[發明專利]一種基于機器學習算法的制絲烘絲筒冷卻水分智能控制系統

有效

• 申請號: 202010311649.0
• 申請日: 2020-04-20
• 公開（公告）號: CN111427322B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 蔣一翔;王安琪;章曉白;馮海;王文娟;王淼;劉強
• 申請（專利權）人: 浙江中煙工業有限責任公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 曹兆霞

本發明公開了一種基于機器學習算法的制絲烘絲筒冷卻水分智能控制系統，包括數據采集平臺和智能控制模型，其中：數據采集平臺包括數據采集模塊和烘絲筒具象化模型；智能控制模型包括數據預處理模塊、智能控制算法網絡和仿真虛擬環境模塊，數據預處理模塊對采集數據進行預處理后輸入智能控制算法網絡；智能控制算法網絡根據預處理的數據生成設備控制狀態；仿真虛擬環境模塊根據設備控制狀態，并采用直接采集數據進行仿真模擬，獲得下一時刻的設備控制狀態并反饋給智能控制算法網絡；智能控制算法網絡在需要進行工藝參數調整時，根據設備控制狀態生成設備控制指令并經數據采集平臺發送至烘絲筒的主控PLC以控制烘絲筒的運行參數調整。

技術領域

本發明屬于制絲烘絲筒技術領域，具體涉及一種基于機器學習算法的制絲烘絲筒冷卻水分智能控制系統。

背景技術

隨著互聯網技術、信息數字技術、人工智能技術的迅速進步，智能制造大范圍推廣成為可能。經過十多年的技術積累，智能制造在全球范圍內快速發展，智能制造以新的數字信息技術為基礎，結合新的制造工藝和材料，貫穿產品的設計、生產、管理、服務各個環節，是先進制造過程、系統與模式的總稱，具有信息深度自感知、優化自決策和精準控制自執行等功能。在智能制造過程中，利用多功能傳感器和智能控制系統，設備可以進行自感知、自分析、自決策等智能活動，減少設備響應問題的時間，實時反饋并優化生產物流信息，提升企業生產效率。

滾筒烘絲機用于煙草制絲生產線上對切絲后的葉絲、梗絲進行高溫快速烘干，能去除青雜氣味和游離堿，使煙絲香氣顯露，煙味更為醇和。快速干燥，能使葉絲、梗絲具有良好的卷曲度和松散度，提高填充能力。在煙草制絲線生產過程中，烘絲機是重要的設備之一，是保證卷煙內在質量的關鍵性設備。

葉絲干燥工序是卷煙制葉絲生產過程中的重要工序，主要通過高溫環境使回潮后的葉絲迅速蒸發水分，促使葉絲松散，產生一定卷曲，增加葉絲的填充能力，去除葉絲中的部分雜氣，以達到滿足卷煙生產的技術標準要求。烘絲冷卻后水分作為葉絲干燥過程的觀測指標，客觀反映了加工過程/生產制造的控制水平，是整個制絲過程唯一的行業對標指標。

實際生產過程中，滾筒式烘絲機可通過調整熱風風溫或者筒壁溫度兩種模式對烘葉絲水分進行調節，采用調節筒壁溫度的方式對烘葉絲水分進行調節。由于烘絲過程控制具有較強的非線性、不確定性和滯后性等特點，再加上煙草本身的性質特殊，使得烘絲過程水分控制變得十分復雜。傳統的PID控制存在響應穩態誤差大、響應時間長等問題，容易產生干頭干尾現象，造成過程損耗增加；生產過程中人工調節筒壁溫度存在響應不及時、主觀判斷失誤等風險，(在料頭控制過程中較為明顯)這些都可能影響煙絲最終品質。

因此，迫切地需要一種制絲烘絲筒冷卻水分智能控制方法以實現對煙絲水分的控制，使煙絲水分滿足需求。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于機器學習算法的制絲烘絲筒冷卻水分智能控制系統，實現煙絲生產均質化，減少生產過程的干頭、干尾量，提高煙絲出絲率，提升產品質量。

本發明的技術方案為：

一種基于機器學習算法的制絲烘絲筒冷卻水分智能控制系統，包括數據采集平臺和智能控制模型，其中：

所述數據采集平臺包括數據采集模塊和烘絲筒具象化模型，所述數據采集模塊實時采集烘絲筒運行數據、產品工藝質量數據、產品信息、質量檢測數據、工藝規范要求以及設備校正數據，并根據采集數據實時更新烘絲筒具象化模型；