CN109923565A - 烟草加工工业的控制系统和控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种烟草加工工业的控制系统，所述控制系统包括第一数据网络（30、31）和第一服务器（20、21），所述第一服务器与所述第一数据网络（30、31）连接，其中所述烟草加工工业的多个机器（10‑15；100‑220）与所述第一数据网络（30、31）连接，其中所述机器（10‑15；100‑220）的机器参数和机器测量值被检测或者是能够被检测的，并且通过所述第一数据网络（30、31）来被传送给所述第一服务器（20、21）或者是能够被传送给所述第一服务器（20、21）的，并且根据尤其是能够预给定的优化标准来与所述第一服务器（20、21）如此彼此相关，使得用于所述机器（10‑15；100‑220）中的至少一个机器的控制优化值被确定或者是能够被确定的。
Description
技术领域
本发明涉及一种烟草加工工业的控制系统和一种用于控制烟草加工工业的机器的方法。
背景技术
烟草加工工业的机器、例如尤其是香烟制造机器、过滤嘴制造机器、多段式过滤嘴制造机器、烟草预加工设备、过滤嘴结合机、香烟的包装机或用于对所生产的香烟进行包装的包装制造机器，由多个机器部件和元件组成，这些机器部件和元件必须彼此最佳地共同作用，并且更确切地说与待加工的材料、例如烟草、过滤嘴材料和包裹条或包裹或包装材料相关联地彼此最佳地共同作用。
对于香烟制造机器，可以在毫无问题的情况下设置或改变超过2000个参数，以便生产最佳的、质量上高品质的最终产品，也即例如过滤嘴香烟。所述参数包括：所生产的香烟的重量、烟草湿度、直径、盖戳位置（Stempellage）、紧密性或通风度、纸层位置（Papierlagenposition）、压力或所施加的负压、温度、胶水图案（Leimbild）、胶水量和驱动转速，以便仅提及一些相关的过程参数，所述相关的过程参数可以在机器的不同位置处存在。
此外，品牌参数也可以很重要，例如烟草混合物、所生产的香烟的所期望的长度、直径、重量、重量分布、包裹材料的特定处理或烟草质量。通过专利申请人的长年经验，有可能的是：在相应机器中待设置的参数以非常接近最佳值的方式来预给定。然而在生产香烟时，操作人员可以改变参数，以便改善成果，例如制成的产品的质量或每时间单位达成的量，或者以便实现废品的最小化。
在香烟制造商的生产厂房中，可能存在并且运行着不同类型的、不同制造商的多个机器，但是也可能部分地存在并且运行着一个制造商的大量相同的或相同类型的机器，用来制造香烟。在此情况下，在每个班组（Schicht）中，可能出现不同好坏质量的机器和所生产的不同量的高品质香烟或不同量的香烟废品。例如也可能发生不同数量的烟丝棒断裂（Strangbrüchen），并且更确切地说，尽管有经验的操作人员对相应的以及相同的机器进行操作，也可能发生不同数量的烟丝棒断裂。
为了优化所生产的量、质量或者为了使废品最小化，机器操作人员中的每个操作人员都具备其经验值，这些经验值至少部分地也被传递。尽管如此，在一个生产车间中或者在不同生产厂房中的不同机器在不同班组上来看也具有不同效率。
发明内容
本发明的任务是：说明一种烟草加工工业的控制系统和一种用于控制烟草加工工业的机器的方法，其通过客观标准来对烟草加工工业的产品的生产进行优化。
所述任务通过一种烟草加工工业的控制系统得以解决，所述控制系统包括第一数据网络和第一服务器，该第一服务器与第一数据网络连接，其中烟草加工工业的多个机器与第一数据网络连接，其中这些机器的机器参数和机器测量值被检测或者是能够被检测的，并且通过第一数据网络被传送给第一服务器或者是能够被传送给第一服务器，并且根据尤其是能够预给定的优化标准来与第一服务器如此彼此相关，使得用于这些机器中的至少一个机器的控制优化值被确定或者是能够被确定的。
被视作为机器参数的尤其是：滚筒的转速、输出包裹材料的卷轴的转速、输送机构（Förderorgan）或胶水或粘合剂输出机构上的电压值、粘合剂输出嘴中的压力值，输送速度、纸位置、成形带速度、所制造的烟丝棒的直径、压力的位置、所制造的香烟的重量、香烟的头加强部的密度、胶水压力、接缝胶水量、胶水图案的旋转体位置（Rotorposition）、包裹材料的厚度、用于产生负压的鼓风机的转速、烟草输送器的速度、梳通辊（Auskämmwalze）的速度、烟草密度的极限值、接缝平整装置（Nahtplätte）的压力值、抽吸带输送器（Saugbandförderer）的负压和其他参数。
作为机器测量值可以适用的是：烟草湿度、空气压力或负压、输送器速度、包裹材料条的湿度、风机转速、在香烟烟丝棒中的烟草密度、所制造的香烟的长度、刷落在抽吸带输送器上的烟草的高度、来自抽吸带输送器的经修整的（abtrimmen）烟草的量、每时间单位所制造的香烟的数目和其他机器测量值，例如尤其是还有在接缝平整装置上或在发动机上或发动机中的温度。
优选地，第一数据网络是内联网。
通过根据本发明的控制系统可以检测这些机器的大量的机器参数和机器测量值并且例如将它们相互比较。因此可以例如断定：多个相同类型的机器、例如10个相同类型的机器的机器库（Maschinenpark）中的一个机器在过滤嘴香烟的生产车间中具有更高的效率，也即例如生产更少量的废品。鉴于该机器，其他机器可以被比较并且断定出：哪些参数或测量值相应地有偏差。在此情况下，优选地可以针对机器参数或机器测量值预给定容差范围，所述容差范围被视为微小的，也即在比较时基于相应值的过小差异而并不被考虑。有偏差的测量值和/或参数然后可以用于：尤其是自动化地来优化其他运行得更差的机器。
优选地多个机器的附加环境参数被检测或者是能够被检测的，其中这些附加环境参数通过第一数据网络被传送给第一服务器或是能够被传送给第一服务器的，并且在第一服务器中根据优化标准和/或其他优化标准来彼此相关和/或与所述机器参数和/或机器测量值相关。
环境参数可以是环境温度，例如在生产车间中的温度，在生产车间中或在生产车间的不同位置处的湿度。在此情况下，也可以涉及生产车间的主要风机中的负压。此外，下文也可以理解为空气压力值，或者生产车间中的空气流的强度或方向。
作为附加环境参数也可以断定：一个门或多个门或者车间大门是对外打开的还是关闭的。例如，可以断定：在车间大门附近的两个机器中比在位于更远的机器中更频繁地出现纸裂纹。这可以被充分用于给相应的有关机器提供比机器参数更低的纸张拉力（Papierzug）或者对相应机器这样进行控制，使得纸张拉力被减小，以便减少在所述大门被打开的时刻包裹材料条或纸张的裂纹。
优选地，第一服务器通过第二数据网络来与第二服务器连接或者是能够连接的，其中能够预给定的机器测量值、能够预给定的机器参数、能够预给定的环境参数和/或能够预给定的控制优化值被传输或者是能够被传输的。在此情况下可以考虑：第一服务器例如被装配在烟草加工工业的机器制造商的客户处，并且第二服务器被装配在制造商处。由于制造商的经验或更大的数据库，经改善的控制优化值能够实现或者经改善的机器参数能够实现。通过预给定被传输的或者能够被传输的机器参数、机器测量值和/或控制优化值，客户具有确定实际得出哪些值的可能性。
优选地，控制优化值的至少一部分被预给定为多个机器中的至少一个机器的机器参数，用于控制该至少一个机器。
特别优选地，优化标准是：烟草加工工业的产品的尽可能少的废品、与烟草加工工业的所生产产品的最大可能量成比例的烟草加工工业的所生产的产品量、与烟草加工工业的所生产的产品量成比例的能量消耗、与烟草加工工业的所生产的产品量成比例的磨损和/或烟草加工工业的所生产的产品的质量。
特别优选地，如果第二服务器被构造为使烟草加工工业的多倍量的多个机器的机器参数和机器测量值和/或环境参数根据尤其是能够预给定的优化标准来彼此相关，使得用于所述机器中的至少一个机器的控制优化值被确定或者是能够被确定的，那么烟草加工工业的控制系统是特别优选的。在此情况下考虑：第二服务器尤其是使来自不同生产厂房的第一服务器的机器参数和机器测量值和/或环境参数以及可能所提出的控制优化值彼此相关，从而使来自不同所在地的经验能够被彼此相关并且能够产生总体地统计学上更安全的控制优化值，因为可以分析更多数目的参数和测量值。
所述任务此外通过一种用于控制烟草加工工业的机器的方法得以解决，其中从烟草加工工业的多个机器中检测所述多个机器中的机器的机器参数和机器测量值，并且根据尤其是能够预给定的优化标准将所述机器参数和机器测量值彼此相关，使得被用于控制机器的控制优化值被确定。
优选地，机器的环境参数被附加地检测并且这些环境参数根据所述优化标准和/或另外的优化标准来彼此相关和/或与机器参数和/或机器测量值相关。
优选地，所述优化标准是：烟草加工工业的产品的尽可能少的废品、与烟草加工工业的所生产产品的最大可能量成比例的烟草加工工业的所生产的产品量、与烟草加工工业的所生产的产品量成比例的能量消耗、与烟草加工工业的所生产的产品量成比例的磨损和/或烟草加工工业的所生产的产品的质量。
优选地，机器参数和机器测量值并且尤其是环境参数通过第一数据网络被传送到第一服务器，并且在第一服务器中，控制优化值被确定，其中尤其是能够预给定的机器参数、能够预给定的机器测量值、能够预给定的环境参数和/或能够预给定的控制优化值通过第二数据网络从第一服务器被传送到第二服务器，其中第二服务器尤其是使烟草加工工业的多倍量的多个机器的机器参数和机器测量值和尤其是环境参数根据尤其是能够预给定的优化标准来彼此相关，使得确定用于所述机器中的至少一个机器的控制优化值。
优选地，说明一种计算机程序产品，如果所述计算机程序产品在第一服务器和/或第二服务器上运行，则所述计算机程序产品实施根据本发明的或优选的方法步骤。
优选地，说明一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储介质，程序代码被存储在所述存储介质上，如果该程序代码在第一服务器和/或第二服务器上被运行，则该程序代码促使第一服务器或第二服务器或者促使第一服务器和第二服务器执行根据本发明的或优选的方法步骤。
本发明用于：生成烟草加工工业的机器的最佳参数设定。对此，烟草加工工业的生产机器可以通过有工作能力的控制系统来收集、处理并且例如在可视化装置上显示任何量的数据。各个机器的控制系统通过第一数据网络根据本发明来与第一服务器连接。在现有技术中，这用于：显示机器的生产能力和生产质量。
根据本发明，相应的机器参数、机器测量值和/或环境参数被用于，对机器效率、生产质量、废品率、替代部件的使用寿命和/或能量消耗进行优化。这些与机器的设定、也即机器参数、例如机械上的设定、框架条件（例如温度、空气压力和空气湿度）、基础设施（例如以电或负压进行的供给）、基础材料（例如包裹材料条，其例如由纸、烟草、胶水组成）的质量和机器操作者的个人行为（例如清洁和维护）有关。
这些参数中的许多参数都可以通过机器中的传感器来检测，并且机器的相应参数可以通过机器控制装置来设定。此外，对于每个品牌、例如香烟的每个品牌而言，应当按照其来生成香烟的相应配方和得出的生产成果以及相应预给定的变型是已知的。
根据本发明，使生产成果、也即例如每时间单位所生产的产品数目及其质量与机器的框架条件相关联。这些框架条件可以通过测量技术被检测或者作为机器的参数和设定来被限定或是能够预给定。根据本发明，生产相同或相似产品的多个机器的数据被使用，以便能够由此推导出有说服力的相关性，例如利用何种机器设定实现或者能够实现最好的生产成果。可以因此通过对生产时间和生产成果的比较来找出针对品牌或成形（长度和/或直径）或者材料组合而言最佳的机器设定。在比较时，可以得出相应的显著性，例如使得在许多实现了非常好的生产成果的机器中机器的一个区域中的负压在类似的水平上被运行。作为另外的示例，在许多机器中导致非常好的生产成果的测量技术上所检测的特殊的机械上的设定或者加热温度可以被使用，以便将其作为控制优化值来预给定。由此基于在机器处或机器中的大量参数和测量值以及环境参数所断定的相关性或显著性可以推导出并且相应地建议或者在机器中设定相应的设定推荐或控制优化值。控制优化值的设定可以通过推荐列表进行或者直接地和自动地进行。
通过观察烟草加工工业的大量机器，对所确定的数据的统计学上的确保是可能的。为了能够收集和分析相应的机器参数、机器测量值和/或环境参数，可以将一个或多个中央的第一服务器通过数据线路或数据网络来与机器联网或者连接。由此，提供用于分析的所需的数据库。在此情况下，可以将第一服务器布置在这些机器附近的位置处并且如根据本发明所建议的那样实施用于控制烟草加工工业的机器的相应方法，或者可以与其远离地在第二服务器中进行相应分析。
为了实现安全应用或者实现安全的控制系统，第一数据网络和/或第二数据网络是安全网络，仅仅被授权的人员或服务器能够对该安全网络进行访问。在此情况下，在相应服务器上运行的软件不仅可以对机器参数、机器测量值和/或环境参数也可以对一个优化标准或多个优化标准进行相互比较或相关，并且针对所述机器建议最佳的参数组。这些经优化的参数组或机器设定或机器参数然后被发送回给烟草加工工业的相应机器，并且操作人员可以对所建议的值进行检验并且释放用于所述机器，或者可以自动地由相应机器来采用这些值。
通过根据本发明的控制系统或用于控制烟草加工工业的机器的方法，还可以断定如下机器参数，所述机器参数原则上导致差的生产成果。这些机器参数然后可以由控制系统作为容许的参数来针对特定品牌的生产被排除或者原则上被排除。在此情况下，例如可以限制用于机器参数的值范围。此外，能够利用机器设定或机器参数和机器测量值来比较替换部件的磨损。在此情况下可以确定：以哪些机器参数或设定最少地形成替换部件磨损并且哪些替换部件具有最长的运行时间。这减小了用于所需的替换部件订购的成本。
例如，也可以寻找如下机器参数或机器优化值，所述机器参数或机器优化值以烟草加工工业的所生产产品的最少废品来提供最好质量。这些控制优化值然后被提供给相应机器。
如果将焦点置于持久生产，则机器参数和机器测量值以及环境参数可以与机器的能量消耗数据相关。在此情况下，可以确定参数或控制优化值，在所述参数或控制优化值的情况下，机器在最小能量消耗的情况下具有最大产出。此外也可能的是：将这些优化标准中的多个优化标准相互关联，使得控制优化值被确定，所述控制优化值在最好的质量、最少废品和最少能量耗用的情况下提供最好的机器效率。
此外，错误事件可以被用于：使用机器参数、机器测量值和/或环境参数来找出状态或者找出参数（在所述状态或参数的情况下产生相应错误），以便在未来通过其他控制优化值来防止所述错误。
此外根据本本发明可能的是：收集和存储烟草加工工业的机器的数据，以便在稍后时间点对所述数据进行分析并且在稍后时间点对所找到的相关性进行验证。
也可以将生产车间中的所有机器的比较用于追踪错误原因，其中所述错误原因应在生产车间内机器的地理位置中被找到。例如，如已经在上文中提及的那样，两个机器可能具有与在相同生产车间中的其他机器相比明显更频繁的纸裂纹。这可能原因在于：这些机器被布置在车间的外部大门的附近，使得由于通过大门的打开和关闭引起的更频繁的温度波动或者在那里出现的运载交通引起这种异常。
作为另外的示例，缺乏清洁或者清洁不足也可以导致错误原因。这也可以利用根据本发明的系统和根据本发明的方法来断定并且被排除，例如通过自动清洁或者改变机器参数，所述机器参数对于清洁不足是更加容错的。控制优化值在此情况下于是是针对自动清洁的信号或者是经改变的机器参数。
本发明的其他特征从与权利要求和所附附图一起来对根据本发明的实施方式的描述中显而易见。根据本发明的实施方式可以满足单个特征或多个特征的组合。
附图说明
在下文中不对一般性的发明构思进行限制地参考附图根据实施例来描述本发明，其中关于在文中并没有进一步阐述的根据本发明的所有细节方面明确地参考附图。其中：
图1示出烟草加工工业的根据本发明的控制系统的示意图。
具体实施方式
图1示意性地示出烟草加工工业的控制系统。在第一生产所在地处，例如在生产车间中，烟草加工工业的六个机器10-15、例如香烟制造机器通过第一数据网络30来与第一服务器20连接。相应的机器参数和机器测量值以及必要时环境参数被提供给第一服务器20并且优选地利用根据本发明的方法被比较，以便断定这些机器测量值或机器参数和必要时环境参数的相应的相关性，从而根据优化标准来确定控制优化值。
相同的情况可以在另外的生产所在地发生，例如在如下的生产所在地发生，在该生产所在地中装配烟草加工工业的同一型的六个机器，这六个机器具有附图标记100、110、120、130、140和150，并且在其他情况下还有烟草加工工业的另一型的其他三个机器，所述其他三个机器具有附图标记200、210和220。前六个机器可以例如是专利申请人的ProtosM8型的香烟制造机器并且所述其他三个机器可以是Decouflé s.a.r.l.公司的或者专利申请人的Protos 100型的预加工的香烟制造机器。
全部所述机器通过第一数据网络31来与第一服务器21连接。在此，第一服务器21也可以用于：根据尤其是能够预给定的优化标准来使机器参数、机器测量值和/或环境参数彼此这样相关，使得确定并且也能够预给定针对所述机器的控制优化值。在一定范围内，也可以使不同机器的相应参数或测量值彼此相关，因为所述相应参数或测量值也可以彼此非常相似或者相同。例如，在输送滚筒中的负压的值或者在涂覆时的胶水温度在不同机器的情况下可以是相同的。
对于分析所检测数据、例如机器参数、机器测量值和/或环境参数而言可替代地或补充地，也可以将所述所检测数据通过第二数据网络40来从第一服务器20和21传送到第二服务器22。也可以规定：如果例如两个生产所在地的运行者想要释放相应数据的仅一部分，则所述数据的仅一部分被传送给第二服务器22。第二服务器然后可以相应地基于更大的数据量来确定在统计学上经改善的控制优化值并且将其通过第二数据网络40传送给第一服务器20和21。
也可以的是：第一服务器20、21被置于第二服务器22的位置处，从而第一服务器20、21能够使不同生产所在地的数据相关，以便确定针对相应机器的控制优化值。
所有提到的特征、还有仅从附图中得出的特征以及还有与其他特征相结合地公开的单个特征，以单独的方式或者以结合的方式被视为对于本发明重要的。根据本发明的实施方式可以通过单个特征或者多个特征的组合来满足。在本发明的范畴内，以“尤其是”或者“优选”来表明的特征应理解为可选特征。
附图标记列表
10、11、12、13、14、15 烟草加工工业的机器
100、110、120、130、140、150 烟草加工工业的机器
200、210、220 烟草加工工业的机器
20、21 第一服务器
22 第二服务器
30 第一数据网络
31 第一数据网络
40 第二数据网络。
Claims (12)
1.烟草加工工业的控制系统，所述控制系统包括第一数据网络（30、31）和第一服务器（20、21），所述第一服务器与所述第一数据网络（30、31）连接，其中烟草加工工业的多个机器（10-15；100-220）与所述第一数据网络（30、31）连接，其中所述机器（10-15；100-220）的机器参数和机器测量值被检测或者是能够被检测的，并且通过所述第一数据网络（30、31）被传送给所述第一服务器（20、21）或者是能够被传送给所述第一服务器（20、21）的，并且根据尤其是能够预给定的优化标准来与所述第一服务器（20、21）如此彼此相关，使得用于所述机器（10-15；100-220）中的至少一个机器的控制优化值被确定或者是能够被确定的。
2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，附加地所述多个机器（10-15；100-220）的环境的环境参数被检测或者是能够被检测的，所述环境参数通过所述第一数据网络（30、31）被传送给所述第一服务器（20、21）或是能够被传送给所述第一服务器（20、21）的，并且在所述第一服务器（20、21）中根据所述优化标准和/或另外的优化标准来彼此相关和/或与所述机器参数和/或所述机器测量值相关。
3.根据权利要求1或2所述的控制系统，其特征在于，所述第一服务器（20、21）通过第二数据网络（40）与第二服务器（22）连接或者是能够连接的，其中能够预给定的机器测量值、能够预给定的机器参数、能够预给定的环境参数和/或能够预给定的控制优化值被传输或者是能够被传输的。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的控制系统，其特征在于，所述控制优化值的至少一部分被预给定为所述多个机器（10-15；100-220）中的至少一个机器（10-15；100-220）的机器参数以用于控制所述至少一个机器（10-15；100-220）。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的控制系统，其特征在于，所述优化标准是：烟草加工工业的产品的尽可能少的废品、与烟草加工工业的所生产产品的最大可能量成比例的烟草加工工业的所生产的产品量、与烟草加工工业的所生产的产品量成比例的能量消耗、与烟草加工工业的所生产的产品量成比例的磨损和/或烟草加工工业的所生产的产品的质量。
6.根据权利要求3至5中任意一项所述的控制系统，其特征在于，所述第二服务器（22）被构造为，使烟草加工工业的多倍量的多个机器（10-15；100-220）的机器参数和机器测量值和/或环境参数根据尤其是能够预给定的优化标准来如此彼此相关，使得用于所述机器（10-15；100-220）中的至少一个机器的控制优化值被确定或者是能够被确定的。
7.用于控制烟草加工工业的机器（10-15；100-220）的方法，其中从烟草加工工业的多个机器（10-15；100-220）中检测所述多个机器（10-15；100-220）中的机器（10-15；100-220）的机器参数和机器测量值，并且根据尤其是能够预给定的优化标准将所述机器参数和机器测量值如此彼此相关，使得被用于控制机器（10-15；100-220）的控制优化值被确定。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，附加地所述机器（10-15；100-220）的环境参数被检测并且所述环境参数根据所述优化标准和/或另外的优化标准被彼此相关和/或与所述机器参数和/或所述机器测量值相关。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述优化标准是：烟草加工工业的产品的尽可能少的废品、与烟草加工工业的所生产产品的最大可能量成比例的烟草加工工业的所生产的产品量、与烟草加工工业的所生产的产品量成比例的能量消耗、与烟草加工工业的所生产的产品量成比例的磨损和/或烟草加工工业的所生产的产品的质量。
10.根据权利要求7至9中任意一项所述的方法，其特征在于，所述机器参数和机器测量值并且尤其是所述环境参数通过第一数据网络（30、31）被传送给第一服务器（20、21），并且在所述第一服务器（20、21）中所述控制优化值被确定，其中尤其是能够预给定的机器参数、能够预给定的机器测量值、能够预给定的环境参数和/或能够预给定的控制优化值通过第二数据网络（40）来从所述第一服务器（20、21）传送到第二服务器（22），其中所述第二服务器（22）尤其是使烟草加工工业的多倍量的多个机器（10-15；100-220）的机器参数和机器测量值和尤其是环境参数根据尤其是能够预给定的优化标准如此彼此相关，使得用于所述机器（10-15；100-220）中的至少一个机器的控制优化值被确定。
11.计算机程序产品，如果所述计算机程序产品在第一服务器（20、21）和/或第二服务器（22）上运行，则所述计算机程序产品实施根据权利要求7至10中任意一项所述的方法步骤。
12.计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储介质，程序代码存储在所述存储介质上，如果所述程序代码在第一服务器和/或第二服务器上被实施，则所述程序代码促使所述第一服务器或所述第二服务器或者促使所述第一服务器和所述第二服务器执行根据权利要求7至10中任意一项所述的方法。
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