本發(fā)明涉及卷煙制造質(zhì)量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種煙支通風(fēng)度控制系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)：

在國(guó)家“互聯(lián)網(wǎng)+”戰(zhàn)略指導(dǎo)下，卷煙生產(chǎn)企業(yè)根據(jù)自身發(fā)展需要，推動(dòng)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)與卷煙生產(chǎn)制造深度融合，提出了智慧工廠的目標(biāo)。為了實(shí)現(xiàn)智慧工廠的目標(biāo)，必須先實(shí)現(xiàn)卷煙生產(chǎn)過(guò)程工藝控制的智慧化。本發(fā)明屬于卷煙生產(chǎn)智慧工藝的一個(gè)方面。

另外隨著生活品質(zhì)和健康意識(shí)的日益提高，消費(fèi)者對(duì)卷煙的口感、焦油含量等品質(zhì)的要求越來(lái)越高，因此卷煙生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)卷煙感官質(zhì)量和焦油量等指標(biāo)十分重視，而煙支通風(fēng)度對(duì)卷煙感官質(zhì)量以及焦油量等指標(biāo)有重要的影響。大部分卷煙生產(chǎn)企業(yè)對(duì)卷煙通風(fēng)度控制，僅僅停留在事后控制階段。

本發(fā)明通過(guò)采集煙絲結(jié)構(gòu)、設(shè)備影響因子、設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性等多方面因素，運(yùn)用大數(shù)據(jù)分析的原理和方法建立模型，得出影響卷煙通風(fēng)度的主要因素，并通過(guò)控制系統(tǒng)對(duì)設(shè)備相關(guān)因子進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，進(jìn)而達(dá)到控制煙支通風(fēng)度指標(biāo)，滿足卷煙工藝生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而支撐生產(chǎn)過(guò)程工藝控制智慧化的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種卷煙煙支通風(fēng)度控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)形成一套包含采集、分析、控制的完整閉環(huán)系統(tǒng)，真正實(shí)現(xiàn)卷煙通風(fēng)度的智能控制。

為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案：

一種卷煙煙支通風(fēng)度控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)由煙支物理檢測(cè)儀、卷煙通風(fēng)度采集裝置、卷煙機(jī)電控系統(tǒng)、相關(guān)因子采集裝置、應(yīng)用服務(wù)器、實(shí)時(shí)歷史/關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)分析分析服務(wù)器、現(xiàn)場(chǎng)操作終端、相關(guān)因子控制服務(wù)器和工業(yè)以太網(wǎng)組成,實(shí)時(shí)歷史/關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)由關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器構(gòu)成；

所述的煙支物理檢測(cè)儀器通過(guò)以太網(wǎng)與卷煙通風(fēng)度采集裝置相連接，根據(jù)數(shù)據(jù)接口交互協(xié)議，實(shí)時(shí)獲取煙支通風(fēng)度指標(biāo)的檢測(cè)值；

所述的卷煙機(jī)電控系統(tǒng)與相關(guān)因子采集裝置接入工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)，相關(guān)因子包括煙支重量、煙支重量短期偏差、煙支長(zhǎng)期偏差、壓實(shí)端位置、密端增量和煙絲結(jié)構(gòu)；煙絲結(jié)構(gòu)包括煙絲水分值，煙絲填充值，煙絲整絲率和煙絲碎絲率，通過(guò)卷煙電控的對(duì)外提供的數(shù)據(jù)通訊協(xié)議，通過(guò)實(shí)時(shí)獲取設(shè)備相關(guān)因子的實(shí)時(shí)值，采集頻率10秒/次；

所述的應(yīng)用服務(wù)器，用于與卷煙通風(fēng)度采集裝置和相關(guān)因子采集裝置進(jìn)行通信，應(yīng)用服務(wù)器將卷煙通風(fēng)度采集裝置獲取的通風(fēng)度檢測(cè)值保存到關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中，將于相關(guān)因子采集裝置獲取的到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)原始數(shù)據(jù)和變化值直接存儲(chǔ)到實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，存儲(chǔ)頻率10秒/次；所述的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，用于存儲(chǔ)卷煙通風(fēng)度工藝質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、卷煙通風(fēng)度控制圖的上下控制限、分析模型和大數(shù)據(jù)分析的統(tǒng)計(jì)結(jié)果；

所述的實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，用于存儲(chǔ)采集的相關(guān)因子的原始數(shù)據(jù)和變化值，數(shù)據(jù)按時(shí)間戳存儲(chǔ)，相關(guān)因子的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)值進(jìn)行存儲(chǔ)，避免數(shù)據(jù)的漏記與錯(cuò)記，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的重現(xiàn)；所述的數(shù)據(jù)分析服務(wù)器，用于對(duì)卷煙通風(fēng)度物測(cè)指標(biāo)進(jìn)行穩(wěn)定性檢測(cè)和判異；首先獲取生產(chǎn)卷煙牌號(hào)的通風(fēng)度工藝標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)建立基于大數(shù)據(jù)通風(fēng)度趨勢(shì)計(jì)算模型判斷實(shí)時(shí)采集的通風(fēng)度值是否超過(guò)通風(fēng)度工藝標(biāo)準(zhǔn)的范圍，同時(shí)預(yù)測(cè)通風(fēng)度指標(biāo)發(fā)展趨勢(shì)的好壞；若通風(fēng)度實(shí)時(shí)值超過(guò)控制范圍或者存在不良發(fā)展的趨勢(shì)，系統(tǒng)建立的分析模型自動(dòng)追查與通風(fēng)度相關(guān)的因子包括煙支重量、煙支重量短期偏差、煙支長(zhǎng)期偏差、壓實(shí)端位置、密端增量和煙絲結(jié)構(gòu)；煙絲結(jié)構(gòu)包括煙絲水分值，煙絲填充值，煙絲整絲率和煙絲碎絲率；利用建立的數(shù)據(jù)分析模型，進(jìn)一步分析這些相關(guān)因子的數(shù)據(jù)是否發(fā)生變異，若發(fā)生變異，則利用所述的相關(guān)因子控制器，直接按控制標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整設(shè)備的相關(guān)因子參數(shù)設(shè)定值，從而保證卷煙通風(fēng)度滿足工藝的控制要求；

所述的現(xiàn)場(chǎng)操作終端，用于即時(shí)發(fā)布數(shù)據(jù)分析服務(wù)器對(duì)卷煙通風(fēng)度指標(biāo)的穩(wěn)定性判定結(jié)果、指標(biāo)異常判斷結(jié)果、影響因素的分析結(jié)果和通風(fēng)度的趨勢(shì)預(yù)測(cè)分析；指導(dǎo)生產(chǎn)人員對(duì)設(shè)備的通風(fēng)度工藝進(jìn)行關(guān)注和調(diào)整，保證生產(chǎn)的產(chǎn)品滿足企業(yè)的工藝質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)；

所述的相關(guān)因子控制服務(wù)器，用于根據(jù)數(shù)據(jù)分析服務(wù)器分析的結(jié)果，通過(guò)相關(guān)因子采集裝置與卷煙電控系統(tǒng)進(jìn)行通訊，自動(dòng)調(diào)整設(shè)備運(yùn)行的相關(guān)參數(shù)，減少機(jī)臺(tái)操作人員人為根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行參數(shù)的設(shè)置。

本發(fā)明的另外一個(gè)目的是提供上述的系統(tǒng)的控制方法，該方法包括以下的步驟：

1、通風(fēng)度指標(biāo)采集裝置向煙支物理檢測(cè)儀發(fā)送指令，采集卷煙通風(fēng)度的物理檢測(cè)值，并將數(shù)據(jù)傳送給所述的應(yīng)用服務(wù)器，應(yīng)用服務(wù)器接收到數(shù)據(jù)按檢驗(yàn)的樣本計(jì)算樣本均值和標(biāo)準(zhǔn)值，并存儲(chǔ)到所述的實(shí)時(shí)歷史/關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，同時(shí)所述的相關(guān)因子采集裝置實(shí)時(shí)采集所述的卷煙機(jī)電控系統(tǒng)，并通過(guò)應(yīng)用服務(wù)器將數(shù)據(jù)保存到所述的實(shí)時(shí)歷史/關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)；

2、數(shù)據(jù)分析服務(wù)器抽取所述實(shí)時(shí)歷史/關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中保存的通風(fēng)度物測(cè)值、相關(guān)因子實(shí)時(shí)值以及通風(fēng)度判穩(wěn)、判異的標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)整合、數(shù)據(jù)建模分析和將結(jié)果反饋到所述的相關(guān)因子控制服務(wù)器，并在所述的現(xiàn)場(chǎng)操作終端進(jìn)行可視化展示；

3、相關(guān)因子控制服務(wù)器按所述數(shù)據(jù)分析服務(wù)器得到的分析結(jié)果，利用所述的相關(guān)因子采集裝置與卷煙設(shè)備電控系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，自動(dòng)調(diào)整設(shè)備的相關(guān)因子參數(shù)，保證生產(chǎn)的卷煙產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到工藝標(biāo)準(zhǔn)的要求。

本發(fā)明專利的有益效果在于：通過(guò)卷煙通風(fēng)度的采集裝置和相關(guān)因子采集裝置實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)通風(fēng)度和相關(guān)因子實(shí)時(shí)值，依據(jù)企業(yè)工藝質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)對(duì)卷煙通風(fēng)度的控制標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)通風(fēng)度指標(biāo)的判穩(wěn)、判異，并通過(guò)大量相關(guān)因子建立大數(shù)據(jù)分析模型找到通風(fēng)度異常的真實(shí)原因，從而系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整設(shè)備相關(guān)工藝參數(shù)。形成一套包含采集、分析、控制的完整閉環(huán)系統(tǒng)，真正實(shí)現(xiàn)卷煙通風(fēng)度的智能控制。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明專利一種卷煙通風(fēng)度控制方法的原理示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示的一種卷煙煙支通風(fēng)度控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)由煙支物理檢測(cè)儀1、卷煙通風(fēng)度采集裝置2、卷煙機(jī)電控系統(tǒng)3、相關(guān)因子采集裝置4、應(yīng)用服務(wù)器5、實(shí)時(shí)歷史/關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)6、數(shù)據(jù)分析服務(wù)器7、現(xiàn)場(chǎng)操作終端8、相關(guān)因子控制服務(wù)器9和工業(yè)以太網(wǎng)組成,實(shí)時(shí)歷史/關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)6由關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器構(gòu)成；

所述的煙支物理檢測(cè)儀1器通過(guò)以太網(wǎng)與卷煙通風(fēng)度采集裝置2相連接，根據(jù)數(shù)據(jù)接口交互協(xié)議，實(shí)時(shí)獲取煙支通風(fēng)度指標(biāo)的檢測(cè)值；

所述的卷煙機(jī)電控系統(tǒng)3與相關(guān)因子采集裝置4接入工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)，相關(guān)因子包括煙支重量、煙支重量短期偏差、煙支長(zhǎng)期偏差、壓實(shí)端位置、密端增量和煙絲結(jié)構(gòu)；煙絲結(jié)構(gòu)包括煙絲水分值，煙絲填充值，煙絲整絲率和煙絲碎絲率，通過(guò)卷煙電控的對(duì)外提供的數(shù)據(jù)通訊協(xié)議，通過(guò)實(shí)時(shí)獲取設(shè)備相關(guān)因子的實(shí)時(shí)值，采集頻率10秒/次；

所述的應(yīng)用服務(wù)器5，用于與卷煙通風(fēng)度采集裝置2和相關(guān)因子采集裝置4進(jìn)行通信，應(yīng)用服務(wù)器5將卷煙通風(fēng)度采集裝置2獲取的通風(fēng)度檢測(cè)值保存到關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中，將于相關(guān)因子采集裝置4獲取的到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)原始數(shù)據(jù)和變化值直接存儲(chǔ)到實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，存儲(chǔ)頻率10秒/次；

所述的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，用于存儲(chǔ)卷煙通風(fēng)度工藝質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、卷煙通風(fēng)度控制圖的上下控制限、分析模型和大數(shù)據(jù)分析的統(tǒng)計(jì)結(jié)果；

所述的實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，用于存儲(chǔ)采集的相關(guān)因子的原始數(shù)據(jù)和變化值，數(shù)據(jù)按時(shí)間戳存儲(chǔ)，相關(guān)因子的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)值進(jìn)行存儲(chǔ)，避免數(shù)據(jù)的漏記與錯(cuò)記，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的重現(xiàn)；所述的數(shù)據(jù)分析服務(wù)器7，用于對(duì)卷煙通風(fēng)度物測(cè)指標(biāo)進(jìn)行穩(wěn)定性檢測(cè)和判異；首先獲取生產(chǎn)卷煙牌號(hào)的通風(fēng)度工藝標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)建立基于大數(shù)據(jù)通風(fēng)度趨勢(shì)計(jì)算模型判斷實(shí)時(shí)采集的通風(fēng)度值是否超過(guò)通風(fēng)度工藝標(biāo)準(zhǔn)的范圍，同時(shí)預(yù)測(cè)通風(fēng)度指標(biāo)發(fā)展趨勢(shì)的好壞；若通風(fēng)度實(shí)時(shí)值超過(guò)控制范圍或者存在不良發(fā)展的趨勢(shì)，系統(tǒng)建立的分析模型自動(dòng)追查與通風(fēng)度相關(guān)的因子包括煙支重量、煙支重量短期偏差、煙支長(zhǎng)期偏差、壓實(shí)端位置、密端增量和煙絲結(jié)構(gòu)；煙絲結(jié)構(gòu)包括煙絲水分值，煙絲填充值，煙絲整絲率和煙絲碎絲率；利用建立的數(shù)據(jù)分析模型，進(jìn)一步分析這些相關(guān)因子的數(shù)據(jù)是否發(fā)生變異，若發(fā)生變異，則利用所述的相關(guān)因子控制器，直接按控制標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整設(shè)備的相關(guān)因子參數(shù)設(shè)定值，從而保證卷煙通風(fēng)度滿足工藝的控制要求；

所述的現(xiàn)場(chǎng)操作終端8，用于即時(shí)發(fā)布數(shù)據(jù)分析服務(wù)器7對(duì)卷煙通風(fēng)度指標(biāo)的穩(wěn)定性判定結(jié)果、指標(biāo)異常判斷結(jié)果、影響因素的分析結(jié)果和通風(fēng)度的趨勢(shì)預(yù)測(cè)分析；指導(dǎo)生產(chǎn)人員對(duì)設(shè)備的通風(fēng)度工藝進(jìn)行關(guān)注和調(diào)整，保證生產(chǎn)的產(chǎn)品滿足企業(yè)的工藝質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)；

所述的相關(guān)因子控制服務(wù)器9，用于根據(jù)數(shù)據(jù)分析服務(wù)器7分析的結(jié)果，通過(guò)相關(guān)因子采集裝置4與卷煙電控系統(tǒng)進(jìn)行通訊，自動(dòng)調(diào)整設(shè)備運(yùn)行的相關(guān)參數(shù)，減少機(jī)臺(tái)操作人員人為根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行參數(shù)的設(shè)置。

上述的系統(tǒng)的控制方法如下：

所述的通風(fēng)度指標(biāo)采集裝置2向煙支物理檢測(cè)儀1發(fā)送指令，采集卷煙通風(fēng)度的物理檢測(cè)值，并將數(shù)據(jù)傳送給所述的應(yīng)用服務(wù)器5，應(yīng)用服務(wù)器5接收到數(shù)據(jù)按檢驗(yàn)的樣本計(jì)算樣本均值和標(biāo)準(zhǔn)值，并存儲(chǔ)到所述的實(shí)時(shí)歷史/關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)6，同時(shí)所述的相關(guān)因子采集裝置4實(shí)時(shí)采集所述的卷煙機(jī)電控系統(tǒng)3，并通過(guò)應(yīng)用服務(wù)器5將數(shù)據(jù)保存到所述的實(shí)時(shí)歷史/關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)6。所述的數(shù)據(jù)分析服務(wù)器7抽取所述實(shí)時(shí)歷史/關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)6中保存的通風(fēng)度物測(cè)值、相關(guān)因子實(shí)時(shí)值以及通風(fēng)度判穩(wěn)、判異的標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)整合、數(shù)據(jù)建模分析和將結(jié)果反饋到所述的相關(guān)因子控制服務(wù)器9，并在所述的現(xiàn)場(chǎng)操作終端8進(jìn)行可視化展示。所述的相關(guān)因子控制服務(wù)器9按所述數(shù)據(jù)分析服務(wù)器7得到的分析結(jié)果，利用所述的相關(guān)因子采集裝置4與卷煙設(shè)備電控系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，自動(dòng)調(diào)整設(shè)備的相關(guān)因子參數(shù)，保證生產(chǎn)的卷煙產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到工藝標(biāo)準(zhǔn)的要求。