李佳節(jié)　俞仁浩　張長勝

摘要：為實(shí)現(xiàn)對制絲加工特殊過程瞬時(shí)精度進(jìn)行更為準(zhǔn)確的評價(jià)，通過采用以連續(xù)短周期內(nèi)的累積量替代每個(gè)時(shí)間點(diǎn)的瞬時(shí)流量，對原瞬時(shí)精度的計(jì)算方法進(jìn)行了優(yōu)化，有效避免了原評價(jià)方法中流量信號間嚴(yán)格的對應(yīng)要求。評價(jià)方法優(yōu)化后，特殊過程瞬時(shí)精度評價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性得到了保證，同時(shí)也為生產(chǎn)過程中的監(jiān)控和控制指標(biāo)的分析評價(jià)均提供了便利。

關(guān)鍵詞：特殊過程；瞬時(shí)精度；短周期.

Abstract： In order to realize the evaluation of instantaneous resolution during special process in cigarette processing more accurate evaluation， by using a cumulative amount of continuous short period of alternative instantaneous flow at each time point， the instantaneous accuracy of the original calculation method was optimized to effectively prevent the original evaluation method strict correspondence between the traffic signal requirements. After the evaluation method optimization， accuracy instantaneous special process to evaluate the accuracy of the results is guaranteed， but also for the analysis and evaluation of the production process monitoring and control targets were facilitated.

Keywords： special process； evaluation of Instantaneous； short period.

ISO9000標(biāo)準(zhǔn)對特殊過程的定義為：對形成的產(chǎn)品是否合格不易或不能經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行驗(yàn)證的過程。根據(jù)此定義，在煙草制絲加工過程中，可以將潤葉加料、摻配及加香等過程確定為特殊過程。這些特殊過程中出現(xiàn)的異常，如加料、加香過程實(shí)際施加比例的波動(dòng)，或者摻配過程摻配物實(shí)際配比比例的波動(dòng)，均會(huì)對成品卷煙的感官質(zhì)量產(chǎn)生直接的影響[1]。因此，在特殊過程的加工中，需要進(jìn)行有效可行的評價(jià)。

目前行業(yè)內(nèi)多采用以瞬時(shí)流量為參考值計(jì)算出特殊過程的瞬時(shí)精度，再對瞬時(shí)精度進(jìn)行相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)分析與評價(jià)[2]。這種評價(jià)方法在理論上具有可行性，而在實(shí)際生產(chǎn)中加料、加香過程需要根據(jù)電子秤與進(jìn)料口的分布位置，對施加動(dòng)作設(shè)置一定的延時(shí)，進(jìn)行瞬時(shí)精度的計(jì)算時(shí)需要保證延時(shí)后的電子稱流量信號與料液流量計(jì)信號嚴(yán)格的一一對應(yīng)。摻配過程也同樣對信號的一一對應(yīng)有嚴(yán)格的要求。

由于瞬時(shí)流量時(shí)刻處于變化狀態(tài)，一旦上述的對應(yīng)關(guān)系出現(xiàn)偏差，將會(huì)使瞬時(shí)精度的計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生較大的偏離，計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性也就會(huì)存在疑問，不能有效的進(jìn)行評價(jià)。本文試圖通過優(yōu)化瞬時(shí)精度的計(jì)算方法，以消除瞬時(shí)流量信號間嚴(yán)格的對應(yīng)要求，以達(dá)到對特殊過程的控制穩(wěn)定性做出準(zhǔn)確的評價(jià)。

1瞬時(shí)精度計(jì)算依據(jù)的改變

潤葉加料、摻配及加香此類特殊過程在生產(chǎn)控制過程中，流量計(jì)或配比稱普遍采用PID控制器對施加過程的瞬時(shí)流量進(jìn)行跟蹤調(diào)節(jié)[3]。基于PID的調(diào)控模式?jīng)Q定了瞬時(shí)流量在修正過程中必然會(huì)產(chǎn)生正常的振蕩。同時(shí)，由于加料、加香過程的瞬時(shí)流量跟蹤和摻配過程的瞬時(shí)流量跟蹤均以前置的主稱信號作為基準(zhǔn)，而物料經(jīng)過主稱后并非立即開始特殊工序的加工，中間需要經(jīng)過輔連設(shè)備的輸送，特殊工序進(jìn)行加工的開始時(shí)間需要進(jìn)行相應(yīng)的延時(shí)操作，這就造成了流量計(jì)或配比稱在與主稱信號進(jìn)行瞬時(shí)精度的計(jì)算時(shí)，還需要保證加工時(shí)間上的對應(yīng)關(guān)系。以上問題給計(jì)算時(shí)瞬時(shí)流量的對應(yīng)造成了較大的困難，瞬時(shí)精度的準(zhǔn)確性無法保證。

1.1 建立以累積量代替瞬時(shí)流量的計(jì)算方法

以摻配過程為例對上述特殊過程的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，實(shí)際配比比例始終在設(shè)定值上下的一定范圍內(nèi)波動(dòng)，而實(shí)際配比比例是通過累積量進(jìn)行計(jì)算得出。

據(jù)此特性，可以運(yùn)用通過累積量計(jì)算得出實(shí)際配比比例的方法，反映出特殊過程的實(shí)際控制情況。該方法不再以瞬時(shí)流量為計(jì)算依據(jù)，因此不再受到瞬時(shí)流量的變化影響。圖1反映的是數(shù)據(jù)采集頻率為30秒時(shí)，摻配過程中實(shí)際配比比例的波動(dòng)情況趨勢。

這種計(jì)算方法中每個(gè)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)的數(shù)據(jù)取自于下位機(jī)實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)總體累積量，因此圖1中的配比比例趨勢反映的是每一時(shí)刻的總體累積配比比例。在控制過程始終平穩(wěn)時(shí)，可以較為準(zhǔn)確的反映出過程穩(wěn)定性的變化，但如果過程中某一時(shí)間段摻配物流量不足，后續(xù)就會(huì)出現(xiàn)配比的追蹤補(bǔ)償過程，較長時(shí)間內(nèi)累積配比比例都會(huì)偏低。而實(shí)際上在追蹤補(bǔ)償?shù)倪^程中，真實(shí)的配比比例要大于配比比例的設(shè)定值。

圖2為摻配過程中出現(xiàn)了由堵料導(dǎo)致的摻配物流量中斷時(shí)，實(shí)際配比比例的波動(dòng)情況。由圖2可見，圖中的配比比例在過程中出現(xiàn)了一定程度的下落，但從該圖中無法判斷出配比過程中摻配物是否出現(xiàn)了中斷，更無法判斷出摻配物中斷的時(shí)間。因此，這種基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)總體累積量的計(jì)算方法存在一定的不足，無法清晰準(zhǔn)確地反映出摻配過程中摻配物配比比例的實(shí)際變化情況，且精準(zhǔn)度不高。

1.2 以連續(xù)短周期內(nèi)的累積量替代總體累積量

為了準(zhǔn)確反映出每30秒的數(shù)據(jù)采集時(shí)間段內(nèi)摻配物的實(shí)際配比情況，這里采用對取自下位機(jī)的實(shí)時(shí)累積量進(jìn)行二次計(jì)算的方法，將每個(gè)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)的實(shí)時(shí)累積量數(shù)據(jù)與前一個(gè)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)的數(shù)據(jù)相減，分別計(jì)算得出該30秒短周期內(nèi)摻配物和摻配前葉絲主稱增加的累積量。以此為計(jì)算依據(jù)，可以計(jì)算出整個(gè)摻配過程的瞬時(shí)配比比例變化情況。配比比例計(jì)算公式如下：

瞬時(shí)配比比例=30秒內(nèi)摻配物增加量/30秒內(nèi)摻配前葉絲主稱增加的累積量

2計(jì)算方法優(yōu)化后的瞬時(shí)精度在生產(chǎn)中的應(yīng)用

計(jì)算方法優(yōu)化后的瞬時(shí)配比比例趨勢如圖3所示。

由圖3可見，摻配過程中出現(xiàn)了短暫的摻配物流量中斷，中斷時(shí)間約為30秒。恢復(fù)正常后系統(tǒng)進(jìn)行了自動(dòng)追蹤補(bǔ)償，在幾分鐘內(nèi)瞬時(shí)配比比例又恢復(fù)到正?？刂扑健２捎眯掠?jì)算方法后，通過觀察瞬時(shí)配比比例的趨勢圖即可便捷的推測出摻配過程中出現(xiàn)的異常狀況。

對圖3中的配比比例進(jìn)行如下?lián)Q算：

瞬時(shí)精度=（瞬時(shí)配比比例-設(shè)定配比比例）/設(shè)定配比比例×100

即可確定出每個(gè)30秒的短周期內(nèi)的瞬時(shí)精度控制情況。

3結(jié)論

（1）采用以連續(xù)短周期內(nèi)的累積量代替每個(gè)時(shí)間點(diǎn)的瞬時(shí)流量，通過短周期內(nèi)累積量的比值作為瞬時(shí)比例，進(jìn)而確定出特殊過程瞬時(shí)精度的計(jì)算方法，不再要求瞬時(shí)流量信號間保持嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系，有效避免了計(jì)算時(shí)因瞬時(shí)流量信號存在對應(yīng)一致性的問題導(dǎo)致的瞬時(shí)精度不準(zhǔn)確。

（2）該計(jì)算方法在應(yīng)用中可快速準(zhǔn)確的識別特殊過程中存在的異常，為生產(chǎn)過程中的異常原因的查找和控制指標(biāo)的分析評價(jià)均提供了便利，有利于卷煙產(chǎn)品質(zhì)量的提升。

參考文獻(xiàn)

[1] 于宏曉，徐海濤，馬強(qiáng)，等. 電子鼻氣味指紋數(shù)據(jù)對煙絲加香質(zhì)量的評價(jià)[J]. 中國煙草科學(xué)，2010，31（9）.

[2] 段玲，陳建軍. 卷煙加香加料和混絲摻配工藝過程的穩(wěn)定度控制[J]. 鄭州輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2002，17（1）.

[3] 常明升. 基于PLC控制的混絲摻配系統(tǒng)的應(yīng)用[J]. 成組技術(shù)與生產(chǎn)現(xiàn)代化，2010，27（4）.

作者簡介：

李佳節(jié)（1986-），本科，助理工程師，主要研究方向?yàn)橹平z工藝。

俞仁浩（1983-），本科，工程師，主要研究方向?yàn)橹平z工藝。

張長勝（1974-），專科，技師，主要研究方向?yàn)樯a(chǎn)管理及制絲工藝。