮负压进行控制，使所述第一出口物料含水率按所述第一出口物料含水率目标值进行调节，和/或用于获取增湿设备的滚筒的入口物料含水率的实测值、第二出口物料含水率的实测值，并根据所述第二出口物料含水率目标值和所述第二出口物料含水率的实测值得到第二出口物料含水率的目标偏差值；并由所述PID控制模型根据所述第二出口物料含水率的目标偏差值和所述入口物料含水率的实测值对所述加水量进行控制，使所述第二出口物料含水率按所述第二出口物料含水率目标值进行调节。拟合曲线调节单元，用于实时获取设定时间内的所述第一出口物料含水率和所述热风风速、排潮负压，并按时间关系进行拟合得到第一出口物料含水率与所述热风风速或排潮负压的第一拟合曲线；和/或实时获取设定时间内的所述入口物料含水率、第二出口物料含水率和加水量，并按时间关系进行拟合得到第二出口物料含水率与所述入口含水率和所述加水量的第二拟合曲线。所述拟合曲线调节单元还根据所述第一拟合曲线对干燥设备的滚筒的所述热风风速或排潮负压进行控制，和/或根据所述第二拟合曲线对增湿设备的滚筒的所述加水量进行控制。

本发明实施例提供的烟草滚筒类增温设备加工强度一致性的控制系统，通过设置期望烟草滚筒类增温设备生产线的预期加工强度，并采集烟草物料滚筒类增温设备的筒壁温度、热风温度、回风温度、各干燥段长度、物料停留时间，并以此数据为基础，计算滚筒类增温设备的实际加工强度，进而根据所述实际加工强度与所述预期加工强度的差值来控制加工强度。解决现有烟草滚筒类增温设备存在不同加工点烟丝质量差异大，不能实现均质化加工的问题，能提高烟草制丝质量一致性，提高卷烟加工质量的一致性水平。

至此，已经详细描述了本公开的各实施例。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。本公开的范围由所附权利要求来限定。