一种烟支重量自动控制系统及其控制方法

摘要

本发明涉及一种烟支重量自动控制系统及其控制方法。一种卷烟烟支重量自动控制系统，该系统由MC

说明书

技术领域

本发明涉及一种烟支重量自动控制系统及其控制方法。

背景技术

在国家“互联网+”战略指导下，卷烟生产企业根据自身发展需要，推动移动互联网、云计算、大数据、物联网等信息技术与卷烟生产制造深度融合，提出了智慧工厂的目标。为了实现智慧工厂的目标，必须先实现卷烟生产过程工艺控制的智慧化。本发明属于卷烟生产智慧工艺的一个方面。

另外随着生活品质和健康意识的日益提高，消费者对卷烟的口感、焦油含量等品质的要求越来越高，因此卷烟生产过程中对卷烟感官质量和焦油量等指标十分重视，而烟支重量对卷烟感官质量以及焦油量等指标有重要的影响。因而烟支重量在卷烟生产过程中受到重点关注。卷烟设备的重量控制系统主流包含基于核扫描的重量控制系统和基于微波技术重量控制系统两种类型，除了设备自动控制外，大部分卷烟生产企业对卷烟重量控制，仅仅停留在事后人工控制阶段。

本发明通过采集烟丝结构、设备影响因子、设备运行稳定性等多方面因素，运用大数据分析的原理和方法建立模型，得出影响卷烟吸阻的主要因素，并通过控制系统对设备相关因子进行参数调整，进而达到控制烟支重量指标，满足卷烟工艺生产标准，进而支撑生产过程工艺控制智慧化的要求。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种卷烟烟支重量自动控制系统，该系统形成一套包含采集、控制的完整闭环系统，真正实现卷烟烟支重量的智能控制。

为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种卷烟烟支重量自动控制系统，该系统由MC²烟支物理检测仪、烟支重量指标采集装置、卷烟机电控系统、相关因子采集装置、应用服务器、实时历史/关系数据库、数据分析服务器、现场操作终端、相关因子控制服务器和工业以太网组成，实时历史/关系数据库由实时历史数据库和关系数据库构成；

所述的MC²烟支物理检测仪通过以太网与烟支重量指标采集装置相连接，根据数据接口交互协议，实时获取烟支烟支重量指标的检测值；

所述的卷烟机电控系统与相关因子采集装置接入工业以太网络，相关因子包括烟支重量短期偏差、烟支长期偏差、烟丝结构如烟丝水分值，烟丝填充值，烟丝整丝率和烟丝碎丝率，通过卷烟电控的对外提供的数据通讯协议，通过实时获取设备相关因子的实时值；

所述的应用服务器，用于与卷烟烟支重量指标采集装置和相关因子采集装置进行通信，应用服务器将卷烟烟支重量采集装置获取的物理检查值保存到关系数据库中，将于相关因子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，用于存储卷烟烟支重量工艺质量标准、卷烟烟支重量控制图的上下控制限和大数据分析的统计数据；

所述的实时历史数据库，用于存储采集的相关因子的原始数据和变化值，数据按时间戳存储，相关因子的实时数据值进行存储，避免数据的漏记与错记，实现生产过程的再现；

所述的数据分析服务器，用于对烟支重量物测指标进行稳定性检测和判异；首先获取生产卷烟品牌的烟支重量控制标准，将采集到的烟支重量实时值与标准进行对比分析，利用建立的基于大数的趋势计算模型判断烟支重量是否超过控制标准范围，同时通过计算预测烟支重量指标是否有向不良趋势发展的倾向；若烟支重量指标存在超过控制范围或者存在有向不良趋势发展的倾向，系统建立的分析模型自动追查与烟支重量相关的因子包括烟支重量短期偏差、烟支长期偏差、烟丝结构如烟丝水分值，烟丝填充值，烟丝整丝率，烟丝碎丝率；利用建立的数据分析模型，进一步分析这些相关因子的数据是否发生变异，若发生变异，则对利用所述的相关因子控制器直接按控制标准调整设备的相关因子参数设定值，从而保证产品生产满足控制要求；

所述的现场操作终端，用于即时发布数据分析服务器对卷烟烟支重量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烟支重量的趋势预测分析；指导生产人员对设备的烟支重量工艺进行关注和调整，以保证生产的产品满足企业的工艺质量控制标准；

所述的相关因子控制服务器，用于根据数据分析服务器分析的结果，通过相关因子采集装置与卷烟电控系统进行通讯，自动调整设备运行的相关参数，减少机台操作人员人为根据经验进行参数的设置。

本发明第二个目的是提供上述的系统的自动控制方法，该方法包括以下的步骤：

1）烟支重量指标采集装置向MC2烟支物理检测仪发送指令，采集卷烟烟支重量的物理检测值，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，同时所述的相关因子采集装置实时采集所述的卷烟机电控系统，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烟支重量物测值、相关因子实时值以及烟支重量判稳、判异的标准，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相关因子控制服务器，并在所述的现场操作终端进行可视化展示；

3）相关因子控制服务器按所述数据分析服务器得到的分析结果，利用所述的相关因子采集装置与卷烟设备电控系统进行数据通讯，自动调整设备的相关因子参数，保证生产的卷烟产品质量达到工艺标准的要求。

本发明专利的有益效果在于：通过卷烟烟支重量的采集装置和相关因子采集装置实时采集数据烟支重量和相关因子实时值，依据企业工艺质量标准对卷烟烟支重量的控制标准，对烟支重量指标的判稳、判异，并通过大量相关因子建立大数据分析模型找到烟支重量异常的真实原因，从而系统自动调整设备相关工艺参数。形成一套包含采集、控制的完整闭环系统，真正实现卷烟烟支重量的智能控制。

附图说明

图1为本发明专利一种卷烟烟支重量控制方法的原理示意图。

具体实施方式

如图1所示的一种卷烟烟支重量自动控制系统，该系统由MC²烟支物理检测仪1、烟支重量指标采集装置2、卷烟机电控系统3、相关因子采集装置4、应用服务器5、实时历史/关系数据库6、数据分析服务器7、现场操作终端8、相关因子控制服务器9和工业以太网组成，实时历史/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MC2烟支物理检测仪1通过以太网与烟支重量指标采集装置2相连接，根据数据接口交互协议，实时获取烟支烟支重量指标的检测值；

所述的卷烟机电控系统3与相关因子采集装置4接入工业以太网络，相关因子包括烟支重量短期偏差、烟支长期偏差、烟丝结构如烟丝水分值，烟丝填充值，烟丝整丝率和烟丝碎丝率，通过卷烟电控的对外提供的数据通讯协议，通过实时获取设备相关因子的实时值；

所述的应用服务器5，用于与卷烟烟支重量指标采集装置2和相关因子采集装置4进行通信，应用服务器5将卷烟烟支重量采集装置获取的物理检查值保存到关系数据库中，将于相关因子采集装置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；

所述的关系数据库服务器，用于存储卷烟烟支重量工艺质量标准、卷烟烟支重量控制图的上下控制限和大数据分析的统计数据；

所述的实时历史数据库，用于存储采集的相关因子的原始数据和变化值，数据按时间戳存储，相关因子的实时数据值进行存储，避免数据的漏记与错记，实现生产过程的再现；

所述的数据分析服务器7，用于对烟支重量物测指标进行稳定性检测和判异；首先获取生产卷烟品牌的烟支重量控制标准，将采集到的烟支重量实时值与标准进行对比分析，利用建立的基于大数的趋势计算模型判断烟支重量是否超过控制标准范围，同时通过计算预测烟支重量指标是否有向不良趋势发展的倾向；若烟支重量指标存在超过控制范围或者存在有向不良趋势发展的倾向，系统建立的分析模型自动追查与烟支重量相关的因子包括烟支重量短期偏差、烟支长期偏差、烟丝结构如烟丝水分值，烟丝填充值，烟丝整丝率，烟丝碎丝率；利用建立的数据分析模型，进一步分析这些相关因子的数据是否发生变异，若发生变异，则对利用所述的相关因子控制器直接按控制标准调整设备的相关因子参数设定值，从而保证产品生产满足控制要求；

所述的现场操作终端8，用于即时发布数据分析服务器7对卷烟烟支重量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烟支重量的趋势预测分析；指导生产人员对设备的烟支重量工艺进行关注和调整，以保证生产的产品满足企业的工艺质量控制标准；

所述的相关因子控制服务器9，用于根据数据分析服务器7分析的结果，通过相关因子采集装置4与卷烟电控系统进行通讯，自动调整设备运行的相关参数，减少机台操作人员人为根据经验进行参数的设置。

上述的系统的自动控制方法，该方法包括以下的步骤：

所述的烟支重量指标采集装置 2向烟支物理检测仪MC2 1发送指令，采集卷烟烟支重量的物理检测值，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，同时所述的相关因子采集装置 4实时采集所述的卷烟机电控系统 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。数据分析服务器 7抽取所述实时历史/关系数据库 6中保存的烟支重量物测值、相关因子实时值以及烟支重量判稳、判异的标准，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相关因子控制服务器 9，并在所述的现场操作终端 8进行可视化展示。相关因子控制服务器 9按所述数据分析服务器 7得到的分析结果，利用所述的相关因子采集装置 4与卷烟设备电控系统进行数据通讯，自动调整设备的相关因子参数，保证生产的卷烟产品质量达到工艺标准的要求。