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摘要：随着制丝生产过程自动化程度的提高，加工过程中物料流量波动的过滤对主机设备的稳定运行和工艺指标的有效保障起着至关重要的作用。本论文依托制丝线常见的电子皮带秤、计量管、光电管和皮带机的控制组合，摸索常见组合内各设备运行规律和相互影响，形成可连锁式调节参数的控制模式并进行固化，以成套的参数调节方式提高常见组合过滤物料流量波动的能力，基本达到通过物料恒流量的目标。
一、引言
在我厂新建制丝线待料运行时发现，物料流量波动对工艺指标和设备的连续稳定运行造成了较大影响。尤其是烘丝机出口流量波动直接造成掺配工序精度和比例超出工艺指标约定。经查阅发现，自动化生产模式下物料流量波动是各卷烟厂普遍存在的问题，也是影响工艺质量的关键性问题。本论文利用制丝线现有设备从控制模式入手，对控制过程和参数调整进行研究，利用一体化参数调节的控制模式尝试解决物料流量波动的问题。此处以我厂新建制丝线烘丝机后电子皮带秤（叶丝掺配主秤）为例，利用三组光电管对物料落入区域进行感应，调节入料端皮带机运行速度和电子皮带秤设定流量，力争达到过滤烘丝机带来的物料流量波动，基本实现出料流量恒定的目标。
二、研究的材料和方法
（一）主要材料简介
本次对叶丝掺配主秤出料流量恒定控制进行研究所用到的材料主要有：控制型电子皮带秤一台、计量管一个、对射式光电管三组、由变频器控制的皮带机一台。
（二）实验方法
本次实验主要应用皮带机在变频调速时，单位时间通过的物料流量不同可实现对物料的动态缓存。在电子皮带秤出料流量设置恒定的情况下，根据物料填充到计量管的位置不同，而对应调整进料皮带机运行频率。当物料填充到计量管的料多（少）区域时，说明单位时间通过物料较多（少），应减小（增加）皮带机运行频率，将多余物料动态存储在进料皮带机及计量管上;从而达到电子皮带秤出料流量基本恒定。
第一步将对射式光电管按照试验用途分为堵料位、高料位和低料位检测光电管，并安装在计量管的上、中、下位置，形成料多区域、正常区域、料少区域。
第二步观察物料填充的区域对进料皮带机进行对应调速。当物料落入正常区域时，将电子皮带秤运行频率记作A，跟踪系数（进料端皮带机与电子皮带秤运行频率的比值）记作X，则进料端皮带机的运行频率修正为AX。
当物料落入料多区域时，电子皮带秤运行频率为A，跟踪系数调整为X-0.2（此处0.2为固定值，代表进料皮带机频率调整的跃变值，此值越大则响应越迅速，但控制精度会降低），测量状态持续时间为F（物料持续填充于料多区域的时间），状态持续的反馈系数为Y（代表进料皮带机频率对状态持续时间的灵敏度），那么进料端皮带秤机的运行频率修正为A*（X-0.2-FY），即在料多状态下，会根据持续时间不断减小皮带机运行频率，料多状态越久则频率减小的会越多（此处考虑到皮带机运行频率过慢会导致前端工序出现堵料的情况，皮带机运行频率最低减少到8HZ）。
当物料落入料少区域时，电子皮带秤运行频率为A，跟踪系数调整为X+0.2，测量状态持续时间为L（物料持续填充于料少区域的时间），状态持续的反馈系数为Y，那么进料端皮带秤机的运行频率修正为A*（X+0.2+LY），即在料少状态下，会根据持续时间增加皮带机运行频率，料少状态越久则频率增加的会越多（因电机频率最大输出为50HZ，此处皮带机运行频率最大为50HZ）。
三、实验过程
第一步根据前端工序物料流量及对应水分，折算出通过叶丝掺配主秤物料流量并根据该数据来设定物料通过流量，此处以我厂新建制丝线待料测试牌号為例。前端工序设定物料流量为4300kg/h，对应水分约为21%，叶丝掺配主秤工序水分约为12.5%，对应流量约为3882kg/h（考虑到路径上的损耗和计量管的填充，此处电子皮带秤流量设定应略小于3882kg/h）。
第二步在带料测试时进行观察，对电子皮带秤设定流量和进料皮带机的跟踪系数、反馈系数等进行摸索。考虑烘丝机料头料尾的波动和异常堵料等原因，起始叶丝主秤流量设定为4000kg/h，根据实际过料情况及料头持续时间逐步往下调整。前期料少状态每多持续1分钟，电子秤设置流量下调100kg/h，调整到3882kg/h时进行观察，料少状态持续较久时下调10kg/h再进行观察。大约在5分钟后流量逐渐稳定，最终流量设定为3850kg/h。
在电子皮带秤出料流量达到且基本稳定在3850kg/h左右的情况下，优化跟踪系数x及反馈系数值。初始设置跟踪系数x为1，此时进料皮带机响应较快，物料较快填充到料多区域，随后逐步降低至0.5时发现皮带机频率调节过慢，且计量管长期处于缺料区域，随后按照每次调节0.1来不断修正，最后发现设置为0.8时，物料填充区域基本可稳定在正常区域。初始设置反馈系数Y为0.05时进料皮带机较为敏感，一旦出现物料填充处于非正常区域时，皮带机频率立刻进行调整。设置为0.015时，皮带机频率调整反应较为迟钝，随后按照每次调节0.002来进行修正，最后发现调整为0.025时皮带机频率响应即可以满足。
第三步将调整参数固化到控制程序内，在后期待料测试中将电子皮带秤初始设定流量为3850kg/h，跟踪系数及反馈系数等在出料流量波动可控的前提下不断优化。
四、实验结果与分析
（一）程序监控结果
通过编程器监控，物料落入高料位区域时，观察到进料端皮带机运行频率降低至20.55HZ，前端物料在入料皮带上动态缓存;在物料落入低料位位区域时，观察到进料端皮带机运行频率增高至44.81HZ，进口物料增加;处于正常料位区域时运行频率一般为37.22HZ。通过程序监测与预期结果一致。
（二）试验时带料运行结果
为便于查看试验结果，分别以彩虹图和趋势图的形式将试验前后叶丝掺配主秤的流量进行统计和分析。从彩虹图可以看出绝大多数物料波动已被过滤，且分别到达设置区域上下限后立即进行调整;通过趋势图可以看出，通过的物料流量稳定在了一个很小的区间。
（三）分析与总结
1实验结果分析和现象解释
通过程序监控结果和带料运行结果，可以看出该方法对过滤物料流量波动有较大作用。出料流量较控制程序未优化前小了很多，当物料来料较多时，通过降低进料端皮带机运行频率，减少物料进料速度，把多余物料在皮带机上动态缓存来实现出口物料流量基本恒定;当物料来料较少时，可通过提高进料端皮带机运行频率，增加物料进料速度，达到出口物料流量基本恒定。
2.实验结果与现有成果比对
该实验方法对比增加常用的缓存设备，将原有的固定化存储物料变为动态的物料存储，既达到了流量控制的目的又节约了投资成本。考虑到皮带机、计量管和电子秤是制丝生产线常用的设备组合，本控制模式可应用的范围较广、成本低且不受制于生产线内空间的约束，对各加工单元和整个生产线的流量稳定有较大的促进作用。
根据实验过程的猜想：1.利用大数据将全生产线设备运行频率进行监控，挖掘有用数据，寻找同一路径上可能的连锁控制和一体化参数调。
参考文献
[1]敖永东.烟草生产企业的自动化控制技术探讨[J].科技创新与应用，2015，8：13-14.
[2]王婧.浅析烟草生产企业的自动化控制技术[J].经营管理者，2016，8：233.
一、引言
在我厂新建制丝线待料运行时发现，物料流量波动对工艺指标和设备的连续稳定运行造成了较大影响。尤其是烘丝机出口流量波动直接造成掺配工序精度和比例超出工艺指标约定。经查阅发现，自动化生产模式下物料流量波动是各卷烟厂普遍存在的问题，也是影响工艺质量的关键性问题。本论文利用制丝线现有设备从控制模式入手，对控制过程和参数调整进行研究，利用一体化参数调节的控制模式尝试解决物料流量波动的问题。此处以我厂新建制丝线烘丝机后电子皮带秤（叶丝掺配主秤）为例，利用三组光电管对物料落入区域进行感应，调节入料端皮带机运行速度和电子皮带秤设定流量，力争达到过滤烘丝机带来的物料流量波动，基本实现出料流量恒定的目标。
二、研究的材料和方法
（一）主要材料简介
本次对叶丝掺配主秤出料流量恒定控制进行研究所用到的材料主要有：控制型电子皮带秤一台、计量管一个、对射式光电管三组、由变频器控制的皮带机一台。
（二）实验方法
本次实验主要应用皮带机在变频调速时，单位时间通过的物料流量不同可实现对物料的动态缓存。在电子皮带秤出料流量设置恒定的情况下，根据物料填充到计量管的位置不同，而对应调整进料皮带机运行频率。当物料填充到计量管的料多（少）区域时，说明单位时间通过物料较多（少），应减小（增加）皮带机运行频率，将多余物料动态存储在进料皮带机及计量管上;从而达到电子皮带秤出料流量基本恒定。
第一步将对射式光电管按照试验用途分为堵料位、高料位和低料位检测光电管，并安装在计量管的上、中、下位置，形成料多区域、正常区域、料少区域。
第二步观察物料填充的区域对进料皮带机进行对应调速。当物料落入正常区域时，将电子皮带秤运行频率记作A，跟踪系数（进料端皮带机与电子皮带秤运行频率的比值）记作X，则进料端皮带机的运行频率修正为AX。
当物料落入料多区域时，电子皮带秤运行频率为A，跟踪系数调整为X-0.2（此处0.2为固定值，代表进料皮带机频率调整的跃变值，此值越大则响应越迅速，但控制精度会降低），测量状态持续时间为F（物料持续填充于料多区域的时间），状态持续的反馈系数为Y（代表进料皮带机频率对状态持续时间的灵敏度），那么进料端皮带秤机的运行频率修正为A*（X-0.2-FY），即在料多状态下，会根据持续时间不断减小皮带机运行频率，料多状态越久则频率减小的会越多（此处考虑到皮带机运行频率过慢会导致前端工序出现堵料的情况，皮带机运行频率最低减少到8HZ）。
当物料落入料少区域时，电子皮带秤运行频率为A，跟踪系数调整为X+0.2，测量状态持续时间为L（物料持续填充于料少区域的时间），状态持续的反馈系数为Y，那么进料端皮带秤机的运行频率修正为A*（X+0.2+LY），即在料少状态下，会根据持续时间增加皮带机运行频率，料少状态越久则频率增加的会越多（因电机频率最大输出为50HZ，此处皮带机运行频率最大为50HZ）。
三、实验过程
第一步根据前端工序物料流量及对应水分，折算出通过叶丝掺配主秤物料流量并根据该数据来设定物料通过流量，此处以我厂新建制丝线待料测试牌号為例。前端工序设定物料流量为4300kg/h，对应水分约为21%，叶丝掺配主秤工序水分约为12.5%，对应流量约为3882kg/h（考虑到路径上的损耗和计量管的填充，此处电子皮带秤流量设定应略小于3882kg/h）。
第二步在带料测试时进行观察，对电子皮带秤设定流量和进料皮带机的跟踪系数、反馈系数等进行摸索。考虑烘丝机料头料尾的波动和异常堵料等原因，起始叶丝主秤流量设定为4000kg/h，根据实际过料情况及料头持续时间逐步往下调整。前期料少状态每多持续1分钟，电子秤设置流量下调100kg/h，调整到3882kg/h时进行观察，料少状态持续较久时下调10kg/h再进行观察。大约在5分钟后流量逐渐稳定，最终流量设定为3850kg/h。
在电子皮带秤出料流量达到且基本稳定在3850kg/h左右的情况下，优化跟踪系数x及反馈系数值。初始设置跟踪系数x为1，此时进料皮带机响应较快，物料较快填充到料多区域，随后逐步降低至0.5时发现皮带机频率调节过慢，且计量管长期处于缺料区域，随后按照每次调节0.1来不断修正，最后发现设置为0.8时，物料填充区域基本可稳定在正常区域。初始设置反馈系数Y为0.05时进料皮带机较为敏感，一旦出现物料填充处于非正常区域时，皮带机频率立刻进行调整。设置为0.015时，皮带机频率调整反应较为迟钝，随后按照每次调节0.002来进行修正，最后发现调整为0.025时皮带机频率响应即可以满足。
第三步将调整参数固化到控制程序内，在后期待料测试中将电子皮带秤初始设定流量为3850kg/h，跟踪系数及反馈系数等在出料流量波动可控的前提下不断优化。
四、实验结果与分析
（一）程序监控结果
通过编程器监控，物料落入高料位区域时，观察到进料端皮带机运行频率降低至20.55HZ，前端物料在入料皮带上动态缓存;在物料落入低料位位区域时，观察到进料端皮带机运行频率增高至44.81HZ，进口物料增加;处于正常料位区域时运行频率一般为37.22HZ。通过程序监测与预期结果一致。
（二）试验时带料运行结果
为便于查看试验结果，分别以彩虹图和趋势图的形式将试验前后叶丝掺配主秤的流量进行统计和分析。从彩虹图可以看出绝大多数物料波动已被过滤，且分别到达设置区域上下限后立即进行调整;通过趋势图可以看出，通过的物料流量稳定在了一个很小的区间。
（三）分析与总结
1实验结果分析和现象解释
通过程序监控结果和带料运行结果，可以看出该方法对过滤物料流量波动有较大作用。出料流量较控制程序未优化前小了很多，当物料来料较多时，通过降低进料端皮带机运行频率，减少物料进料速度，把多余物料在皮带机上动态缓存来实现出口物料流量基本恒定;当物料来料较少时，可通过提高进料端皮带机运行频率，增加物料进料速度，达到出口物料流量基本恒定。
2.实验结果与现有成果比对
该实验方法对比增加常用的缓存设备，将原有的固定化存储物料变为动态的物料存储，既达到了流量控制的目的又节约了投资成本。考虑到皮带机、计量管和电子秤是制丝生产线常用的设备组合，本控制模式可应用的范围较广、成本低且不受制于生产线内空间的约束，对各加工单元和整个生产线的流量稳定有较大的促进作用。
根据实验过程的猜想：1.利用大数据将全生产线设备运行频率进行监控，挖掘有用数据，寻找同一路径上可能的连锁控制和一体化参数调。
参考文献
[1]敖永东.烟草生产企业的自动化控制技术探讨[J].科技创新与应用，2015，8：13-14.
[2]王婧.浅析烟草生产企业的自动化控制技术[J].经营管理者，2016，8：233.