1.问题的提出
1.1环境温湿度在松散回潮工序中产生的影响
松散回潮工序的主要工艺任务是通过施加蒸汽和水，对烟叶增温增湿，增加烟片的含水率和温度，通过松散回潮滚筒内抄板、耙钉松散烟片，提高烟叶的耐加工性。昭通卷烟厂所在地昭阳区海拔高，常年气候为高原气候，夏季凉爽，不闷热，冬季较冷，四季分明，一年四季环境温湿度变化大。冬季和夏季松散回潮工序在品牌、出口烟叶水分和一次储叶时间相同的情况下，到达润叶加料入口的烟叶水分相差1%以上，给整个生产工艺带来极大的不便。为保证润叶加料入口烟叶水分的均匀稳定性，在松散回潮工序中，对于松散回潮的蒸汽施加量、加水量等需要根据一年四季环境温湿度变化进行相应的调整。
1.2环境温湿度在松散回潮工序的研究
在松散回潮机水分控制模型中，有部分算法还需依靠出口水分的反馈控制，为了保证系统正常稳定运行，保证出口水分、温度等的均衡稳定性，提高产品质量稳定性。根据温湿度使松散回潮工序的出口物料含水率标偏降低0.05，确保成品烟丝感官质量稳定提升。通过多批次数据的提炼和分析，建立环境温湿度对松散回潮机出口水分影响的模型。环境温湿度的变化与各关键工序物料含水率进行相关性分析，研究各工序环境温湿度变化情况下的水分散失情况和分析不同环境温湿度条件下加水比例的规律，建立数学模型，在工艺范围内及时调整加水比例，确保松散回潮工序出口水分及成品丝含水率的稳定。从而保证出口水分、温度等的均衡稳定性，提高产品质量稳定性。为此，需开展松散回潮工序环境温湿度采集和数据分析研究。
2.环境温湿度数据的采集传感器布控点设计
根据制丝车间的生产设备分布情况及厂房结构，研究以车间主线为切入点，分别在松散回潮工序设备的分布区域安装4套温、湿度检测传感器。安装采用壁挂安装方式：在每个检测点附近将温湿度传感器壁挂安装于外壁，敷设线缆接通温、湿度传感器的工作电源及模拟量信号传输屏蔽电缆,温湿度传感器安装高度根据控制设备的高度设计，松散回潮机出口安装于水份仪附近, 储柜中间安装的温湿度传感器尽量与储柜储叶、丝后物料表面高度一致,保证物料经过设备和储存时所处的环境温湿度的真实性。
◆温湿度传感器分布点及信号接入子站规划见表1：
表1 温湿度传感器分布点规划表
规划设计后，4套温湿度传感器安装于主线生产区域的松散回潮机入口和出口各1套，松散回潮后一级储叶柜中间位置2套，每套传感器从就近子站箱取电，并在该子站箱接口模块后面增加1块4-20mA模拟量模块接温度和湿度的模拟量信号。利用各工艺段在用的西门子PLC、接口模块、网络采集温湿度信号，在该工艺段PLC里编写模数转换程序，将模拟信号转换为温度和湿度值，并将实时温湿度数据通过中控网络送到中控服务器，在中控界面上显示实时值，在中控服务器上编写数据接口程序给MES系统进行远程数采。
3数据收集与异常数据处理
3.1.数据收集
通过数采系统与PLC建立通讯，将数据采集到中控服务器SQL数据库。
采集了2021-2022年的生产数据进行分析，采集4个传感器的数据，数据字典见表2：
表2 温湿度传感器数据字典
3.2. 生产过程数据和温湿度数据预处理
松散回潮2022年7月4日以后的加水控制生产数据为自动控制，2022年7月4日以前的加水控制数据为人工控制，对每批次生产数据去头去尾所用的规则如下：
第一步数据去头去尾
insert into tb11mid070301 select * from tb11 where 时间>='2022-7-4' and TB11实际加水量>0 and ABS(实际出口水分-设定出口水分)<=1.5 and `TB11设定加水量`>0 and ( ZB11_0电子秤实际流量>0 or `ZB11_1电子秤实际流量`>0) and ( `ZB11_1电子秤实际流量`>=`ZB11_1电子秤设定流量`/2 or ZB11_0电子秤实际流量`>=`ZB11_0电子秤设定流量/2)
insert into tb11mid070401 select * from tb11 where 时间<'2022-7-4' and TB11实际加水量>0 and ABS(实际出口水分-设定出口水分)<=1.5 and `TB11设定加水量`>0 and ( ZB11_0电子秤实际流量>0 or `ZB11_1电子秤实际流量`>0) and ( `ZB11_1电子秤实际流量`>=`ZB11_1电子秤设定流量`/2 or ZB11_0电子秤实际流量`>=`ZB11_0电子秤设定流量/2)
第二步按通道进行划分
insert into tb11mid070301zb111 SELECT * from tb11mid070301 where `ZB11_1电子秤实际流量`>=`ZB11_1电子秤设定流量`/2 AND `ZB11_1电子秤累计量`>0
insert into tb11mid070301zb110 SELECT * from tb11mid070301 where `ZB11_0电子秤实际流量`>=`ZB11_0电子秤设定流量`/2 AND `ZB11_0电子秤累计量`>0
insert into tb11mid070401zb111 SELECT * from tb11mid070401 where `ZB11_1电子秤实际流量`>=`ZB11_1电子秤设定流量`/2 AND `ZB11_1电子秤累计量`>0
insert into tb11mid070401zb110 SELECT * from tb11mid070401 where `ZB11_0电子秤实际流量`>=`ZB11_0电子秤设定流量`/2 AND `ZB11_0电子秤累计量`>0
第三步在通道上按配方号进行划分
insert into tb11mid070301zb11016 select * from tb11mid070301zb110 where 配方号=16
insert into tb11mid070301zb11006 select * from tb11mid070301zb110 where 配方号=6
insert into tb11mid070301zb11003 select * from tb11mid070301zb110 where 配方号=3
insert into tb11mid070301zb11012 select * from tb11mid070301zb110 where 配方号=12
insert into tb11mid070301zb11018 select * from tb11mid070301zb110 where 配方号=18
insert into tb11mid070301zb11109 select * from tb11mid070301zb111 where 配方号=9
insert into tb11mid070301zb11125 select * from tb11mid070301zb111 where 配方号=25
insert into tb11mid070301zb11112 select * from tb11mid070301zb111 where 配方号=12
insert into tb11mid070301zb11118 select * from tb11mid070301zb111 where 配方号=18
insert into tb11mid070301zb11119 select * from tb11mid070301zb111 where 配方号=19
insert into tb11mid070301zb11103 select * from tb11mid070301zb111 where 配方号=3
insert into tb11mid070401zb11018 SELECT * from tb11mid070401zb110 where 配方号=18
insert into tb11mid070401zb11012 SELECT * from tb11mid070401zb110 where 配方号=12
insert into tb11mid070401zb11109 SELECT * from tb11mid070401zb111 where 配方号=9
4.环境温湿度和出口水分设定值的分析
为了分析实际出口水分与松散回潮温湿度的关系，我们绘制了多元数据散点图，从图形可以基本看出它们的关联，需要进一步分析。
图多元数据散点图
通过对松散回潮机实际出口水分与松散回潮入口和出口温湿度进行方差和相关性分析，得到表1。
表1松散回潮机实际出口水分温湿度分析
通过对松散回潮方差和相关性分析，可以看出出口水分与松散回潮温湿度有一定关联。
通过影响主机的温湿度分析可知，影响主机的温湿度与它之前的所有温湿度相关，根据这一结果，我们将对松散回潮机建立相应的模型，预测出口水分值作为出口设定值。
4.1松散回潮主机出口水分设定值的推荐
4.1.1多元回归模型的构建
根据影响松散回潮的环境因素主要是松散回潮的入口水分。对其进行建模，得到
Sjcksf= b+a1*TB1IntemTh1+ a2*TB1InRhTh1 （1）
模型，通过对此模型进行计算，结果如下：
Call:
lm(formula = sjcksf ~ ., data = x1)
Coefficients:
(Intercept) TB1IntemTh1 TB1InRhTh1
-9.236e-13 -4.324e-02 7.261e-02
最终得到模型为：
Sjcksf= -4.324e-02*TB1IntemTh1+ 7.261e-02* TB1InRhTh1-9.236e-13 （2）
4.1.2 模型检验
模型检验，我们需要对上述建立的模型进行显著性检验。
1.回归方程的显著性检验（F检验）
Response: sjcksf
Df Sum Sq Mean Sq F value Pr(>F)
TB1IntemTh1 1 0.6 0.585 0.5861 0.444
Tb1InRhTh1 1 33.3 33.276 33.3642 7.83e-09 ***
Residuals 12088 12056.1 0.997
---
Signif. codes: 0 ‘***’ 0.001 ‘**’ 0.01 ‘*’ 0.05 ‘.’ 0.1 ‘ ’ 1
通过回归方程的显著性检验，入口湿度对于实际出口水分是显著的。
2.回归系数的显著性检验（t检验）
Call:
lm(formula = sjcksf ~ ., data = x1)
Residuals:
Min 1Q Median 3Q Max
-2.91169 -0.74984 0.01102 0.71827 2.78776
Coefficients:
Estimate Std. Error t value Pr(>|t|)
(Intercept) -9.236e-13 9.082e-03 0.000 1.000000
TB1IntemTh1 -4.324e-02 1.257e-02 -3.440 0.000584 ***
Tb1InRhTh1 7.261e-02 1.257e-02 5.776 7.83e-09 ***
---
Signif. codes: 0 ‘***’ 0.001 ‘**’ 0.01 ‘*’ 0.05 ‘.’ 0.1 ‘ ’ 1
Residual standard error: 0.9987 on 12088 degrees of freedom
Multiple R-squared: 0.002801, Adjusted R-squared: 0.002636
F-statistic: 16.98 on 2 and 12088 DF, p-value: 4.346e-08
通过回归系数的显著性检验（t）检验，回归系数（入口温度和入口湿度）都是显著的，说明实际出口水分确实与温湿度相关。模型和系数可用，可以用此方程预测出口水分作为实际出口水分的设定值。
Sjcksf= -4.324e-02*TB1IntemTh1+ 7.261e-02* Tb1InRhTh1-9.236e-13 （2）
4.1.3松散回潮机实际出口水分的设定
根据影响松散回潮实际出口水分的环境因素是入口温湿度，根据上文建立的模型，将温湿度代入方程，
Sjcksf= -4.324e-02*TB1IntemTh1+ 7.261e-02* Tb1InRhTh1-9.236e-13 （2）
算出实际出口水分作为出口水分的设定值。
5.小结
项目以环境温湿度对润叶加料入口水分的影响研究，首先通过规划安装环境温湿度传感器，通过现场PLC、网络将环境温室度数据采集到SQL数据库服务器，结合生产数据进一步通过多元数据散点图分析、相关性分析，研究环境温湿度对松散回潮工序的影响，进行松散回潮出口温湿度变化分析，通过分析，可以明显看出松散回潮工序的入口温湿度都与它之前的历史温湿度相关，根据这一关系，利用环境温湿度和实际出口水分对松散回潮工序构建多元回归模型，并对模型进行校验修订模型，最后可以根据此模型计算出口水分值作为松散回潮出口水分设定值的依据。
参考文献
[1]卷烟工艺与设备编写组.卷烟工艺与设备［M］.北京:轻工业出版社.1988.
[2]吴硕，高卫，孙延钊，王世军，段连飚.基于趋势与偏差控制的松散回潮机加水系统.烟草科技.第53卷第6期（2020年6月）.
[3]付亮，谭国治，何邦华，林文强，李雯琦，温亚东，高晓华，唐军，刘泽，周冰，易斌.WQ3257型柔性松散回潮滚筒多区喷射加工模式提高加工质量研究.中国烟草学报.2020年2期.
