CN101901003A - 利用个性化电子标识和比对技术控制烟丝质量的方法 - Google Patents

Abstract

一种利用个性化电子标识和“比对”技术控制烟丝质量的方法，包括制丝生产线。生产线的每个工艺环节至少受到指令层面的网络系统和作业层面的网络系统控制，在两个网络系统之间增加比对模块，比对模块将指令层面的网络系统下达的作业指令与作业层面的网络系统所产生的物料个性化电子标识进行比对，如果两者一致，则生产线正常作业；如果两者不一致，则报警或停止生产。本发明具有技术上可实现，成本增加能够接受，并且既可适用于烟草机械设计及制造商在新研制的制丝设备上运用，也可适用于烟草工业现有设备条件上的改造，并发挥作用于事前防范操控失误的优点。

Description

利用个性化电子标识和比对技术控制烟丝质量的方法

技术领域

本发明涉及一种可以防范中央控制室远程开机时的人为失误；防范操作人员本地开机时的人为失误；防范生产管理指令传递造成的失误；防范中央控制室、本地操作人员及生产管理人员沟通失误造成的失误。 

适用于卷烟厂制丝生产作业的各道工序，如制丝车间的防范高架库出错叶组，真空回潮岗蒸错烟，进错、出错储叶柜(预混柜)、加错混合料(表香)、梗丝混合料(表香)、梗丝表香，掺错梗丝(膨胀烟丝)、进错、出错储叶柜、风送送错烟丝等工序的利用标识信息和“比对”技术控制烟丝质量的方法。 

背景技术

卷烟制造由制丝(原料加工)、卷接(卷制成型)、包装(包装成品)三个主要过程组成。其中制丝是卷烟生产中的核心环节，制丝工序复杂，要求高，制丝的好坏直接关系到成品烟的质量。现有烟厂的制丝过程一般包括出库解包、真空回潮、松散烟叶、润叶加料、切丝、烘丝、叶丝梗丝混合、加香、贮丝等工序。制丝的主要任务是将各种烟叶制成配比均匀、纯净无杂质，宽度、水分、温度均符合各等级卷烟工艺要求的烟丝。 

目前，烟厂为了完成上述制丝过程，一般采用一条或多条包括完成上述系列工序的制丝生产线，为加强生产过程管理和质量监控，在生产线的每个工序都设有工控装置，来控制机械设备的运转，该工控装置要受到至少两套网络系统的控制，其中一个网络系统是数据管理监控层的网络系统， 以“以太网”作为主要媒介，行使指令层面职能。另一个网络系统是设备作业控制层的网络系统，以“工业以太网”为主要媒介，行使作业层面职能。作业层网络用工业控制和执行生产作业指令，其间产生物料个性化电子标识。现有生产线中的两套网络系统是相互独立的，每个工序的操作人员根据指令层面网络系统所接收到的生产作业指令，将其生产作业指令人工输入到作业层面的网络系统，作业层面的网络系统根据该指令进行相应的动作。 

烟丝的制丝过程工序繁多，在整个制丝过程中，只要哪一个工序人工输入到作业层面的网络系统的指令出错，都会造成重大质量事故，并且这种事故一旦发生，在事后是很难补救的；比如说，在出库解包工艺环节，假设指令层面网络系统所发的指令是生产代号为660的烟丝，如果现场操作人员在录入作业层面的网络系统时，将代号660错误的录成为600(6和0很容易混淆，产生误录)，那从第一个工艺环节就出现了问题，因为，代号为600和代号为660的叶组配比是完全不同的，这种情况下，单纯靠人眼来辩别烟叶的形状和颜色来确定批次的烟叶是否正确是不可能的。如果将指令层面网络系统的生产作业指令直接作为作业层面的网络系统的控制指令，而中间不用人工录入，那是最好不过的理想状态，但是，这种想法一是存在技术上的难点，二是存在成本大大增加的问题，三是不适合于现有烟丝生产线的改造。那么，如果有一种技术上可实现，成本增加能够接受，并且既可适用于烟草机械设计及制造商在新研制的制丝设备上运用，也可适用于烟草工业现有设备条件上的改造，可控制烟丝过程加工质量，防止“出错库”、“进错柜”、“出错柜”、“送错料”、“加错料”、“加错香”、“配错丝”(梗丝、膨丝)现象发生的技术方案，是市场所迫切需要的。 

发明内容

针对以上所述的问题，本发明提供一种技术上可实现，成本增加能接受，并且既可适用于烟草机械设计及制造商在新研制的制丝设备上运用，也可适用于烟草工业现有设备条件上的改造，用于事前防范操控失误的、利用个性化电子标识和“比对”技术把控烟丝质量的方法。 

本发明的核心思路是将烟叶、烟丝、掺配丝、香糖料等物料进行个性化物料个性化电子标识(如批次号、烟牌编码、香糖料编码)，增加比对模块，通过开发比对模块(PLC)控制程序，并设计相应的流程，当不同物料进行掺合生产时，由程序自动启动“比对”，只有当标识信息完全吻合，方可继续生产，否则将报警或停机，以实现对岗位操作指令的监督、把关，从而防范烟丝制造过程可能产生的质量事故。 

本发明的具体技术方案是：提供一种利用个性化电子标识和“比对”技术控制烟丝质量的方法，包括多个工艺环节的烟叶制丝生产线，烟叶制丝生产线每个工艺环节至少受到两个网络系统控制，其中一个网络系统是数据管理监控层的网络系统，以“以太网”作为主要媒介，行使指令层面职能。另一个网络系统是设备作业控制层的网络系统，以“工业以太网”为主要媒介，行使作业层面职能。作业层面网络系统用于工业控制和执行生产作业指令，并在其间产生物料个性化电子标识；在需要进行比对的工艺环节的两个网络系统之间均增加至少一个比对模块，所述比对模块将指令层面的网络系统下达给该工艺环节的生产作业指令与作业层面的网络系统所产生的物料个性化电子标识进行比对，如果所述生产作业指令与所述物料个性化电子标识一致，则生产线正常流水作业；如果所述生产作业指令与所述物料个性化电子标识不一致，则报警或停止该工艺环节的生产。 

本发明中，所述需要进行比对的工艺环节是指不同物料的交叉转换工艺环节或掺配工艺环节。 

本发明中，所述不同物料的交叉转换工艺环节包括烟叶(原梗)进出储叶柜(预混柜、储梗柜)、烟丝(梗丝)进出储丝柜、香糖料进出现场加料罐(加香管或香料房配料罐)工艺环节。 

本发明中，所述掺配工艺环节包括梗丝(膨胀烟丝、掺丝)等掺配于叶丝、烟草薄片掺配于片烟、混合料施加于烟叶(梗丝)、表香施加于混合烟丝(膨后梗丝)等工艺环节。 

本发明中，所述物料个性化电子标识是指产品批次号、烟牌编码或香糖料编码等。 

本发明中的报警可以是灯光报警、语音扬声报警或显示屏提示报警等。 

本发明具有技术上可实现，成本增加能够接受，并且既可适用于烟草机械设计及制造商在新研制的制丝设备上运用，也可适用于烟草工业现有设备条件上的改造，并发挥作用于事前防范操控失误的优点。 

附图说明

图1是本发明制丝车间的各工艺环节的总示意图。 

图2是本发明中一个工序(润叶加料)的各工艺环节对比流程示意图。 

具体实施方式

如图1所示，烟草工业的整个制丝过程，据不同原料加工特性及工艺流程区分，总体可分为三大环节，第一大环节是对片状烟叶的处理，即将经梗叶分离的原烟叶片加工成烟丝的过程；第二大环节是对原梗的处理，即将经梗叶分离的原梗加工成符合卷制要求膨化梗丝的过程；第三大环节是将烟丝与梗丝等掺配物混合掺配并赋予产品风格的过程。这期间，多种 组分混合掺配，并集中加香，加香之后储丝、醇化备用。 

叶片处理工段包括出库解包工序、回潮松散工序、润叶加料工序、切丝烘干工序；原梗处理工段包括原梗预处理(即原梗水洗)、原梗投料工序、二次润梗工序、回潮加料工序(含切梗丝)和闪蒸膨化加香工序；第三大环节包括掺配工序(将烟丝和梗丝掺配)以及储丝工序。在上述每道工序均设有与指令层面的网络系统和作业层面的网络系统相连接的控制及显示装置，车间MES生产计划通过指令层面的网络系统下达到各工序，作业层面的网络系统通过中央控制室输入命令控制生产流水线中的各道工序的机械作业(极个别岗位属现场本控，如真空回潮岗)。在每道工序的控制及显示装置中增加一个比对模块(采用可编程的单片机，PLC，下同)，该比对模块将指令层面的网络系统下达给该工艺环节的生产作业指令与作业层面的网络系统所产生的物料个性化电子标识(部分标识由作业系统自动产生；部分标识由人工录入生产，一般是批次号中的部分信息)进行比对。如本发明中，上述每道工序又包括一个或多个工艺环节，每个工艺环节均处在不同物料的交叉、转换或掺配的各个节点，是最容易出错的地方。 

现以出库解包工序为例说明，在出库解包工序只包括一个工艺环节，只需要进行烟牌牌号比对(批次号中包含有烟牌牌号信息，当然，还包括其它信息，如加料、加香、进柜、出柜、重量等信息)。 

以深圳烟草工业有限责任公司为例，如2010年1月10日生产“特美思”10吨，假设“特美思”批次号中品牌代码为220。开机后，出库解包工序的控制与显示装置将显示来自于车间MES解包子计划，该计划至少包括烟牌牌号、生产量和工艺参数信息，操作人员需将烟牌牌号和生产量信息录入到作业层面的网络系统，这时，该工序比对模块将把解包MES子计 划与操作人员录入的烟牌牌号和生产量信息做比对，若两者信息一致，则烟叶高架配方库将按预先存储的“特美思”配方叶组品种出库。比方说，特美思采用云南楚雄2007C3F等级烟叶X包，湖南2008B2F等级烟叶Y包，湖北广水2007B1F等级烟叶Z包等，解包机也按要求解包；如果该工序比对模块发现，解包MES子计划与操作人员录入的烟牌牌号和生产量信息不一致，则出库解包工序报警(可以是灯光闪烁报警或声音报警，也可以是灯光和声音同时报警)，同时将错误信息反馈到车间调度室，高架配方库机械及解包机械也不工作。等查明原因，并纠正错误后，方可恢复生产。这样可在事前从源头杜绝事故的发生，避免事后补救或甚至无法补救的事故后果。 

需要说明的是，制丝不同工序的各工艺环节所比对的信息不一定是相同的内容，即不一定是烟牌牌号，在不同的工艺环节比对的信息可以不同的信息，如加料代号、加香代号、进柜代号、出柜代号、重量代号等。 

归纳起来，整个制丝过程涵盖5种不同类型的比对，一是烟牌出、入柜比对，辨清物料来源及去向；二是烟牌加料比对，保证正确的料液加入正确的叶组；三是掺配比对，防范掺错组分或掺配物；四是批次牌号比对，防范进错柜或出错柜。五是重量信息比对，核查物料加工过程的重要差错。显然，根据需要也可以设计更多参数的比对。图1中，将整个制丝过程分为三大环节，三大环节又分为多个工序(图中包括但不限于8个工序)，以及多个工艺关键点(图中为包括但不限于27个工艺关键点，分别用(1)……(27)标示)。 

为进一步说明本发明，下面以润叶加料工序为例，结合图2作进一步说明。针对润叶加料工序的作业流程，车间在生产计划下发、要料、预混 柜出柜、进储叶柜的过程中，共设计开发了5次综合信息的比对，以避免中控、现场和香料房等可能产生的送错料、出错柜、进错柜、加错料等差错。 

如图2所示，根据每日的MES生产计划，由车间中控下发润叶回潮工序的执行子计划，该计划包括当前批次计划出预混柜号、出柜烟牌，现场加料罐号，进储叶柜号、进柜烟牌。 

1、计划出预混柜批次和实际出柜批次号的比对。如果不一致，则报警扬声并出不了柜。 

2、计划加料罐(编号)标识与出柜牌号的比对，如果不一致，则处于停机状态。 

3、计划进储叶柜批次和实际出柜牌号的比对。如果不一致，则该工序马上停机。 

4、现场加料罐(编号)标识与香料房料罐标识的比对。如果一致，则糖料自动送入该现场罐；如不一致，操作系统罐号清空，无法送料。 

5、现场加料罐(编号)标识与香料房料罐标识的比对。如果一致，则糖料自动从现场罐回料至香料房；如不一致，则无法回料。 

以上五次比对，几乎是同时、独立且持续进行，无逻辑先后顺序。 

显然，比对方法也可以应用到加香环节；通过现场加料罐(编号)标识与香料房料罐标识的比对，防止香料房送错或回错香糖料、梗料、梗香。应用到梗丝制备，针对梗丝多品种的情况，通过出柜梗丝牌号与掺配叶组牌号的比对，防范配错梗丝；通过储丝房计划出柜成品丝牌号与卷接包MES计划的比对，防范烟丝出错柜等等。 

本发明中其它未谈及的工艺环节的比对，请读者结合图1中类推，这 里不再赘述。 

另外，本发明所述的方法，也可以适用于烟草工业企业其它车间的各工序上使用，如用于卷接车间的烟丝出柜的柜号比对等。 

Claims (5)

1.一种利用标识信息和“比对”技术控制烟丝质量的方法，包括多个工艺环节的烟叶制丝生产线；烟叶制丝生产线每个工艺环节至少受到两个网络系统控制，其中一个网络系统是数据管理监控层的网络系统，以“以太网”作为主要媒介，形式指令层面职能；另一个网络系统是设备作业控制层的网络系统，以“工业以太网”为主要媒介，行使作业层面职能；指令层面网络系统用于下达生产作业指令；作业层面的网络系统用于工业控制和执行生产作业指令，并在其间产生物料个性化电子标识；其特征在于：在需要进行比对的工艺环节的两个网络系统之间均增加至少一个比对模块，所述比对模块将指令层面网络系统下达给该工艺环节的生产作业指令与作业层面的网络系统所产生的物料个性化电子标识进行比对，如果所述生产作业指令与所述物料个性化电子标识一致，则生产线正常流水作业；如果所述生产作业指令与所述物料个性化电子标识不一致，则报警或停止该工艺环节的生产。

2.根据权利要求1所述的利用标识信息和“比对”技术控制烟丝质量的方法，其特征在于：所述需要进行比对的工艺环节是指不同物料的交叉转换工艺环节或掺配工艺环节。

3.根据权利要求1或2所述的利用标识信息和“比对”技术控制烟丝质量的方法，其特征在于：所述不同物料的交叉转换工艺环节包括烟叶或原梗进出储叶柜或预混柜、储梗柜、烟丝或梗丝进出储丝柜、香糖料进出现场加料罐或加香管或香料房配料罐工艺环节。

4.根据权利要求3所述的利用标识信息和“比对”技术控制烟丝质量的方法，其特征在于：所述掺配工艺环节包括梗丝或膨胀烟丝、掺丝等掺配于叶丝、烟草薄片掺配于片烟、混合料施加于烟叶或梗丝、表香施加于混合烟丝或膨后梗丝等工艺环节。

5.根据权利要求4所述的利用标识信息和“比对”技术控制烟丝质量的方法，其特征在于：所述物料个性化电子标识是指产品批次号、烟牌编码、或香糖料编码。

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