基于電氣自動化的卷煙工藝參數(shù)優(yōu)化分析

夏鴻霞 梅琳

河北張家口卷煙廠有限責(zé)任公司 河北張家口 075000

1 基于電氣自動化的卷煙工藝參數(shù)優(yōu)化方法

1.1 煙梗提取的自動化

采用人工選取卷煙工藝樣本的方法，使用電氣自動換樣品采集裝置，實現(xiàn)樣品的隨機(jī)采樣，提取關(guān)于卷煙工藝的相關(guān)參數(shù)。提取卷煙工藝參數(shù)時應(yīng)將煙梗自動采樣設(shè)備作為采樣的基礎(chǔ)，使用一種能夠自動取樣的電氣設(shè)備，按照卷煙企業(yè)的煙梗自動采樣要求，經(jīng)過自動隨機(jī)采樣、參數(shù)正交提取、參數(shù)誤差最小選擇優(yōu)化、參數(shù)關(guān)聯(lián)挖掘，實現(xiàn)全局卷煙工藝參數(shù)的優(yōu)化處理。合理設(shè)置采樣時間，采樣后自動關(guān)閉裝置，應(yīng)用ZJ116收撿裝置實現(xiàn)在線自動收撿。應(yīng)用低頻采樣始發(fā)信號，高頻出發(fā)開啟或關(guān)閉計時器，參數(shù)需要提前設(shè)置，對氣缸取樣閥門進(jìn)行參數(shù)取樣，經(jīng)過發(fā)送信號、信號變頻、開始取樣、打開閥門、取樣、關(guān)閉閥門的程序，完成整個卷煙工藝參數(shù)取樣工作[1]。

1.2 卷煙工藝數(shù)據(jù)指標(biāo)的提取

在優(yōu)化卷煙工藝參數(shù)時，應(yīng)以卷煙工藝各項指標(biāo)為依據(jù)，對煙廠卷煙工藝的浸泡煙梗、螺旋蒸梗工序提取指標(biāo)參數(shù)，這些參數(shù)將會對卷煙工藝的整絲率產(chǎn)生重要影響。相關(guān)參數(shù)包含浸泡煙梗時水槽溫度、蒸梗時的溫度、蒸梗時的含水量，為優(yōu)化煙梗溫度與含水量等參數(shù)，可以將螺旋蒸梗和浸泡煙梗的水槽出口含水量控制在12.8%左右，上下偏差范圍在0.5%，應(yīng)用梗絲膨脹工序，對梗絲整絲率進(jìn)行考察。指標(biāo)數(shù)值越大，說明卷煙工藝參數(shù)提取的內(nèi)外環(huán)境越理想。蒸梗溫度為90℃時，浸泡煙梗水槽水溫為40℃，此時蒸梗含水率為32%；蒸梗溫度為94℃時，浸泡煙梗水槽水溫為45℃，此時蒸梗含水率為35%；蒸梗溫度為98℃時，浸泡煙梗水槽水溫為50℃，此時蒸梗含水率為38%。

所有參數(shù)采集過程中，對隨機(jī)抽取的參數(shù)加以整理，得出以下參數(shù)提取結(jié)果：樣本1號蒸梗溫度90℃，浸泡煙梗水槽水溫40℃，蒸梗含水率32%，提取結(jié)果86%；樣本2號蒸梗溫度94℃，浸泡煙梗水槽水溫40℃，蒸梗含水率35%，提取結(jié)果85%；樣本3號蒸梗溫度90℃，浸泡煙梗水槽水溫45℃，蒸梗含水率35%，提取結(jié)果86%；樣本4號蒸梗溫度94℃，浸泡煙梗水槽水溫45℃，蒸梗含水率38%，提取結(jié)果86%。經(jīng)過誤差分析與校正，相關(guān)參數(shù)結(jié)果為樣本1號提取結(jié)果為83.78%；樣本2號提取結(jié)果為84.54%；樣本3號參數(shù)提取結(jié)果為82.04%，樣本4號參數(shù)提取結(jié)果為84.88%。經(jīng)對比，校正后的卷煙工藝參數(shù)誤差更小，計算結(jié)果更加精確化[2]。

1.3 卷煙工藝參數(shù)關(guān)聯(lián)挖掘優(yōu)化分析

應(yīng)用參數(shù)關(guān)聯(lián)挖掘技術(shù)，在海量數(shù)據(jù)中尋找數(shù)據(jù)間的內(nèi)在聯(lián)系，找出其中的關(guān)系和規(guī)則。這是一種依靠開發(fā)信息資源而形成的數(shù)據(jù)處理方法，能夠?qū)φ`差度進(jìn)行選擇優(yōu)化，得到的參數(shù)可用于卷煙工藝參數(shù)的全局優(yōu)化。建立關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)為基礎(chǔ)的資源數(shù)據(jù)庫，應(yīng)用卷煙工藝參數(shù)推理系統(tǒng)，使用語義匹配與關(guān)聯(lián)規(guī)則，尋找最優(yōu)卷煙工藝參數(shù)組合。通過對數(shù)據(jù)庫內(nèi)各個卷煙工藝參數(shù)的相似度計算與歸納總結(jié)，能夠找出工藝參數(shù)間的規(guī)則變化關(guān)系，從而提取最優(yōu)參數(shù)組合。抽取600個樣本，根據(jù)樣本測參數(shù)的實際優(yōu)化情況，了解測試結(jié)果，應(yīng)用優(yōu)化工藝參數(shù)組合方法后，卷煙工藝參數(shù)優(yōu)化可達(dá)2-2.5.選取樣本進(jìn)行卷煙整絲率的測試，在原材料、人工、機(jī)械不變的狀態(tài)下，采用喜歡同參數(shù)和優(yōu)化后參數(shù)，對樣本整絲率、含水率進(jìn)行檢測。經(jīng)過實驗證明了卷煙過程中采用這種工藝參數(shù)優(yōu)化方法十分有效。

2 電氣自動化技術(shù)在卷煙工藝中的有效應(yīng)用

分析當(dāng)前卷煙工藝中電氣自動化技術(shù)的實踐應(yīng)用，煙草生產(chǎn)時引入計算機(jī)集成制造系統(tǒng)，使用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行原料加工、輔料配送、性能檢測以及數(shù)據(jù)處理等工作，實現(xiàn)卷煙生產(chǎn)的自動化。在煙葉初烤與復(fù)烤階段，應(yīng)用煙葉烘烤自動供熱排濕系統(tǒng)，實現(xiàn)對煙葉烤制溫度與送風(fēng)的科學(xué)監(jiān)測與控制，選擇適宜的烘烤程度與烘烤時間。在煙葉發(fā)酵階段，采用計算機(jī)集散控制技術(shù)，在工控機(jī)、智能調(diào)節(jié)器的作用下，監(jiān)測并控制發(fā)酵溫度與空氣濕度，加強(qiáng)對發(fā)酵時間的有效管理，從而達(dá)到精確控制升溫、降溫、保溫的效果，提升煙葉發(fā)酵質(zhì)量。在制絲階段，卷煙工藝需要經(jīng)過切片切絲、加香加料等過程，采用電氣自動化技術(shù)可拉近前后工序的承接關(guān)系。比如采用自動化控制平臺建立制絲集成系統(tǒng)，其中包含設(shè)備自動化控制系統(tǒng)、監(jiān)控中心、生產(chǎn)管理系統(tǒng)，完成對煙草生產(chǎn)的數(shù)據(jù)自動化采集與分析。在卷接包階段，應(yīng)用電氣自動化控制系統(tǒng)集成風(fēng)力送絲、煙支存儲、條煙提升與運輸?shù)拳h(huán)節(jié)，從而提高卷煙工藝水平。采用卷接包集成控制系統(tǒng)，對卷接包工藝段、條煙和成品輸送段加以監(jiān)控，做好卷煙生產(chǎn)管理和集中監(jiān)控，加強(qiáng)對機(jī)械設(shè)備的有效控制，從而實現(xiàn)卷煙工藝參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計。在應(yīng)用自動化集成控制系統(tǒng)的同時，還應(yīng)采用優(yōu)化后的卷煙工藝參數(shù)組合，實現(xiàn)工藝參數(shù)的優(yōu)化，提高卷煙生產(chǎn)效率[3]。

3 結(jié)語

總而言之，經(jīng)過多方比較分析，本文提出了以電氣自動化為基礎(chǔ)的煙草卷煙工藝參數(shù)優(yōu)化的方法研究，利用電氣自動化技術(shù)進(jìn)行樣本的自動選取，通過誤差校正對數(shù)據(jù)展開誤差最小選擇，再利用關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)完成全局工藝參數(shù)的尋優(yōu)，從而達(dá)到參數(shù)優(yōu)化的目的。在接下來的發(fā)展中，企業(yè)還會加大對自動化系統(tǒng)的應(yīng)用力度，從而發(fā)揮卷煙工藝技術(shù)的數(shù)據(jù)支持作用優(yōu)勢。