Способ кондиционирования влажности табачного материала

Изобретение относится к способу кондиционирования влажности табачного материала, в котором табачный материал и пар подают во внутреннее пространство ротора для регулирования влажности табачного материала, когда табачный материал проходит через внутреннее пространство ротора, включающий: процесс определения температуры выходного материала для табачного материала, только что выгруженного из выпускного отверстия ротора, в то время как пар подается во внутреннее пространство ротора с расходом подачи; процесс, в котором получают первую девиацию между целевой температурой табачного материала в выходном отверстии ротора и температурой выходного материала; и основной процесс управления, в котором регулируют расход подачи на основе эталонного расхода пара в соответствии с первой девиацией, причем основной процесс управления включает: выбор области управления, соответствующей первой девиации, из множества областей управления, разграниченных согласно величине и положительности/отрицательности первой девиации, и регулирование расхода подачи пара в соответствии с процедурой управления выбранной области управления. Технический результат заключается в обеспечении влагосодержания табачного материала для придания ему требуемой гибкости. 8 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

Область техники

[0001] Настоящее изобретение относится к способу кондиционирования влажности, подходящему для кондиционирования по содержанию влаги такого табачного материала, как листовой табак.

Уровень техники

[0002] Обработка листового табака в качестве табачного материала включает процесс кондиционирования влажности увеличения влагосодержания листового табака. Процесс кондиционирования влажности является важным процессом, посредством которого листу табака придается гибкость перед удалением черешков из листового табака.

Способ кондиционирования влажности, в котором выполняется вышеупомянутый процесс кондиционирования влажности, раскрыт, например, в патентном документе 1, идентифицированном ниже. Способ кондиционирования влажности из патентного документа 1 включает измерение первоначального влагосодержания, первоначальной температуры и скорости подачи листового табака во впускном отверстии машины кондиционирования влажности, а также влагосодержание и температуры обрабатываемого листового табака в выпускном отверстии машины кондиционирования влажности, и управление объемами воды и пара, которые должны подаваться к листовому табаку, на основе результатов измерений, чтобы регулировать влагосодержание и температуру обрабатываемого листового табака до соответствующих целевых значений.

Список публикаций

Патентные публикации

[0003] Патентный документ 1. Патент Японии № S63-62185 (JP 1988-62185 B2)

Сущность изобретения

Техническая проблема

[0004] Согласно способу кондиционирования влажности, раскрытому в патентном документе 1, влагосодержание обрабатываемого листового табака может регулироваться до целевого значения, но необходимо, чтобы влагосодержание листового табака измерялось в каждом из впускного и выпускного отверстия машины кондиционирования влажности. Учитывая, что целью кондиционирования влажности является придание гибкости листовому табаку, управление объемом пара, применяемого в способе кондиционирования влажности патентного документа 1, является более сложным, чем необходимо.

[0005] Задача настоящего изобретения состоит в создании способа кондиционирования влажности, посредством которого влагосодержание табачного материала может быть увеличено простым образом, чтобы придавать требуемую гибкость табачному материалу.

Решение проблемы

[0006] Вышеупомянутая задача решается способом кондиционирования влажности табачного материала по изобретению. В способе кондиционирования влажности по изобретению внимание направлено на температуру обрабатываемого табачного материала на стороне выпускного отверстия, или температуру выходного материала, и объем подачи пара управляется так, чтобы поддерживать температуру выходного материала в целевой температуре.

[0007] В частности, настоящее изобретение предоставляет способ кондиционирования влажности, в котором табачный материал и пар подают во внутреннее пространство ротора, чтобы регулировать влажность табачного материала, пока табачный материал проходит через внутреннее пространство ротора, включающий:

процесс определения температуры выходного материала для табачного материала, только что выгруженного из выпускного отверстия ротора, в то время как пар подается во внутреннее пространство ротора с расходом подачи;

процесс получения первой девиации между целевой температурой табачного материала в выпускном отверстии ротора и температурой выходного материала; и

основной процесс управления для управления расходом подачи пара на основе эталонного расхода пара в соответствии с первой девиацией,

при этом основной процесс управления включает:

выбор области управления, соответствующей первой девиации, из множества областей управления, разграниченных согласно величине и положительности/отрицательности первой девиации, и

управление расходом подачи пара в соответствии с процедурой управления выбранной области управления.

[0008] Согласно вышеописанному способу кондиционирования влажности, во время кондиционирования влажности табачного материала, температура выходного материала для табачного материала измеряется, и расход пара, подаваемого во внутреннее пространство ротора, управляется на основе эталонного расхода с тем, чтобы делать температуру выходного материала равной целевой температуре. Таким образом, влагосодержание табачного материала может быть легко увеличено посредством регулирования температуры выходного материала для обрабатываемого табачного материала до целевой температуры.

[0009] В частности, основной процесс управления включает:

нейтральную область, которую выбирают, когда первая девиация находится между положительным первым пороговым значением и отрицательным вторым пороговым значением, и в которой расход подачи поддерживается равным эталонному расходу,

область управления с положительной кубической функцией, которую выбирают, когда первая девиация больше первого порогового значения и меньше или равна положительному третьему пороговому значению больше первого порогового значения, и в которой расход подачи уменьшается с эталонного расхода в соответствии с корректирующим расходом, вычисленным согласно кубической функции первой девиации, и

область управления с отрицательной кубической функцией, которую выбирают, когда первая девиация больше по величине, чем отрицательное второе пороговое значение, и меньше или равна по величине отрицательному четвертому пороговому значению больше второго порогового значения, и в которой расход подачи увеличивается с эталонного расхода в соответствии с корректирующим расходом, вычисленным согласно кубической функции первой девиации.

[0010] Когда области управления основного процесса управления включают области управления с положительной и отрицательной кубической функцией, области управления с кубической функцией эффективно служат для того, чтобы быстро компенсировать мгновенное изменение в температуре выходного материала.

[0011] Предпочтительно, основной процесс управления дополнительно включает:

область управления с положительной линейной функцией, которую выбирают, когда первая девиация больше положительного третьего порогового значения и меньше или равна положительному пятому пороговому значению больше третьего порогового значения, и в которой расход подачи уменьшается с эталонного расхода в соответствии с корректирующим расходом, вычисленным согласно линейной функции первой девиации, и

область управления с отрицательной линейной функцией, которую выбирают, когда первая девиация больше по величине, чем отрицательное четвертое пороговое значение, и меньше или равна по величине отрицательному шестому пороговому значению, большему по величине, чем четвертое пороговое значение, и в которой расход подачи увеличивается с эталонного расхода в соответствии с корректирующим расходом, вычисленным согласно линейной функции первой девиации.

[0012] Когда основной процесс управления включает области управления с положительной и отрицательной линейной функцией в качестве своих областей управления, области управления с линейной функцией, каждая, служат, чтобы увеличивать и уменьшать расход подачи в соответствии с корректирующим расходом, пропорциональным первой девиации, так что температура выходного материала может быть быстро возвращена к целевой температуре без резкого изменения расхода подачи.

[0013] Дополнительно, основной процесс управления предпочтительно включает:

область управления с положительным фиксированным значением, которую выбирают, когда первая девиация больше положительного пятого порогового значения, и в которой расход подачи фиксирован в нижнем предельном расходе, и

область управления с отрицательным фиксированным значением, которую выбирают, когда первая девиация больше по величине отрицательного шестого порогового значения, и в которой расход подачи фиксирован в верхнем предельном расходе.

Области управления с положительным и отрицательным фиксированным значением служат, чтобы предотвращать чрезмерное уменьшение и увеличение расхода подачи.

[0014] Кроме того, способ кондиционирования влажности настоящего изобретения может дополнительно включать вспомогательный процесс управления параллельно с основным процессом управления. Вспомогательный процесс управления включает область управления сбросом эталонного расхода, повторяющуюся на периодической основе, и область управления сбросом включает сброс эталонного расхода в соответствии со средним значением первой девиации в фиксированном периоде.

Такое управление с обратной связью служит, чтобы уменьшать неблагоприятное влияние, оказываемое на основной процесс управления непрерывным изменением температуры выходного материала, таким образом, стабилизируя управление температурой выходного материала посредством основного процесса управления.

[0015] Предпочтительно, способ кондиционирования влажности настоящего изобретения может дополнительно включать процесс управления запуском, выполняемым перед основным процессом управления. Процесс управления запуском включает подачу пара во внутреннее пространство ротора с расходом подачи пара, установленным равным расходу при запуске, более высокому, чем эталонный расход.

[0016] Выполнение процесса управления запуском прекращается, когда первая девиация становится меньше или равной седьмому пороговому значению, или когда вторая девиация между целевой температурой и температурой пара в выпускном отверстии ротора становится меньше или равной восьмому пороговому значению, или когда предварительно определенный период запуска проходит от начала процесса управления запуском.

[0017] Кроме того, способ кондиционирования влажности настоящего изобретения может дополнительно включать процесс управления переключением, выполняемый после процесса управления запуском и перед основным процессом управления. Процесс управления переключением включает выбор области управления переключением, соответствующей первой девиации, из множества областей управления переключением, разграниченных согласно величине и положительности/отрицательности первой девиации, и управление расходом подачи пара в соответствии с процедурой управления выбранной области управления переключением.

Вышеупомянутый способ кондиционирования влажности настоящего изобретения подходит для кондиционирования влажности листового табака в качестве табачного материала.

Технические результаты изобретения

[0018] Способ кондиционирования влажности табачного материала по изобретению требует управлять только расходом подачи пара на основе первой девиации между температурой выходного материала для табачного материала и целевой температурой, и, следовательно, температура выходного материала для табачного материала может легко регулироваться до целевой температуры. В результате, обрабатываемый табачный материал содержит достаточный объем влаги.

Краткое описание чертежей

[0019] Фиг. 1 - блок-схема машины кондиционирования влажности для осуществления способа кондиционирования влажности настоящего изобретения.

Фиг. 2 - блок-схема, показывающая функции контроллера кондиционирования влажности машины по Фиг. 1.

Фиг. 3 - график, показывающий изменения температуры выходного материала для табачного материала и температуры выпускаемого пара во время процесса управления запуском.

Фиг. 4 - график, показывающий множество областей управления, включенных в управление переключением.

Фиг. 5 - график, показывающий момент завершения управления переключением.

Фиг. 6 - график, показывающий множество областей управления, включенных в FF-управление.

Фиг. 7 - график, показывающий FB-управление, выполняемое параллельно с FF-управлением.

Фиг. 8 - иллюстрирует семплирование девиации между целевой температурой и температурой выходного материала, и вычисление средней девиации для FB-управления.

Подробное описание вариантов выполнения

[0020] Перед пояснением способа кондиционирования влажности табачного материала по изобретению машина кондиционирования влажности для осуществления способа кондиционирования влажности будет кратко описана ниже со ссылкой на Фиг. 1.

Машина кондиционирования влажности оснащена цилиндрическим полым ротором 10. Ротор 10 имеет впускное отверстие 12 для материала для приема листового табака в качестве табачного материала (далее называемого кратко «материалом») и выпускное отверстие 14 для материала для выгрузки материала, который подвергся регулированию влажности. Материал является смесью множества видов листового табака, и смесь используется в производстве сигарет конкретной марки.

[0021] Ротор 10 может вращаться в одном направлении. Когда ротор 10 вращается, материал, подаваемый в ротор 10 через впускное отверстие 12 для материала, переносится в роторе 10 по направлению к выпускному отверстию 14 для материала, и в процессе переноса регулирование влажности материала выполняется с помощью пара, более конкретно, водяного пара, подаваемого во внутреннее пространство ротора 10. Обрабатываемый материал выгружается из выпускного отверстия 14 для материала на линию транспортировки и затем транспортируется по линии транспортировки к следующей станции обработки (не показана).

[0022] Машина кондиционирования влажности дополнительно снабжена трубопроводом 16 подачи пара для подачи пара в ротор 10, и подающий трубопровод 16 включает внутреннее пространство ротора 10 как свою часть. В частности, подающий трубопровод 16 имеет впускное отверстие 18 для пара и выпускное отверстие 20 для пара, оба открывающиеся в ротор 10. Впускное отверстие 18 для пара расположено на той же стороне, что и впускное отверстие 12 для материала, а выпускное отверстие 20 для пара расположено с той же стороны, что и выпускное отверстие 14 для материала.

[0023] Подающий трубопровод 16 имеет входную секцию, протягивающуюся от источника подачи пара, более конкретно, бойлерного помещения, до впускного отверстия 18 для пара ротора 10, и выходную секцию, протягивающуюся от выпускного отверстия 20 для пара ротора 10. Входная секция подающего трубопровода 16 имеет регулятор 22 расхода пара диафрагменного типа и расходомер 24 пара, размещенный в ней, а выходная секция подающего трубопровода 16 открыта в атмосферу на своем конце.

[0024] Регулятор 22 расхода пара и расходомер 24 пара электрически соединены с арифметическим блоком 26. Арифметический блок 26 снабжается целевым значением Qo расхода пара, который должен подаваться во внутреннее пространство ротора 10, и фактическим расходом Qa пара, измеренным посредством расходомера 24 пара, и управляет работой регулятора 22 расхода пара так, что фактический расход Qa пара может становиться равным целевому значению Qo.

[0025] Температурный датчик 28 размещен в выпускном отверстии 14 для материала и измеряет температуру Ta выходного материала для материала, выгруженного из ротора 10. Также, температурный датчик 30 размещается в выходной секции подающего трубопровода 16 и измеряет температуру Ts на выходе пара, выпускаемого из ротора 10.

Температура Ta выходного материала и температура Ts выпускаемого пара предоставляются в качестве электрических сигналов арифметическому блоку 32, который затем вычисляет целевое значение Qo расхода пара на основе температуры Ta выходного материала, температуры Ts выпускаемого пара и различных настроечных значений и предоставляет целевое значение Qo арифметическому блоку 26. Настроечные значения включают значения, характерные для марки, для которой используется материал, емкость ротора 10 и т.д.

[0026] Как ясно из Фиг. 2, арифметический блок 32 выполняет процесс управления запуском, процесс управления переключением и процесс каскадного управления совместно с арифметическим блоком 26. В последующем, процессы управления будут пояснены подробно.

Процесс управления запуском

Когда вышеупомянутая машина кондиционирования влажности приводится в действие, т.е., когда материал подается в ротор 10, арифметический блок 32 задает целевое значение Qo расхода пара (расход подачи, с которой пар подается в ротор 10), равное расходу Qst (кг/ч) при запуске и предоставляет расход Qst при запуске арифметическому блоку 26. Расход Qst при запуске является совершенно определенным значением, определенным на основе настроечных значений, упомянутых выше. Соответственно, во время выполнения процесса управления запуском, фактический расход Qa пара регулируется до расхода Qst при запуске.

[0027] Процесс управления запуском заканчивается, когда удовлетворяется любое одно из следующих трех условий 1-3 перехода.

Условие 1 перехода: Девиация Δt' (=To-Ts) между целевой температурой To материала в выпускном отверстии 14 для материала и температурой Ts выпускаемого пара меньше или равна пороговому значению Th_a.

Условие 2 перехода: Девиация Δt (=To-Ta) между целевой температурой To материала и температурой Ta выходного материала меньше или равна пороговому значению Th_b.

Условие 3 перехода: Время, прошедшее от начала процесса управления запуском, достигает T1.

[0028] Целевая температура To является совершенно определенным значением, заданным в соответствии с маркой, для которой используется материал, а пороговые значения Th_a и Th_b являются, например, 2°C и 5°C, соответственно.

Как ясно из Фиг. 3, температура Ts выпускаемого пара обычно имеет тенденцию расти быстрее, чем температура Ta выходного материала, и, следовательно, применяя условие 1 перехода в дополнение к условию 2 перехода, возможно быстро завершать процесс управления запуском. Условие 3 перехода служит для предотвращения нежелательного продления продолжительности процесса управления запуском.

[0029] Когда любое одно из условий 1-3 перехода удовлетворяется, арифметический блок 32 завершает процесс управления запуском и затем выполняет процесс управления переключением, описанный ниже.

Процесс управления переключением

Сначала, арифметический блок 32 изменяет целевое значение Qo расхода пара с расхода Qst при запуске на эталонный расход Qb. Эталонный расход Qb меньше, чем расход Qst при запуске, и является совершенно определенным значением, определенным на основе вышеупомянутых настроечных значений, аналогично расходу Qst при запуске.

[0030] Арифметический блок 32 включает карту управления для управления переключением, такую как иллюстрированная на Фиг. 4. Карта управления имеет множество областей управления, разграниченных согласно величине и положительности/отрицательности вышеупомянутой девиации Δt. В частности, карта управления имеет нейтральную область R1, области R2 и R3 управления с положительной и отрицательной кубической функцией, определенные по обеим сторонам нейтральной области R1, и области R4 и R5 управления с положительным и отрицательным фиксированным значением, определенные снаружи соответствующих областей R2 и R3 управления с кубической функцией.

[0031] Когда девиация Δt удовлетворяет соотношению, указанному посредством следующего выражения, выбирается нейтральная область R1.

-Th_d≤Δt≤Th_c

Как ясно из Фиг. 4, пороговые значения Th_c и -Th_d являются положительным и отрицательным небольшими значениями, соответственно, меньшими или равными по величине 1°C. Пороговое значение Th_c может быть равно |-Th_d|.

Когда выбирается нейтральная область R1, девиация Δt является небольшой, и, соответственно, арифметический блок 32 поддерживает целевое значение Qo расхода пара, равным эталонному расходу Qb. Таким образом, в нейтральной области R1, фактический расход подачи Qa регулируется до эталонного расхода Qb.

[0032] Когда девиация Δt удовлетворяет соотношению, указанному посредством следующего выражения, выбирается область R2 с положительной кубической функцией.

Th_c<Δt≤Th_e

Пороговое значение Th_e является положительным значением (например, 4°C), большим, чем пороговое значение Th_c.

Когда выбирается область R2 управления с кубической функцией, арифметический блок 32 вычисляет положительный корректирующий расход C1 согласно кубической функции F1[(a1×Δt)³] девиации Δt. В формуле a1, представляет коэффициент. Затем, арифметический блок 32 изменяет целевое значение Qo расхода пара на расход подачи Qc1 (=Qb-C1), полученный посредством отражения корректирующего расхода C1 в эталонном расходе Qb. Следовательно, в области R2 управления с кубической функцией, фактический расход подачи Qa регулируется до расхода подачи Qc1.

[0033] Поскольку корректирующий расход C1 вычисляется на основе кубической функции F1 девиации Δt, он увеличивается вдоль кубической кривой с увеличением девиации Δt. Таким образом, когда девиация Δt является небольшой, расход подачи Qc1 не настолько значительно меньше эталонного расхода Qb, но когда девиация Δt становится больше и больше, расход подачи Qc1 становится гораздо меньше эталонного расхода Qb. В результате, температура Ta выходного материала эффективно снижается согласно величине девиации Δt к целевой температуре To.

[0034] С другой стороны, когда девиация Δt удовлетворяет соотношению, указанному следующим выражением, выбирается область R3 управления с отрицательной кубической функцией.

-Th_f≤Δt<-Th_d

Пороговое значение -Th_f является отрицательным значением (например, около -3,2°C), большим, чем пороговое значение -Th_d.

Когда выбирается область R3 управления с кубической функцией, арифметический блок 32 вычисляет корректирующий расход C2 согласно кубической функции F2[(a2×Δt)³] девиации Δt. В формуле a2 представляет коэффициент.

[0035] В этом случае, арифметический блок 32 изменяет целевое значение Qo расхода пара на расход подачи Qc2 (=Qb-C2), полученный посредством отражения корректирующего расхода C2 в эталонном расходе Qb. Поскольку девиация Δt в этом случае является отрицательной, корректирующий расход C2, вычисленный согласно кубической функции F2 девиации Δt, также предполагает отрицательное значение. В области R3 управления с кубической функцией, следовательно, расход подачи Qc2, т.е., фактический расход Qa пара, эффективно увеличивается согласно величине девиации Δt, с результатом в том, что температура Ta выходного материала быстро растет по направлению к целевой температуре To.

Таким образом, кубическая функция не только полезна в эффективном изменении температуры Ta выходного материала по направлению к целевой температуре To, но также содействует управлению положительностью/отрицательностью девиации Δt в вычислении корректирующих расходов C1 и C2.

[0036] Дополнительно, когда девиация Δt удовлетворяет соотношению, указанному следующим выражением, выбирается область R4 управления с фиксированным значением.

Th_e<Δt

В этом случае, арифметический блок 32 вычисляет, в качестве целевого значения Qo расхода пара, расход подачи Qc3 согласно уравнению ниже.

Qc3=Qb-C3 (=F1[(a1Th_e)³])

Следовательно, в области R4 управления с фиксированным значением, фактический расход Qa пара регулируется до расхода подачи Qc3.

[0037] Поскольку корректирующий расход C3 является положительным значением, расход подачи Qc3 фиксируется в минимальном значении, и с расходом подачи Qc3, заданным таким образом, температура Ta выходного материала снижается по направлению к целевой температуре To.

С другой стороны, когда девиация Δt удовлетворяет соотношению, указанному следующим выражением, выбирается область R5 управления с отрицательным фиксированным значением.

Δt<-Th_f

В этом случае, арифметический блок 32 вычисляет, в качестве целевого значения Qo расхода пара, расход подачи Qc4 согласно уравнению ниже.

Qc4=Qb-C4 (=F2[a2×(-Th_f)³])

Поскольку корректирующий расход C4 является отрицательным значением, расход подачи Qc4 фиксируется в максимальном значении. Соответственно, в области R5 управления с фиксированным значением фактический расход Qa пара регулируется до расхода подачи Qc4 с результатом в том, что температура Ta выходного материала быстро повышается по направлению к целевой температуре To.

[0038] Вышеупомянутое управление переключением заканчивается, когда удовлетворяется любое одно из следующих условий 4 и 5 перехода.

Условие 4 перехода: Девиация Δt меньше или равна пороговому значению Th_g (см. Фиг. 5).

Условие 5 перехода: Время, прошедшее от начала управления переключением, достигает T2.

Пороговое значение Th_g удовлетворяет соотношению, указанному следующим выражением.

Th_g<Th_a

[0039] Когда удовлетворяется любое условие 3 или 4 перехода, арифметический блок 32 завершает процесс управления переключением и затем выполняет процесс каскадного управления, описанный ниже.

Процесс каскадного управления

Процесс каскадного управления включает процесс управления с прямой связью (FF) в качестве основного процесса управления и процесс управления с обратной связью (FB) в качестве вспомогательного процесса управления. В последующем, процесс FF-управления и процесс FB-управления будут пояснены.

[0040] Процесс FF-управления

Арифметический блок 32 дополнительно включает карту управления для процесса FF-управления, такую как иллюстрированная на Фиг. 6. Карта управления имеет множество областей управления, разграниченных согласно величине и положительности/отрицательности девиации Δt. В частности, карта управления имеет нейтральную область R6, области R7 и R8 управления с положительной и отрицательной кубической функцией, определенные по обеим сторонам нейтральной области R6, области R9 и R10 управления с положительной и отрицательной линейной функцией, определенные снаружи соответствующих областей R7 и R8 управления с кубической функцией, и области R11 и R2 управления с положительным и отрицательным фиксированным значением, определенные снаружи соответствующих областей R9 и R10 управления с линейной функцией.

[0041] Когда девиация Δt удовлетворяет соотношению, указанному посредством следующего выражения, выбирается нейтральная область R6.

-Th_i≤Δt≤Th_h

Как ясно из Фиг. 6, пороговые значения Th_h и -Th_i являются положительным и отрицательным небольшими значениями, соответственно, меньшими или равными по величине 1°C. Пороговое значение Th_h может быть равно |-Th_i|.

[0042] Когда выбирается нейтральная область R6, девиация Δt является небольшой, и, соответственно, арифметический блок 32 поддерживает целевое значение Qo расхода пара, равным эталонному расходу Qb. Т.е., в нейтральной области R6, фактический расход Qa пара регулируется до эталонного расхода Qb.

Когда девиация Δt удовлетворяет соотношению, указанному посредством следующего выражения, выбирается область R7 управления с положительной кубической функцией.

Th_h<Δt≤Th_j

Пороговое значение Th_j является положительным значением (например, 3°C), большим, чем пороговое значение Th_h.

Когда выбирается область R7 управления с кубической функцией, арифметический блок 32 вычисляет положительный корректирующий расход C5 согласно кубической функции F3[(a1×Δt)³] девиации Δt и изменяет целевое значение Qo расхода пара на расход подачи подачи Qc5 (=Qb-C5), отражая корректирующий расход C5 в эталонном расходе Qb. Следовательно, в области R7 управления с кубической функцией, фактический расход Qa пара регулируется до расхода подачи Qc5.

[0043] С другой стороны, когда девиация Δt удовлетворяет соотношению, указанному следующим выражением, выбирается область R8 управления с отрицательной кубической функцией.

-Th_k≤Δt<-Th_i

Пороговое значение -Th_k является отрицательным значением (например, около -2,5°C), большим по величине, чем пороговое значение -Th_i.

Когда выбирается область R8 управления с кубической функцией, арифметический блок 32 вычисляет отрицательный корректирующий расход C6 согласно кубической функции F4[(a2×Δt)³] девиации Δt и задает, в качестве целевого значения Qo расхода пара, расход подачи Qc6 (=Qb-C6), полученный посредством отражения корректирующего расхода C6 в эталонном расходе Qb. Следовательно, в области R8 управления с кубической функцией, фактический расход Qa пара регулируется до расхода подачи Qc6.

[0044] Как ясно из вышеприведенного пояснения управления переключением, поскольку корректирующие расходы C5 и C6 вычисляют согласно соответствующим кубическим функциям F3 и F4 девиации Δt, расходы подачи Qc5 и Qc6 уменьшаются или увеличиваются от эталонного расхода Qb согласно величине девиации Δt. В результате, температура Ta выходного материала эффективно изменяется по направлению к целевой температуре To.

Также в этом случае, управление положительностью/отрицательностью девиации Δt в вычислении корректирующих расходов C5 и C6 упрощается.

[0045] Когда девиация Δt удовлетворяет соотношению, указанному посредством следующего выражения, выбирается область R9 управления с положительной линейной функцией.

Th_j<Δt≤Th_l

Пороговое значение Th_l является значением (например, 5,5°C), большим, чем Th_j.

Когда выбирается область R9 управления с линейной функцией, арифметический блок 32 вычисляет положительный корректирующий расход C7 согласно линейной функции F5(b1×Δt) девиации Δt. В формуле, b1 представляет коэффициент. Затем, арифметический блок 32 устанавливает, в качестве целевого значения Qo расхода пара, расход подачи Qc7 (=Qb-C7), полученный посредством отражения корректирующего расхода C7 в эталонном расходе Qb. Соответственно, в области R9 управления с линейной функцией, фактический расход Qa пара регулируется до расхода подачи Qc7.

[0046] С другой стороны, когда девиация Δt удовлетворяет соотношению, указанному следующим выражением, выбирается область R10 управления с отрицательной линейной функцией.

-Th_m≤Δt<-Th_k

Пороговое значение -Th_m является отрицательным значением (например, -4,3°C), большим по величине, чем -Th_k.

Когда выбирается область R10 управления с линейной функцией, арифметический блок 32 вычисляет отрицательный корректирующий расход C8 согласно линейной функции F6(b2×Δt) девиации Δt. В формуле, b2 представляет коэффициент. Затем, арифметический блок 32 устанавливает, в качестве целевого значения Qo расхода пара, расход подачи Qc8 (=Qb-C8), полученный посредством отражения корректирующего расхода C8 в эталонном расходе Qb. В области R10 управления с линейной функцией, следовательно, фактический расход Qa пара регулируется до расхода подачи Qc8.

[0047] Корректирующие расходы C7 и C8 вычисляют согласно соответствующим линейным функциям F5 и F6 девиации Δt и, следовательно, предполагает значения, пропорциональные величине девиации Δt. Таким образом, расходы подачи Qc7 и Qc8 уменьшаются или увеличиваются в соответствии с девиацией Δt. В результате, температура Ta выходного материала быстро изменяется по направлению к целевой температуре To.

[0048] Дополнительно, когда девиация Δt удовлетворяет соотношению, указанному следующим выражением, выбирается область R11 управления с положительным фиксированным значением.

Th_l<Δt

В этом случае, арифметический блок 32 вычисляет расход подачи Qc9 согласно следующему уравнению и задает вычисленный расход подачи Qc9 в качестве целевого значения Qo расхода пара.

Qc9=Qb-C9 (=F5(b1×Th_l))

В уравнении, корректирующий расход C9 является положительным значением. Соответственно, расход подачи Qc9 фиксируется в минимальном значении, и температура Ta выходного материала снижается по направлению к целевой температуре To.

[0049] С другой стороны, когда девиация Δt удовлетворяет соотношению, указанному следующим выражением, выбирается область R12 управления с отрицательным фиксированным значением.

Δt<-Th_m

В этом случае, арифметический блок 32 вычисляет расход подачи Qc10 согласно следующему уравнению и задает вычисленный расход подачи Qc10 в качестве целевого значения Qo расхода пара.

Qc10=Qb-C10 (=F6(b2×-Th_m))

[0050] В уравнении, корректирующий расход C10 является отрицательным значением, и, следовательно, расход подачи Qc10 фиксируется в максимальном значении, с результатом в том, что температура Ta выходного материала повышается по направлению к целевой температуре To.

В вышеупомянутом процессе FF-управления регулирование влажности для материала выполняется посредством приравнивания температуры Ta выходного материала к целевой температуре To, и, таким образом, материал может легко быть сделан таким, чтобы иметь требуемое влагосодержание после регулирования.

[0051] Также, комбинация областей R7 и R8 управления с кубической функцией и областей R9 и R10 управления с линейной функцией делает возможным быстрое устранение мгновенного изменения температуры Ta выходного материала и устойчивое поддержание температуры Ta выходного материала в целевой температуре To.

Дополнительно, поскольку области управления процесса FF-управления включают области R11 и R12 управления с положительным и отрицательным фиксированным значением, расход пара, подаваемого в ротор 10, чрезмерно не увеличивается, даже если девиация Δt является большой.

[0052] Кроме того, даже если изначальное влагосодержание или скорость подачи материала, подаваемого во впускное отверстие 12 для материала ротора 10, изменяется, такое изменение не оказывает влияния на выполнение процесса FF-управления, и температура Ta выходного материала может регулироваться до целевой температуры To.

Процесс FF-управления может включать предварительно определенное переходное время ожидания, предусмотренное при переходе из области R7 управления с кубической функцией в область R9 управления с линейной функцией и при переходе из области R8 управления с кубической функцией в область R10 управления с линейной функцией.

[0053] Процесс FB-управления

Как иллюстрировано на Фиг. 7, процесс FB-управления выполняется параллельно с вышеупомянутым процессом FF-управления.

В частности, арифметический блок 32 начинает процесс FB-управления после прохождения предварительно определенного времени T3 ожидания от начала процесса каскадного управления.

[0054] После того как процесс FB-управления начался, арифметический блок 32 циклически семплирует девиацию Δt (осуществляет выборку ее значений) с регулярными интервалами в течение предварительно определенного периода T4 вычисления и вычисляет среднюю девиацию Δt_av из девиаций Δt, семплированных в течение периода T4 вычисления.

Предположим, что девиация Δt изменяется, как показано в (a), (b) и (c) на Фиг. 8 в периоде T4 вычисления. В случае (a) на Фиг. 8 средняя девиация Δt_av равна "0", а в случаях (b) и (c) на Фиг. 8 средняя девиация Δt_av предполагает значения +d и -d, соответственно.

[0055] Когда средняя девиация Δt_av получается таким образом, арифметический блок 32 вычисляет положительный или отрицательный корректирующий расход C11 для эталонного расхода Qb на основе средней девиации Δt_av и сбрасывает эталонный расход Qb в новый эталонный расход Qb' с помощью корректирующего расхода C11.

[0056] В частности, эталонный расход Qb' получается согласно следующему выражению назначения.

Qb'←Qb-C11

Эталонный расход Qb' становится эффективным во время, когда следующий период FB-выполнения (область управления сбросом) T5 начинается следом за окончанием периода T4 вычисления, и используется в вышеупомянутом процессе FF-управления. Вычисление корректирующего расхода C11 в периоде T4 вычисления и сброс эталонного расхода Qb' в периоде T5 FB-выполнения впоследствии циклически выполняются.

[0057] Как показано на Фиг. 7, посредством процесса FB-управления эталонный расход Qb сбрасывается в эталонный расход Qb' в ответ на постоянное незначительное изменение температуры Ta выходного материала. Это предоставляет возможность процессу FF-управления поддерживать температуру Ta выходного материала в целевой температуре To с более высокой точностью и устойчивостью с помощью эталонного расхода Qb'. Таким образом, комбинация процесса FB-управления и процесса FF-управления, а именно, процесс каскадного управления, предоставляет возможность превосходного кондиционирования влажности материала на основе температуры Ta выходного материала.

[0058] Настоящее изобретение не ограничено способом кондиционирования влажности вышеописанного варианта осуществления и может быть модифицировано различными способами.

Например, различные температурные значения упоминаются в вышеприведенном описании процесса управления запуском, процесса управления переключением и процесса каскадного управления, но температурные значения приведены только в качестве примера и могут быть изменены при необходимости.

Также, когда тип материала, подаваемого в ротор 10, изменяется с одного на другой, т.е., когда целевая температура To изменяется во время кондиционирования влажности, способ кондиционирования влажности настоящего изобретения начинается с процесса управления переключением, как указано пунктирной линией на Фиг. 2.

Дополнительно, материал, который должен использоваться, не ограничен листовым табаком, и способ кондиционирования влажности настоящего изобретения применим к множеству материалов.

[0059] Список позиций

10 - ротор;

12 - впускное отверстие для материала;

14 - выпускное отверстие для материала;

16 - трубопровод подачи пара;

18 - впускное отверстие для пара;

20 - выпускное отверстие для пара;

22 - регулятор расхода пара;

24 - расходомер пара;

26 - арифметический блок;

28 - температурный датчик;

30 - температурный датчик;

32 - арифметический блок;

R6 - нейтральная область;

R7, R8 - область управления с кубической функцией;

R9, R10 - область управления с линейной функцией;

R11, R12 - область управления с фиксированным значением;

T4 - период вычисления; T5 - период FB-выполнения.

1. Способ кондиционирования влажности табачного материала, в котором табачный материал и пар подают во внутреннее пространство ротора для регулирования влажности табачного материала, когда табачный материал проходит через внутреннее пространство ротора, включающий: процесс определения температуры выходного материала для табачного материала, только что выгруженного из выпускного отверстия ротора, в то время как пар подается во внутреннее пространство ротора с расходом подачи; процесс, в котором получают первую девиацию между целевой температурой табачного материала в выходном отверстии ротора и температурой выходного материала; и основной процесс управления, в котором регулируют расход подачи на основе эталонного расхода пара в соответствии с первой девиацией, причем основной процесс управления включает: выбор области управления, соответствующей первой девиации, из множества областей управления, разграниченных согласно величине и положительности/отрицательности первой девиации, и регулирование расхода подачи пара в соответствии с процедурой управления выбранной области управления.

2. Способ по п. 1, в котором области управления включают: нейтральную область, которую выбирают, когда первая девиация находится между положительным первым пороговым значением и отрицательным вторым пороговым значением, и в которой расход подачи поддерживается равным эталонному расходу, область управления с положительной кубической функцией, которую выбирают, когда первая девиация больше первого порогового значения и меньше или равна положительному третьему пороговому значению больше первого порогового значения, и в которой расход подачи уменьшается с эталонного расхода в соответствии с корректирующим расходом, вычисленным согласно кубической функции первой девиации, и область управления с отрицательной кубической функцией, которую выбирают, когда первая девиация больше по величине, чем отрицательное второе пороговое значение, и меньше или равна по величине отрицательному четвертому пороговому значению больше второго порогового значения, и в которой расход подачи увеличивается с эталонного расхода в соответствии с корректирующим расходом, вычисленным согласно кубической функции первой девиации.

3. Способ по п. 2, в котором области управления дополнительно включают: область управления с положительной линейной функцией, которую выбирают, когда первая девиация больше положительного третьего порогового значения и меньше или равна положительному пятому пороговому значению больше третьего порогового значения, и в которой расход подачи уменьшается с эталонного расхода в соответствии с корректирующим расходом, вычисленным согласно линейной функции первой девиации, и область управления с отрицательной линейной функцией, которую выбирают, когда первая девиация больше по величине, чем отрицательное четвертое пороговое значение, и меньше или равна по величине отрицательному шестому пороговому значению, большему по величине, чем четвертое пороговое значение, и в которой расход подачи увеличивается с эталонного расхода в соответствии с корректирующим расходом, вычисленным согласно линейной функции первой девиации.

4. Способ по п. 1, в котором области управления дополнительно включают область управления с положительным фиксированным значением, которую выбирают, когда первая девиация больше положительного пятого порогового значения, и в которой расход подачи фиксирован в нижнем предельном расходе, и область управления с отрицательным фиксированным значением, которую выбирают, когда первая девиация больше по величине отрицательного шестого порогового значения, и в которой расход подачи фиксирован в верхнем предельном расходе.

5. Способ по п. 1, дополнительно содержащий вспомогательный процесс управления, выполняемый параллельно с упомянутым основным процессом управления, при этом упомянутый вспомогательный процесс управления включает область управления сбросом эталонного расхода, повторяющуюся на периодической основе, и область управления сбросом включает сброс эталонного расхода в соответствии со средним значением первой девиации в фиксированном периоде.

6. Способ по п. 1, дополнительно содержащий процесс управления запуском, выполняемый перед упомянутым основным процессом управления, при этом упомянутый процесс управления запуском включает подачу пара во внутреннее пространство ротора с расходом подачи пара, установленным на уровне расхода при запуске, более высоком, чем эталонный расход.

7. Способ по п. 6, в котором выполнение упомянутого процесса управления запуском прекращается, когда первая девиация становится меньше или равна седьмому пороговому значению, или когда вторая девиация между целевой температурой и температурой пара в выпускном отверстии ротора становится меньше или равна восьмому пороговому значению, или когда предварительно определенный период запуска проходит от начала процесса управления запуском.

8. Способ по п. 1, дополнительно содержащий процесс управления переключением, выполняемый после упомянутого процесса управления запуском и перед упомянутым основным процессом управления, при этом упомянутый процесс управления переключением включает этапы, на которых выбирают область управления переключением, соответствующую первой девиации, из множества областей управления переключением, разграниченных согласно величине и положительности/отрицательности первой девиации, и управляют расходом подачи пара в соответствии с процедурой управления выбранной области управления переключением.

9. Способ по п. 1, в котором табачный материал является листовым табаком.