滾筒式烘乾機的多參量控制系統的製作方法

2023-05-08 09:50:36 1

專利名稱：滾筒式烘乾機的多參量控制系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種滾筒式烘乾機的多參量控制系統。
背景技術：
滾筒式乾燥設備是多年來用於在捲菸、食品、材料、花卉等材料進行乾燥的重要設 備之一，由於滾筒式乾燥設備具有乾燥速度快、乾燥均勻等特點。使得其乾燥領域的應用越 來越多。如

圖1所示，滾筒式乾燥設備主要包括:物料出口、物料入口、連接所述物料出口 和物料入口的滾筒、與所述滾筒連接的蒸汽閥門、用於烘乾所述滾筒內物料的熱風機、及用 於控制所述滾筒旋轉的轉動電機。由此可見，滾筒式乾燥設備主要利用熱風機加熱蒸汽、空 氣，並將加熱後的空氣輸入滾筒，以蒸發物料中的水分，再由蒸汽閥門將水分排出。
為了能夠適應不同負荷的變化，目前的滾筒式乾燥設備的控制系統主要通過控制 熱空氣的流量或者控制熱空氣的溫度來適應物料中的水分變化。具體地，滾筒式乾燥設備 的控制系統，採用單迴路調節，依據出口物料的水分調整蒸汽的流量設定值或熱空氣溫度， 採用定流量控制的方法來恆定流量使得出口物料水分含量恆定。這類方法對於要求不高， 物料穩定，水分變化不大的物料基本可以滿足控制的要求。但對於物料水分變化大、流量不 穩定、反應時間較長的滾筒式烘乾機就不是很適應，如何對滾筒式烘乾機進行多個因素控 制、能適應不同變化的自動控制就成了一個新的課題。發明內容
鑑於以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在於提供一種滾筒式烘乾機的多參 量控制系統，用於解決現有技術中的烘乾機的控制系統不能適應多個烘乾條件同時變化的 問題。
為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種滾筒式烘乾機的多參量控制系 統，其中，所述滾筒式烘乾機包括物料出口、物料入口、連接所述物料出口和物料入口的滾 筒、與所述滾筒連接的蒸汽閥門、用於烘乾所述滾筒內物料的熱風機、及用於控制所述滾筒 旋轉的轉動電機，所述控制系統至少包括:採樣單元，用於採樣物料出口的水分測量值、物 料入口的水分測量值、熱風機的出風溫度測量值、滾筒內的蒸汽壓力測量值；與所述採樣 單元連接的蒸汽閥門控制單元，用於根據所採樣的物料入口的水分測量值進行物料在烘乾 過程中的控制滯後的補償預算，並根據所採樣的物料出口的水分測量值、滾筒內的壓力測 量值及所預算的結果來控制所述蒸汽閥門的開合度；與所述採樣單元連接的熱風機控制 單元，用於根據物料入口的水分值與所述熱風機的出風溫度設定值的預設的對應關係，確 定當前所採樣的物料入口的水分測量值所對應的熱風機的出風溫度設定值，並根據所確定 熱風機的出風溫度設定值與所採樣的熱風機的出風溫度測量值之差來控制所述熱風機中 的風門開關的運行；與所述採樣單元連接的轉動電機控制單元，用於根據物料出口的水分 值與所述轉動電機的轉速的預設的對應關係，確定當前所採樣的物料出口的水分測量值所 對應的轉動電機的轉速設定值，並根據所確定的轉速設定值來控制所述轉動電機當前的轉速。
優選地，所述蒸汽閥門控制單元包括:前置反饋模塊，用於利用公式Bias ( i )= (WT2-W0) *K來進行物料在烘乾過程中的控制滯後的補償預算，其中，WO為物料入口的水分初始值，WT2為根據所採樣的物料入口的水分測量值而預測的物料進入所述滾筒時的水分估計值，K為調整係數，Bias (i)為補償預算的結果。
優選地，所述蒸汽閥門控制單元還包括:與所述前置反饋模塊連接的串級控制模塊，用於根據公式
權利要求
1.一種滾筒式烘乾機的多參量控制系統，其中，所述滾筒式烘乾機包括物料出口、物料入口、連接所述物料出口和物料入口的滾筒、與所述滾筒連接的蒸汽閥門、用於烘乾所述滾筒內物料的熱風機、及用於控制所述滾筒旋轉的轉動電機，其特徵在於，所述控制系統至少包括:採樣單元，用於採樣物料出口的水分測量值、物料入口的水分測量值、熱風機的出風溫度測量值、滾筒內的蒸汽壓力測量值；與所述採樣單元連接的蒸汽閥門控制單元，用於根據所採樣的物料入口的水分測量值進行物料在烘乾過程中的控制滯後的補償預算，並根據所採樣的物料出口的水分測量值、 滾筒內的壓力測量值及所預算的結果來控制所述蒸汽閥門的開合度；與所述採樣單元連接的熱風機控制單元，用於根據物料入口的水分值與所述熱風機的出風溫度設定值的預設的對應關係，確定當前所採樣的物料入口的水分測量值所對應的熱風機的出風溫度設定值，並根據所確定熱風機的出風溫度設定值與所採樣的熱風機的出風溫度測量值之差來控制所述熱風機中的風門開關的運行；與所述採樣單元連接的轉動電機控制單元，用於根據物料出口的水分值與所述轉動電機的轉速的預設的對應關係，確定當前所採樣的物料出口的水分測量值所對應的轉動電機的轉速設定值，並根據所確定的轉速設定值來控制所述轉動電機當前的轉速。
2.根據權利要求1所述的滾筒式烘乾機的多參量控制系統，其特徵在於，所述蒸汽閥門控制單元包括:前置反饋模塊，用於利用公式Bias (i)= (WT2-W0)*K來進行物料在烘乾過程中的控制滯後的補償預算，其中，WO為物料入口的水分初始值，WT2為根據所採樣的物料入口的水分測量值而預測的物料進入所述滾筒時的水分估計值，K為調整係數，Bias (i)為補償預算的結果。
3.根據權利要求2所述的滾筒式烘乾機的多參量控制系統，其特徵在於，所述蒸汽閥門控制單元還包括:與所述前置反饋模塊連接的串級控制模塊，用於根據公式OP (i) = KpIe(i) + fe{t)dt + Tnm+ OP(1-1) + Bias 來得到出口水分的控制量,並 Tlmjat將所述控制量轉換成滾筒內的壓力設定值，並根據所述設定值與所採樣的滾筒內的壓力測量值之差來控制蒸汽閥門的開合度；其中，0P(i)為當前所輸出的控制值；e(t)為預設的物料出口的水分值與當前所採樣的物料出口的水分測量值之差；0P (1-1)為上一周期所輸出的控制值；Bias為所述前置反饋模塊輸出的補償預算的結果；KP(m)為比例係數；TI(m)為積分係數；TD(m)為微分係數， m為正整數。
4.根據權利要求3所述的滾筒式烘乾機的多參量控制系統，其特徵在於，所述串級控制模塊根據e(t)、(PV(i)-PV(1-l))分別與預設值的比較來選擇所述比例係數、積分係數和微分係數；其中，PV(i)為當前所採樣的物料出口的水分測量值，PV(1-l)為前一周期所採樣的物料出口的水分測量值。
5.根據權利要求4所述的滾筒式烘乾機的多參量控制系統，其特徵在於，所述串級控制模塊在確定e(t)>0.5且(PV(i)-PV(1-l) ) >0時，選擇第一組比例係數、積分係數和微分係數； 所述串級控制模塊在確定e(t) ( 0.5且(？￥(1)^^(1-1))>0時，選擇第二組比例係數、積分係數和微分係數； 所述串級控制模塊在確定e(t) ( 0.5且(？￥(1)^^(1-1))>0時，選擇第三組比例係數、積分係數和微分係數； 所述串級控制模塊在確定e(t) ^ 0.5且(PV(i)-PV(1-l) X O時，選擇第四組比例係數、積分係數和微分係數。
6.根據權利要求1所述的滾筒式烘乾機的多參量控制系統，其特徵在於，所述熱風機控制單元中預設的物料入口的水分值與出風溫度設定值的對應關係如公式
7.根據權利要求1所述的滾筒式烘乾機的多參量控制系統，其特徵在於，所述轉動電機控制單元中預設物料出口的水分值區間與所述轉動電機的轉速區間的對應關係如公式
8.根據權利要求1所述的滾筒式烘乾機的多參量控制系統，其特徵在於，所述採樣單元還用於採樣熱風機的出風速度測量值、物料入口的餵料速度測量值。
9.根據權利要求8所述的滾筒式烘乾機的多參量控制系統，其特徵在於，所述熱風機控制單元還用於根據預設的餵料速度區間與熱風機出風速度設定值的分段對應關係，來確定所採樣的餵料速度測量值所對應的出風速度設定值，並根據所確定的出風速度設定值與所採樣的出風速度測量值之差來控制所述熱風機的出風電機的轉速。
全文摘要
本發明提供一種滾筒式烘乾機的多參量控制系統。本發明中利用採樣單元採樣烘乾機中影響烘乾效果的各工作模塊的當前工作情況；由蒸汽閥門控制單元根據所採樣的物料入口的水分測量值進行物料在烘乾過程中的控制滯後的補償預算，並根據所採樣的物料出口的水分測量值、滾筒內的壓力測量值及所預算的結果來控制所述蒸汽閥門；由熱風機控制單元確定當前所採樣的物料入口的水分測量值所對應的熱風機的出風溫度設定值，並根據所確定的出風溫度設定值與所採樣的出風溫度測量值之差來控制所述熱風機；由轉動電機控制單元確定當前物料出口的水分測量值所對應的轉動電機的轉速設定值，並根據所確定的轉速設定值來控制所述轉動電機。
文檔編號F26B11/02GK103206842SQ20131011976
公開日2013年7月17日 申請日期2013年4月8日 優先權日2013年4月8日
發明者陸曉東, 金軍輝, 樊甲斌, 徐鶴兵, 於俊府, 宋成劍 申請人:上海菸草集團有限責任公司, 上海威士頓信息技術有限公司, 上海菸草集團太倉海煙菸草薄片有限公司