摘要：本文在卷烟行业的应用环境下，较为深入的论述了自控技术和卷烟工艺设备的关系，以及二者相结合的必要性。通过一些生产线上工艺设备的工程应用实例，从应用的角度对自控技术和卷烟工艺相结合的必要性，进行了更进一步的探讨和论证。
关键词：自控技术；卷烟工艺设备；相结合；必要性
1 引言
作为卷烟加工行业，卷烟生产原料是基础，工艺是关键，设备是保证，质量是核心。同时，烟草、汽车、石化是自控技术应用的引领者，作为现代卷烟设备的一大特点，自控技术在卷烟设备中得到了广泛的应用，比如制丝线中应用的西门子工业以太网技术。如今在卷烟加工的制丝工艺中，除了切丝机等操作复杂的个别岗位外，整个生产线的控制已经实现了中控室集中自动控制，人为控制的随机性大大降低，自控技术为降低工人劳动强度，提高工作效率方面做出了重大贡献。因此自控技术在卷烟加工中用的好不好，能不能切实反映卷烟加工工艺并实现卷烟加工工艺，将对稳定和提高卷烟产品质量有着重大作用和意义。
2 自动控制技术在工程应用中的一般方法
现代的自控技术综合了控制论、电子技术、计算机技术和通信技术等众多学科，其中控制论是其灵魂，计算机技术是其控制核心，电子技术和通信技术是其控制实现的基础。从控制理论的角度可以知道，现在工业中应用的控制技术可以分为两大类——过程控制和顺序控制，顺序控制基本不包含复杂的控制算法，其主要是数字量的逻辑控制，下面将重点论述过程控制。由于计算机只能做数学运算，所以只能将控制对象建立数学模型，并结合控制策略将二者算法化，设计成为能为计算机处理的相关程序。换句话说，计算机控制的建立要分两部走：首先第一步分析控制对象，建立数学模型；第二步结合已经建立数学模型并选择相应的控制策略，然后再将二者转化为计算机能处理的算法，依据算法并设计出相应的控制程序。做为自控技术的核心，计算机接收现场采集的数据，然后采用已经设计和固化好的程序对数据进行运算，运算好的结果送执行部件，执行部件再对控制对象执行相应的动作，从而完成整个控制过程。因此自控技术对控制对象控制的好坏，关键是控制对象的建模和控制策略的算法化实现上。要想建立控制对象的最优数学模型，选择出最优的控制策略并将二者算法化，就必须对控制对象进行深入分析和研究，具体到卷烟加工行业，则必须对工艺进行深入分析和研究。这样做的道理是很简单的，春秋战国时期的孙子有句名言叫“知己知彼，百战不殆”，同样如果连自己的控制对象都不知道、不清楚，那就无法谈对控制对象的控制。然而实际的世界太复杂了，要想将控制对象分析透彻，建立最优的数学模型，并转化为计算机能处理的算法，则是一件非常困难的事。在陈伯时教授的《电力拖动自动控制系统》中我们可以看到，三相异步电机的数学模型是一个八阶的微分方程，也就是这样的一个八阶微分方程还是简化掉了三相异步电机的很多条件和因素才得到的，这足以说明数学模型建立的困难性。
3自动控制技术在卷烟工艺工程应用中的现状和特点
随着卷烟行业技改工作的逐步完成，工业以太网已经为绝大多数卷烟厂所使用，西门子和罗克韦尔公司的系列控制产品在卷烟厂得到了大规模的应用，卷烟厂的控制水平和信息化水平得到了大幅的提高。下面主要从卷烟厂制丝线的关键重点设备讨论自控技术和卷烟工艺的关系，因为这些才是自控技术在卷烟厂应用的关键和核心。
卷烟行业制丝线上的薄板烘丝机是卷烟厂工艺线上的重点设备，它主要的工艺任务是通过对烟丝加热干燥，使烟丝水分控制在一定的数值范围内，以满足生产工艺要求，而烘丝水分控制过程本身具有较强的非线性、不确定性和大滞后特性，加上在过程中存在干扰和噪声，使得其水分控制变得非常复杂。为更好的控制好烘丝机的出口水分，一些卷烟厂进行了较为大胆的探索，比如采用了目前较为先进的智能控制理论和方法（如解耦控制、模糊控制、神经元网络等智能控制理论），但从使用效果看都不是很理想。分析其原因，并不是模糊控制等智能控制理论不好，而是对烘丝机的数学模型还是建立的不够理想。在最近的技改项目中，国内使用的意大利Comas薄板烘丝机热风采用顺流方式，热风风量和风温恒定，排潮风门开度固定，通过调节筒壁的温度，以达到烟丝干燥和出口水分恒定，控制算法还是传统的PID控制。从Comas烘丝机的控制方式可以看出，采用的控制模式还是采用“多个参量固定，只对一个参量进行控制”的方式，尽量避免多个量同时控制时，出现的各个量间的耦合效应。从控制效果看，Comas薄板烘丝机的出口水分还是比较稳定的，效果非常不错。因此在没有研究出薄板烘丝机的精确数学模型的时候，采用更为务实简单的控制方法，还是能获得较好控制效果的。另外，松散回潮机也是制丝线上的关键设备，由于松散回潮上工序烟包切片后物料的均匀性不好，同时物料在松散回潮机中的时间也非常的短，因此建立它的精确控制数学模型也是非常困难的，所以对它出口物料的水分进行精确控制也是非常困难的，不管采用任何控制方式都不好达到较好的控制效果。因此有些卷烟厂对松散回潮机的控制采用了更为简单的控制方法，即只对松散回潮机的批次加水量进行控制，而不对它的物料出口水分进行控制，从实际效果看也是很不错的。
4 结论
我们知道不结合自己的产品特点，盲目跟踪新技术的话，即便掌握了新技术也很难使其为自己的产品服务，创造经济效益。综合以上论述，在卷烟加工中，要想对控制对象进行精确的控制，就必须对控制对象进行深入的研究，建立控制对象的精确数学模型，以实现自控技术和工艺的完美无缝结合。如果不这样的话，即使采用再先进的控制理论也不能达到理想的效果。因此自控技术人员必须深入的了解和熟悉卷烟加工工艺，坚持自控技术和卷烟工艺的深度结合。虽然作为卷烟行业的一线的技术人员，只是自控技术的应用者，不是自控产品开发者，但是也很有必要对卷烟加工工艺和自控技术进行研究和分析，这样对设备的日常维护工作和产品质量的稳定，也将是大有裨益的。
作者简介：黄建鑫（1979年11月），男，工程师，硕士研究生，工作单位河南中烟黄金叶生产制造中心，主要从事卷烟厂设备管理和技术工作。