一种滤棒生产工艺参数控制系统及其控制方法
【专利摘要】本发明涉及一种滤棒生产工艺参数控制系统及其控制方法。一种滤棒生产工艺参数控制系统，该系统由滤棒在线检测仪QTM、物理指标采集装置、滤棒成型机电控系统、工艺参数采集装置、应用服务器、实时历史数据库、关系数据库、数据分析服务器、数据展示客户端、工艺参数控制服务器和工业以太网组成。本发明形成一套包含采集、分析、控制的完整闭环系统，真正实现滤棒生产工艺参数的智能控制。
【专利说明】
一种滤棒生产工艺参数控制系统及其控制方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种滤棒生产工艺参数控制系统及其控制方法。
【背景技术】
[0002]在“减焦降害”和快速响应市场需求的背景下，大部分卷烟生产企业对于卷烟感官质量和焦油量等指标十分重视，而滤棒是影响卷烟产品感官质量和焦油量焦油稳定性的主要因素之一，其质量与所用的原材料、生产设备、成型工艺参数等诸多因素相关。传统的滤棒工艺参数控制主要通过质检人员根据滤棒抽样样本的物理指标检测的结果和外观检查的结果，根据个人经验对设备的相关工艺参数进行手动的调节。由于个人经验的差异、抽样检测的频率导致对设备工艺参数的调整不够精准、不够及时，导致滤棒的产品工艺质量不稳定。本发明通过采集设备实时的工艺参数值、滤棒物理检测指标、滤棒外观检测指标等多方面因素，运用大数据分析的原理和方法建立模型，得出影响滤棒工艺品质的原因，并通过控制系统对设备相关工艺参数进行调整，进而达到对滤棒工艺的精细化控制。
【发明内容】
[0003]为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种滤棒生产工艺参数控制系统，该系统自动调整设备相关工艺参数。形成一套包含采集、分析、控制的完整闭环系统，真正实现滤棒生产工艺参数的智能控制。
[0004]为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案:
一种滤棒生产工艺参数控制系统，该系统由滤棒在线检测仪QTM、物理指标采集装置、滤棒成型机电控系统、工艺参数采集装置、应用服务器、实时历史数据库、关系数据库、数据分析服务器、数据展示客户端、工艺参数控制服务器和工业以太网组成；
所述的滤棒在线检测仪QTM通过以太网与物理指标采集装置相连接，根据数据接口交互协议，实时获取滤棒物理指标的检测值；
所述的滤棒成型机电控系统与工艺参数采集装置接入工业以太网络，工艺参数包括辊速比、辊压力、空气喷嘴压力、稳定辊压力、VO、V1、V2、V3速度、封口胶水箱稳定、烟枪上下部温度、纸加热器温度和封口胶水量，通过滤棒电控的对外提供的数据通讯协议，通过实时获取设备工艺参数的实时值；
所述的应用服务器，用于与物理指标采集装置和工艺参数采集装置进行通信，应用服务器将物理指标采集装置获取的物理检测值保存到关系数据库中，将于工艺参数采集装置获取的到的实时数据原始数据和变化值直接存储到实时历史数据库；
所述的关系数据库服务器，用于存储滤棒物理指标工艺质量标准、滤棒物理指标的上下限控制值和大数据分析的统计数据；
所述的实时历史数据库，用于存储采集的工艺参数的原始数据和变化值，数据按时间戳存储，工艺参数的实时数据值进行存储，避免数据的漏记与错记，有效的实现生产过程的重现； 所述的数据分析服务器，用于对滤棒物理指标进行稳定性检测和判异;首先获取生产滤棒的物测指标控制标准，通过建立基于大数据滤棒工艺参数趋势计算模型判断物理指标实测值是否超过工艺标准的控制范围，同时预测物理指标发展趋势的好坏;若物理指标实测值超过控制范围或者存在不良发展的趋势，系统建立的分析模型自动追查与物理指标相关工艺参数包括辊速比、辊压力、空气喷嘴压力、稳定辊压力、VO、V1、V2、V3速度、封口胶水箱稳定、烟枪上下部温度、纸加热器温度和封口胶水量;利用建立的数据分析模型，进一步分析这些工艺参数的数据是否发生变异，若发生变异，则对利用所述的工艺参数控制器按控制标准调整设备的工艺参数设定值，保证滤棒生产满足工艺的控制标准，从而实现滤棒生产工艺参数的智能控制；
所述的数据展示客户端，用于即时发布数据分析服务器对滤棒物理指标的稳定性判定结果、指标异常判断结果、影响因素的分析结果和物理指标的趋势预测分析;指导生产人员对设备的工艺参数进行关注和调整，保证滤棒生产满足工艺的控制标准；
所述的工艺参数控制服务器，用于根据数据分析服务器分析的结果，通过工艺参数采集装置与滤棒成型机电控系统进行通讯，自动调整设备运行的相关参数，减少操作人员人为经验地进行参数设置。
[0005]本发明的另外一个目的是提供上述的系统用于滤棒生产工艺参数控制方法，该方法包括以下的步骤:
1)物理指标采集装置向滤棒在线检测仪QTM发送指令，采集滤棒物理指标的检测值，并将数据传送给所述的应用服务器，应用服务器接收到数据按检验的样本计算样本均值和标准值，并存储到所述的实时历史/关系数据库，同时所述的工艺参数采集装置实时采集所述的滤棒成型机电控系统，并通过应用服务器将数据保存到所述的实时历史/关系数据库；
2)数据分析服务器抽取所述实时历史/关系数据库中保存的滤棒物测值、工艺参数实时值以及物理指标的判稳、判异标准，进行大数据的数据清洗、数据整合、数据建模分析和将结果反馈到所述的工艺参数控制服务器，并在所述的数据展示客户端进行可视化展示；
3)工艺参数控制服务器按所述数据分析服务器得到的分析结果，利用所述的工艺参数采集装置与滤棒成型设备电控系统进行数据通讯，自动调整设备的工艺参数，保证生产的滤棒产品质量达到工艺标准的要求。
[0006]本发明专利的有益效果在于:通过物理指标采集装置和工艺参数采集装置实时采集数据物理指标和工艺参数实时值，依据企业工艺质量标准对滤棒物理指标的控制标准，对物理指标的判稳、判异，并通过大量工艺参数建立大数据分析模型找到物理指标异常的真实原因，从而系统自动调整设备相关工艺参数。形成一套包含采集、分析、控制的完整闭环系统，真正实现滤棒生产工艺参数的智能控制。
【附图说明】
[0007]图1为本发明专利一种滤棒生产工艺参数控制系统的原理示意图。
【具体实施方式】
[0008]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做一个详细的说明。
[0009]如图1所示一种滤棒生产工艺参数控制系统，该系统由滤棒在线检测仪QTM1、物理指标采集装置2、滤棒成型机电控系统3、工艺参数采集装置4、应用服务器5、历史数据库/关系数据库6、数据分析服务器7、数据展示客户端8、工艺参数控制服务器9和工业以太网组成，历史数据库/关系数据库6由实时历史数据库和关系数据库构成；
所述的滤棒在线检测仪QTMl通过以太网与物理指标采集装置2相连接，根据数据接口交互协议，实时获取滤棒物理指标的检测值；
所述的滤棒成型机电控系统3与工艺参数采集装置4接入工业以太网络，工艺参数包括辊速比、辊压力、空气喷嘴压力、稳定辊压力、￥0、￥1、￥2、￥3速度、封口胶水箱稳定、烟枪上下部温度、纸加热器温度和封口胶水量，通过滤棒电控的对外提供的数据通讯协议，通过实时获取设备工艺参数的实时值；
所述的应用服务器5，用于与物理指标采集装置2和工艺参数采集装置4进行通信，应用服务器5将物理指标采集装置2获取的物理检测值保存到关系数据库中，将于工艺参数采集装置4获取的到的实时数据原始数据和变化值直接存储到实时历史数据库；
所述的关系数据库，用于存储滤棒物理指标工艺质量标准、滤棒物理指标的上下限控制值和大数据分析的统计数据；
所述的实时历史数据库，用于存储采集的工艺参数的原始数据和变化值，数据按时间戳存储，工艺参数的实时数据值进行存储，避免数据的漏记与错记，有效的实现生产过程的重现；
所述的数据分析服务器7，用于对滤棒物理指标进行稳定性检测和判异;首先获取生产滤棒的物测指标控制标准，通过建立基于大数据滤棒工艺参数趋势计算模型判断物理指标实测值是否超过工艺标准的控制范围，同时预测物理指标发展趋势的好坏;若物理指标实测值超过控制范围或者存在不良发展的趋势，系统建立的分析模型自动追查与物理指标相关工艺参数包括辊速比、辊压力、空气喷嘴压力、稳定辊压力、VO、V1、V2、V3速度、封口胶水箱稳定、烟枪上下部温度、纸加热器温度和封口胶水量;利用建立的数据分析模型，进一步分析这些工艺参数的数据是否发生变异，若发生变异，则对利用所述的工艺参数控制器按控制标准调整设备的工艺参数设定值，保证滤棒生产满足工艺的控制标准，从而实现滤棒生产工艺参数的智能控制；
所述的数据展示客户端8，用于即时发布数据分析服务器7对滤棒物理指标的稳定性判定结果、指标异常判断结果、影响因素的分析结果和物理指标的趋势预测分析;指导生产人员对设备的工艺参数进行关注和调整，保证滤棒生产满足工艺的控制标准；
所述的工艺参数控制服务器9，用于根据数据分析服务器7分析的结果，通过工艺参数采集装置与滤棒成型机电控系统3进行通讯，自动调整设备运行的相关参数，减少操作人员人为经验地进行参数设置。
[0010]上述的系统用于滤棒生产工艺参数控制方法，该方法包括以下的步骤:所述的物理指标采集装置2向滤棒在线检测仪QTM I发送指令，采集滤棒物理指标的检测值，并将数据传送给所述的应用服务器5，应用服务器5接收到数据按检验的样本计算样本均值和标准值，并存储到所述的实时历史/关系数据库6，同时所述的工艺参数采集装置4实时采集所述的滤棒成型机电控系统3，并通过应用服务器5将数据保存到所述的实时历史/关系数据库6。所述的数据分析服务器7抽取所述实时历史/关系数据库6中保存的滤棒物测值、工艺参数实时值以及物理指标的判稳、判异标准，进行大数据的数据清洗、数据整合、数据建模分析和将结果反馈到所述的工艺参数控制服务器9，并在所述的数据展示客户端8进行可视化展示。所述的工艺参数控制服务器9按所述数据分析服务器7得到的分析结果，利用所述的工艺参数采集装置4与滤棒成型设备电控系统进行数据通讯，自动调整设备的工艺参数，保证生产的滤棒产品质量达到工艺标准的要求。
【主权项】
1.一种滤棒生产工艺参数控制系统，其特征在于该系统由滤棒在线检测仪QTM( I)、物理指标采集装置(2)、滤棒成型机电控系统(3)、工艺参数采集装置(4)、应用服务器(5)、历史数据库/关系数据库(6)、数据分析服务器(7)、数据展示客户端(8)、工艺参数控制服务器(9)和工业以太网组成，历史数据库/关系数据库(6)由实时历史数据库和关系数据库构成； 所述的滤棒在线检测仪QTM(I)通过以太网与物理指标采集装置(2)相连接，根据数据接口交互协议，实时获取滤棒物理指标的检测值； 所述的滤棒成型机电控系统(3)与工艺参数采集装置(4)接入工业以太网络，工艺参数包括辊速比、辊压力、空气喷嘴压力、稳定辊压力、VO、Vl、V2、V3速度、封口胶水箱稳定、烟枪上下部温度、纸加热器温度和封口胶水量，通过滤棒电控的对外提供的数据通讯协议，通过实时获取设备工艺参数的实时值； 所述的应用服务器(5)，用于与物理指标采集装置(2)和工艺参数采集装置(4)进行通信，应用服务器(5)将物理指标采集装置(2)获取的物理检测值保存到关系数据库中，将于工艺参数采集装置(4)获取的到的实时数据原始数据和变化值直接存储到实时历史数据库； 所述的关系数据库，用于存储滤棒物理指标工艺质量标准、滤棒物理指标的上下限控制值和大数据分析的统计数据； 所述的实时历史数据库，用于存储采集的工艺参数的原始数据和变化值，数据按时间戳存储，工艺参数的实时数据值进行存储，避免数据的漏记与错记，有效的实现生产过程的重现； 所述的数据分析服务器(7)，用于对滤棒物理指标进行稳定性检测和判异;首先获取生产滤棒的物测指标控制标准，通过建立基于大数据滤棒工艺参数趋势计算模型判断物理指标实测值是否超过工艺标准的控制范围，同时预测物理指标发展趋势的好坏;若物理指标实测值超过控制范围或者存在不良发展的趋势，系统建立的分析模型自动追查与物理指标相关工艺参数包括辊速比、辊压力、空气喷嘴压力、稳定辊压力、V0、V1、V2、V3速度、封口胶水箱稳定、烟枪上下部温度、纸加热器温度和封口胶水量;利用建立的数据分析模型，进一步分析这些工艺参数的数据是否发生变异，若发生变异，则对利用所述的工艺参数控制器按控制标准调整设备的工艺参数设定值，保证滤棒生产满足工艺的控制标准，从而实现滤棒生产工艺参数的智能控制； 所述的数据展示客户端(8)，用于即时发布数据分析服务器(7)对滤棒物理指标的稳定性判定结果、指标异常判断结果、影响因素的分析结果和物理指标的趋势预测分析;指导生产人员对设备的工艺参数进行关注和调整，保证滤棒生产满足工艺的控制标准； 所述的工艺参数控制服务器(9)，用于根据数据分析服务器(7)分析的结果，通过工艺参数采集装置与滤棒成型机电控系统(3)进行通讯，自动调整设备运行的相关参数，减少操作人员人为经验地进行参数设置。2.权利要求1所述的系统用于滤棒生产工艺参数控制方法，其特征在于该方法包括以下的步骤: I)物理指标采集装置(2)向滤棒在线检测仪QTM (I)发送指令，采集滤棒物理指标的检测值，并将数据传送给所述的应用服务器(5)，应用服务器(5)接收到数据按检验的样本计算样本均值和标准值，并存储到所述的实时历史/关系数据库(6)，同时所述的工艺参数采集装置(4)实时采集所述的滤棒成型机电控系统(3)，并通过应用服务器(5)将数据保存到所述的实时历史/关系数据库(6); 2)数据分析服务器(7)抽取所述实时历史/关系数据库(6)中保存的滤棒物测值、工艺参数实时值以及物理指标的判稳、判异标准，进行大数据的数据清洗、数据整合、数据建模分析和将结果反馈到所述的工艺参数控制服务器(9)，并在所述的数据展示客户端(8)进行可视化展示； 3)工艺参数控制服务器(9)按所述数据分析服务器(7)得到的分析结果，利用所述的工艺参数采集装置(4)与滤棒成型设备电控系统进行数据通讯，自动调整设备的工艺参数，保证生产的滤棒产品质量达到工艺标准的要求。
【文档编号】G05B19/418GK105867325SQ201610220028
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月8日
【发明人】朱立明, 楼卫东, 杨帅, 何启学
【申请人】浙江中烟工业有限责任公司