制絲加工特殊過程瞬時精度評價方法的優化

李佳節　俞仁浩　張長勝

摘要：為實現對制絲加工特殊過程瞬時精度進行更為準確的評價，通過采用以連續短周期內的累積量替代每個時間點的瞬時流量，對原瞬時精度的計算方法進行了優化，有效避免了原評價方法中流量信號間嚴格的對應要求。評價方法優化后，特殊過程瞬時精度評價結果的準確性得到了保證，同時也為生產過程中的監控和控制指標的分析評價均提供了便利。

關鍵詞：特殊過程；瞬時精度；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標準對特殊過程的定義為：對形成的產品是否合格不易或不能經濟地進行驗證的過程。根據此定義，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的異常，如加料、加香過程實際施加比例的波動，或者摻配過程摻配物實際配比比例的波動，均會對成品卷煙的感官質量產生直接的影響[1]。因此，在特殊過程的加工中，需要進行有效可行的評價。

目前行業內多采用以瞬時流量為參考值計算出特殊過程的瞬時精度，再對瞬時精度進行相應的統計分析與評價[2]。這種評價方法在理論上具有可行性，而在實際生產中加料、加香過程需要根據電子秤與進料口的分布位置，對施加動作設置一定的延時，進行瞬時精度的計算時需要保證延時后的電子稱流量信號與料液流量計信號嚴格的一一對應。摻配過程也同樣對信號的一一對應有嚴格的要求。

由于瞬時流量時刻處于變化狀態，一旦上述的對應關系出現偏差，將會使瞬時精度的計算結果產生較大的偏離，計算結果的準確性也就會存在疑問，不能有效的進行評價。本文試圖通過優化瞬時精度的計算方法，以消除瞬時流量信號間嚴格的對應要求，以達到對特殊過程的控制穩定性做出準確的評價。

1瞬時精度計算依據的改變

潤葉加料、摻配及加香此類特殊過程在生產控制過程中，流量計或配比稱普遍采用PID控制器對施加過程的瞬時流量進行跟蹤調節[3]。基于PID的調控模式決定了瞬時流量在修正過程中必然會產生正常的振蕩。同時，由于加料、加香過程的瞬時流量跟蹤和摻配過程的瞬時流量跟蹤均以前置的主稱信號作為基準，而物料經過主稱后并非立即開始特殊工序的加工，中間需要經過輔連設備的輸送，特殊工序進行加工的開始時間需要進行相應的延時操作，這就造成了流量計或配比稱在與主稱信號進行瞬時精度的計算時，還需要保證加工時間上的對應關系。以上問題給計算時瞬時流量的對應造成了較大的困難，瞬時精度的準確性無法保證。

1.1 建立以累積量代替瞬時流量的計算方法

以摻配過程為例對上述特殊過程的統計數據進行分析，實際配比比例始終在設定值上下的一定范圍內波動，而實際配比比例是通過累積量進行計算得出。

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

這種計算方法中每個數據采集點的數據取自于下位機實時的數據總體累積量，因此圖1中的配比比例趨勢反映的是每一時刻的總體累積配比比例。在控制過程始終平穩時，可以較為準確的反映出過程穩定性的變化，但如果過程中某一時間段摻配物流量不足，后續就會出現配比的追蹤補償過程，較長時間內累積配比比例都會偏低。而實際上在追蹤補償的過程中，真實的配比比例要大于配比比例的設定值。

圖2為摻配過程中出現了由堵料導致的摻配物流量中斷時，實際配比比例的波動情況。由圖2可見，圖中的配比比例在過程中出現了一定程度的下落，但從該圖中無法判斷出配比過程中摻配物是否出現了中斷，更無法判斷出摻配物中斷的時間。因此，這種基于實時數據總體累積量的計算方法存在一定的不足，無法清晰準確地反映出摻配過程中摻配物配比比例的實際變化情況，且精準度不高。

1.2 以連續短周期內的累積量替代總體累積量

為了準確反映出每30秒的數據采集時間段內摻配物的實際配比情況，這里采用對取自下位機的實時累積量進行二次計算的方法，將每個數據采集點的實時累積量數據與前一個數據采集點的數據相減，分別計算得出該30秒短周期內摻配物和摻配前葉絲主稱增加的累積量。以此為計算依據，可以計算出整個摻配過程的瞬時配比比例變化情況。配比比例計算公式如下：

瞬時配比比例=30秒內摻配物增加量/30秒內摻配前葉絲主稱增加的累積量

2計算方法優化后的瞬時精度在生產中的應用

計算方法優化后的瞬時配比比例趨勢如圖3所示。

由圖3可見，摻配過程中出現了短暫的摻配物流量中斷，中斷時間約為30秒。恢復正常后系統進行了自動追蹤補償，在幾分鐘內瞬時配比比例又恢復到正常控制水平。采用新計算方法后，通過觀察瞬時配比比例的趨勢圖即可便捷的推測出摻配過程中出現的異常狀況。

對圖3中的配比比例進行如下換算：

瞬時精度=（瞬時配比比例-設定配比比例）/設定配比比例×100

即可確定出每個30秒的短周期內的瞬時精度控制情況。

3結論

（1）采用以連續短周期內的累積量代替每個時間點的瞬時流量，通過短周期內累積量的比值作為瞬時比例，進而確定出特殊過程瞬時精度的計算方法，不再要求瞬時流量信號間保持嚴格的對應關系，有效避免了計算時因瞬時流量信號存在對應一致性的問題導致的瞬時精度不準確。

（2）該計算方法在應用中可快速準確的識別特殊過程中存在的異常，為生產過程中的異常原因的查找和控制指標的分析評價均提供了便利，有利于卷煙產品質量的提升。

參考文獻

[1] 于宏曉，徐海濤，馬強，等. 電子鼻氣味指紋數據對煙絲加香質量的評價[J]. 中國煙草科學，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定度控制[J]. 鄭州輕工業學院學報，2002，17（1）.

[3] 常明升. 基于PLC控制的混絲摻配系統的應用[J]. 成組技術與生產現代化，2010，27（4）.

作者簡介：

李佳節（1986-），本科，助理工程師，主要研究方向為制絲工藝。

俞仁浩（1983-），本科，工程師，主要研究方向為制絲工藝。

張長勝（1974-），專科，技師，主要研究方向為生產管理及制絲工藝。