一种用于提升烟草烘丝机生产稳定性的系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于提升烟草烘丝机生产稳定性的系统及方法，属于烟草制丝生产技术领域。该系统包括数据采集模块、数据处理模块、稳定性评价模块、预警与优化模块、稳态实时分析评价模块、非稳态自动控制判定模块、非稳态实时分析评价模块等结构。本发明专利技术以工业大数据、人工智能等新一代信息技术为支撑，减少非稳态时间并提高稳态控制质量，进而有效地提升烘丝机整个生产过程的质量稳定性，易于推广应用。

A system and method for improving the production stability of tobacco dryer

【技术实现步骤摘要】
一种用于提升烟草烘丝机生产稳定性的系统及方法
本专利技术属于烟草制丝生产
，具体涉及一种用于提升烟草烘丝机生产稳定性的系统及方法。
技术介绍
我国目前是世界上最大的烟草生产国和消费国，烟草行业实现的税利合计高居国民经济各行业之首，烟草业的发展对我国经济增长具有重要贡献。烟草生产中卷烟生产比重较大，虽然烟草行业为国有管控行业，但由于业内的卷烟企业众多造成行业的竞争依旧激烈。卷烟生产过程分为制丝、卷接和包装三个阶段。制丝生产是卷烟生产的重要环节，承担着原料加工的任务，是提高卷烟质量、增加企业生产效应的关键所在。烘丝阶段是制丝生产过程中最重要的加工工序，烘丝的生产过程质量直接影响着卷烟成品的合格率与内在质量，为了达到烟丝的质量要求，烘丝机必须具备良好的稳定性，而烘丝批次间的产品质量稳定性一直是行业的技术难题。因此，如何提高烘丝阶段的批次间稳定性成为众多卷烟企业的研究目标。在烘丝稳定性分析方面，各卷烟企业展开了一些研究和应用，普遍认为影响烘丝机生产质量的主要因素为来料流量、含水率、温度等。在实际的生产过程中，制丝的生产计划以批次为单位进行组织生产，在烘丝阶段的批次生产过程依照烘丝系统的生产状态分为稳态和非稳态两种。目前，大多数企业希望通过统计过程控制(StatisticalProcessControl,SPC)来对整个生产过程进行分析，但由于SPC过程分析是基于稳态数据的分析，而稳态数据与非稳态数据在数据采集处理上由于方法与技术的限制，无法做到准确、科学的分类，导致SPC过程分析存在数据结果失真的情况，无法真正的应用生产过程分析评价。因此如何克服现有技术的不足是目前烟草制丝生产
亟需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种用于提升烟草烘丝机生产稳定性的系统及方法，该系统以工业大数据、人工智能等新一代信息技术为支撑，减少非稳态时间并提高稳态控制质量，进而有效地提升烘丝机整个生产过程的质量稳定性。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种用于提升烟草烘丝机生产稳定性的系统，包括：数据采集模块，用于从烘丝机控制系统中通过传感器获取烘丝机生产过程中的实时数据；数据处理模块，与数据采集模块相连，用于对采集到的数据进行筛选，筛选出稳态数据和非稳态数据，并剔除稳态数据和非稳态数据中的异常值；稳定性评价模块，与数据处理模块相连，用于对数据处理模块处理得到的稳态数据进行稳定性评价；预警与优化模块，与稳定性评价模块相连，当稳定性评价模块稳定性评价的结果为异常，则预警模块进行预警，并给出优化调整方案；稳态实时分析评价模块，与稳定性评价模块相连，当稳定性评价模块稳定性评价的结果为正常，则稳态实时分析评价模块对稳态数据进行实时分析评价，并给出稳定性提升建议；非稳态自动控制判定模块，与数据处理模块相连；非稳态实时分析评价模块，与非稳态自动控制判定模块相连；非稳态自动控制判定模块，用于对数据处理模块处理得到的非稳态数据进行特征分析，并将分析得到的特征与其内预存操作模式库中的特征进行匹配；若匹配成功，则将该操作模式发送至烘丝机控制系统，从而实现对烘丝机的控制；若匹配失败，则非稳态实时分析评价模块对非稳态数据进行实时分析评价，并给出稳定性提升建议。进一步，优选的是，还包括显示模块，分别与预警与优化模块、稳态实时分析评价模块、非稳态自动控制判定模块、非稳态实时分析评价模块相连，用于显示优化调整方案、稳定性提升建议、操作模式。进一步，优选的是，预警与优化模块、稳态实时分析评价模块和非稳态实时分析评价模块均与烘丝机控制系统相连，烘丝机控制系统根据传来的优化调整方案和稳定性提升建议中的方案对烘丝机进行控制。本专利技术同时提供一种用于提升烟草烘丝机生产稳定性的方法，采用上述用于提升烟草烘丝机生产稳定性的系统，包括如下步骤：Step1、数据采集：从烘丝机控制系统中通过传感器获取烘丝机生产过程中的实时数据；Step2、数据处理：对采集到的数据进行筛选和剔除，筛选出稳态数据和非稳态数据，并剔除稳态数据和非稳态数据中的异常值；Step3、稳定性评价及处理：对于稳态数据进行稳定性评价，若符合评价结果为稳定，稳定性评价的结果为异常，则进行预警，并给出优化调整方案；若稳定性评价的结果为正常，则对稳态数据进行实时分析评价，并给出稳定性提升建议；Step4、非稳态自动控制判定：对于非稳态数据进行特征分析，并将分析得到的特征与预存操作模式库中的特征进行匹配；若匹配成功，则将该操作模式发送至烘丝机控制系统，从而实现对烘丝机的控制；若匹配失败，对非稳态数据进行实时分析评价，并给出稳定性提升建议。进一步，优选的是，采集到的数据包括设备参数、质量指标、控制参数、分析参数、批次参数和环境参数。进一步，优选的是，设备参数包括主传动电机、热风风机、排潮风机、筛筒电机和除尘风机参数，包括频率、电流、温度；所述的设备参数还包括蒸汽压力、蒸汽流量、热风风速和排潮负压。进一步，优选的是，质量指标包括出口烟丝水分输出值和出口烟丝温度输出值。进一步，优选的是，控制参数包括筒壁温度设定值、热风温度设定值、排潮风门开度设定值和出口水分设定值；分析参数包括热风温度瞬时值、烟丝水分瞬时值、烟丝温度瞬时值、薄板温度瞬时值、入口温度瞬时值和流量瞬时值；批次参数包括工单、批次、牌号和标准；环境参数包括环境的温度和湿度。本专利技术首先通过数据采集组件实时采集烘丝机控制系统中的相关数据，设计实时数据筛选模型，将过程数据分为稳态和非稳态数据，并剔除稳态数据和非稳态数据中的异常值；然后对稳态和非稳态数据分开采集技术手段处理：非稳态方面通过针对性的分析结果与基于机器学习技术的参数推荐库深度融合，实现烘丝机生产过程中非稳态过程的人工手动控制到基于机器学习技术的自动控制的转换，避免人工操作导致的控制差异，提升批次间非稳态期间的质量稳定性，减少非稳态时间。稳态方面，通过数据筛选与剔除、稳定性评价模块价、数据预警及实时分析评价结合，透明化的实时掌控烘丝生产过程，利用数据预警与推荐控制参数结合，实现稳态情况下的稳定性提升手段；最终，通过两种方法相结合的方式实现提升烘丝机生产稳定性的效果。本专利技术与现有技术相比，其有益效果为：(1)本专利技术根据数据的采集、处理、分析和应用展示，生产企业可实时查看烘丝机运行生产稳定性情况。(2)本专利技术通过对非稳态数据的建模分析，采用基于机器学习技术的参数推荐库深度融合，实现烘丝机生产过程中非稳态过程的人工手动控制到基于机器学习技术的自动控制的转换，提升非稳态过程质量，减少非稳态时间(3)本专利技术通过设计数据分析评价模型，对稳定数据分析评价，利用数据预警与推荐控制参数结合，实现稳态情况下的稳定性提升手段。综合以上，该专利技术以智能性、可靠性和稳定性为设计目标，满足了实际生产的需求；同时，还可以加入对外分析评价结果数据的接口，满足远程的分析评价；从该专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于提升烟草烘丝机生产稳定性的系统，其特征在于，包括：/n数据采集模块（101），用于从烘丝机控制系统中通过传感器获取烘丝机生产过程中的实时数据；/n数据处理模块（102），与数据采集模块（101）相连，用于对采集到的数据进行筛选，筛选出稳态数据和非稳态数据，并剔除稳态数据和非稳态数据中的异常值；/n稳定性评价模块（103），与数据处理模块（102）相连，用于对数据处理模块（102）处理得到的稳态数据进行稳定性评价；/n预警与优化模块（104），与稳定性评价模块（103）相连，当稳定性评价模块（103）稳定性评价的结果为异常，则预警模块（104）进行预警，并给出优化调整方案；/n稳态实时分析评价模块（105），与稳定性评价模块（103）相连，当稳定性评价模块（103）稳定性评价的结果为正常，则稳态实时分析评价模块（105）对稳态数据进行实时分析评价，并给出稳定性提升建议；/n非稳态自动控制判定模块（106），与数据处理模块（102）相连；/n非稳态实时分析评价模块（107），与非稳态自动控制判定模块（106）相连；/n非稳态自动控制判定模块（106），用于对数据处理模块（102）处理得到的非稳态数据进行特征分析，并将分析得到的特征与其内预存操作模式库中的特征进行匹配；若匹配成功，则将该操作模式发送至烘丝机控制系统，从而实现对烘丝机的控制；若匹配失败，则非稳态实时分析评价模块（107）对非稳态数据进行实时分析评价，并给出稳定性提升建议。/n...

【技术特征摘要】
1.一种用于提升烟草烘丝机生产稳定性的系统，其特征在于，包括：
数据采集模块（101），用于从烘丝机控制系统中通过传感器获取烘丝机生产过程中的实时数据；
数据处理模块（102），与数据采集模块（101）相连，用于对采集到的数据进行筛选，筛选出稳态数据和非稳态数据，并剔除稳态数据和非稳态数据中的异常值；
稳定性评价模块（103），与数据处理模块（102）相连，用于对数据处理模块（102）处理得到的稳态数据进行稳定性评价；
预警与优化模块（104），与稳定性评价模块（103）相连，当稳定性评价模块（103）稳定性评价的结果为异常，则预警模块（104）进行预警，并给出优化调整方案；
稳态实时分析评价模块（105），与稳定性评价模块（103）相连，当稳定性评价模块（103）稳定性评价的结果为正常，则稳态实时分析评价模块（105）对稳态数据进行实时分析评价，并给出稳定性提升建议；
非稳态自动控制判定模块（106），与数据处理模块（102）相连；
非稳态实时分析评价模块（107），与非稳态自动控制判定模块（106）相连；
非稳态自动控制判定模块（106），用于对数据处理模块（102）处理得到的非稳态数据进行特征分析，并将分析得到的特征与其内预存操作模式库中的特征进行匹配；若匹配成功，则将该操作模式发送至烘丝机控制系统，从而实现对烘丝机的控制；若匹配失败，则非稳态实时分析评价模块（107）对非稳态数据进行实时分析评价，并给出稳定性提升建议。


2.根据权利要求1所述的用于提升烟草烘丝机生产稳定性的系统，其特征在于，还包括显示模块（108），分别与预警与优化模块（104）、稳态实时分析评价模块（105）、非稳态自动控制判定模块（106）、非稳态实时分析评价模块（107）相连，用于显示优化调整方案、稳定性提升建议、操作模式。


3.根据权利要求1所述的用于提升烟草烘丝机生产稳定性的系统，其特征在于，预警与优化模块（104）、稳态实时分析评价模块（105）和非稳态实时分析评价模块（107）均与烘丝机控制系统相连，烘丝机控制系统根据传来的优化...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘卫斌，曾庆涛，殷耀华，胥强，姚友杰，李长龙，高进舟，崔海，贾逆翔，张真恺，
申请(专利权)人：云南昆船设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：云南;53