CN112021627B - 制丝流水线异常监控系统 - Google Patents
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- CN112021627B CN112021627B CN202010663196.8A CN202010663196A CN112021627B CN 112021627 B CN112021627 B CN 112021627B CN 202010663196 A CN202010663196 A CN 202010663196A CN 112021627 B CN112021627 B CN 112021627B
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Abstract
本发明公开了制丝流水线异常监控系统,包括信息管理系统及运算参数筛选单元、数据采集单元、模型构建单元、生产监控单元、异常报警单元,生产监控单元基于物料质量恒等式II,对输入物料及输出物料进行实时计算,当物料质量恒等式II成立,且输入物料与输出物料允差在3%以内,判定生产正常;当物料质量恒等式II不成立,输入物料与输出物料允差≥3%时,判定生产异常,生成预警信号;异常报警单元基于预警信号在异常警示区以醒目标志提醒系统使用者注意生产异常问题。本发明旨在通过建立整线异常预警机制、异常情况精准预判机制,解决上述制丝流水线生产异常监控手段缺失问题。
Description
技术领域
本发明涉及烟草行业,具体涉及制丝环节,尤其涉及一种制丝流水线异常监控系统。
背景技术
制丝生产过程为流水线作业,其包括多个关键加工工序及若干辅连设备。现对生产过程的监控主要为工艺参数的监控,而没有生产异常监控手段,导致物料缺损、辅料多加或少加等情况的出现,而且以上情况的出现均不能及时的发现,一般在巡查设备时才能发现,导致问题长期存在,影响卷烟均质化水平,甚至影响消费体验。
公开号:CN108936778A的发明申请公开了一种卷烟制丝加工过程工序重量控制方法,让系统进行关键工序重量的监测和维护,从而提高各关键工序的理论重量与实际重量较接近程度,能提高制丝加工的批次加料和加香的完整性和精度,发现工序尾料控制是否符合“工艺要求管理规定”或原料错投等情况发生。
公开号:CN109674078A的发明申请公开一种卷烟投料偏差报警与补料方法,能够检测到烟叶中的水分含量,烟叶质量不足时还能实时补料,简化了投料流程,避免了人工破包、称重、重新包装导致的烟叶原料造碎的情况发生,有效的提高了生产效率的同时,还节约了原料;提高了投料精度,消除了烟叶原料含水率对投料重量的影响。
公开号:CN108936778A的发明申请公开了一种卷烟制丝加工过程工序重量控制方法,让系统进行关键工序重量的监测和维护,从而提高各关键工序的理论重量与实际重量较接近程度,能提高制丝加工的批次加料和加香的完整性和精度,发现工序尾料控制是否符合“工艺要求管理规定”或原料错投等情况发生。
发明内容
为克服上述问题,本申请提供了一种制丝流水线异常监控系统。
本发明旨在通过建立整线异常预警机制、异常情况精准预判机制,解决上述制丝流水线生产异常监控手段缺失问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案为:
制丝流水线异常监控系统,包括信息管理系统,其内存储有制丝线流水线历史生产数据,所述监控系统还包括
运算参数筛选单元,其用于异常监控所涉运算参数的筛选;
数据采集单元,其与所述信息管理系统通信连接,用于对所需运算参数进行数据采集;
模型构建单元,其以物料质量衡算原理作为实时运算核心,构建物料质量恒等式I所建立,所述物料质量恒等式I为:
输入物料+输入物质=输出物料+输出物质+过程损耗;
其中:
输入物料/输出物料折算为:干物料+水分;
得到物料质量恒等式II:
干物料I+水分I+输入物质=干物料II+水分II+输出物质+过程损耗;
生产监控单元,其基于所述物料质量恒等式II,通过干物料I、干物料II质量以及生产线上所设监控传感器,对输入物料及输出物料进行实时计算,当物料质量恒等式II成立,且输入物料与输出物料允差在3%以内,判定生产正常;当物料质量恒等式II不成立,输入物料与输出物料允差≥3%时,判定生产异常,生成预警信号;
异常报警单元,包括异常警示区、异常偏差值,其基于预警信号在异常警示区以醒目标志提醒系统使用者注意生产异常问题,基于生产监控单元对异常偏差值进行计算后显示;
问题点反馈单元,其参照模型构建单元,在制丝流水线每个工序均构建有物料分析模型,当生产监控单元生成预警信号时,各工序物料分析模型开始运行,对该工序输入与输出物料偏差值进行计算并予以显示,并将偏差值最高的工序列为异常工序。
作为上述技术方案的改进,所述运算参数筛选单元将各运算参数按照输入因子、输出因子、基础损耗的方式进行筛选,其中:
输入因子:包括全过程物料输入量、松散回潮打水量、松散回潮补偿蒸汽量、加料回潮打料量、加料回潮引射蒸汽量、热风润叶补偿蒸汽、HT输入蒸汽量;
输出因子:包括松散回潮排潮水分散失量、加料回潮水分散失量、热风润叶排潮水分散失量、薄板水分散失量、薄板排潮水分散失量;
基础损耗:包括松散回潮筒粘料、加料回潮筒粘料、热风润叶筒粘料、薄板粘料量、全流程辅连设备物料损耗、造碎报废料。
作为上述技术方案的改进,所述数据采集单元包括源自信息管理系统的动态数据采集和静态数据采集,所述静态数据采集源自试验测试数据,包括粘料量试验测试数据、辅连设备试验测试数据。
作为上述技术方案的改进,所述粘料量试验测试数据、辅连设备试验测试数据即为过程损耗数据。
本发明同时提供了一种制丝流水线异常监控方法,所述方法应用于上述任一项所述的制丝流水线异常监控方法,其包括以下步骤:
步骤一,建立系统运算核心
采用物料质量衡算原理作为实时运算核心;
步骤二,运算参数筛选
对异常监控所涉运算参数按照输入因子、输出因子、基础损耗的方式进行筛选;
步骤三,数据采集
采用3σ原则进行异常数据筛选,剔除异常数据;
数据来源:
动态数据来源:信息管理系统;
静态数据来源:试验测试数据;
步骤四,模型构建
基于步骤一的实时运算核心,构建物料质量恒等式I,所述物料质量恒等式I为:
输入物料+输入物质=输出物料+输出物质+过程损耗;
其中:
输入物料/输出物料折算为:干物料+水分;
得到物料质量恒等式II:
干物料I+水分I+输入物质=干物料II+水分II+输出物质+过程损耗;
步骤五,生产监控
基于所述物料质量恒等式II,通过干物料I、干物料II质量以及生产线上所设监控传感器,对输入物料及输出物料进行实时计算,当物料质量恒等式II成立,且输入物料与输出物料允差在3%以内,判定生产正常;当物料质量恒等式II不成立,输入物料与输出物料允差≥3%时,判定生产异常,生成预警信号;
步骤六,异常报警
基于预警信号在异常警示区以醒目标志提醒系统使用者注意生产异常问题,基于生产监控单元对异常偏差值进行计算后显示;
步骤七,问题点反馈
参照模型构建单元,在制丝流水线每个工序均构建有物料分析模型,当生产监控单元生成预警信号时,各工序物料分析模型开始运行,对该工序输入与输出物料偏差值进行计算并予以显示,并将偏差值最高的工序列为异常工序;
步骤八,异常处理与现场确认
基于步骤七所列异常工序,工艺人员现场查找异常参数、分析异常原因,由设备员进行修理,由现场司机确认整改结果。
本发明带来的有益效果有:
(1)全线异常监控;
本申请建立有制丝流水线整线异常预警机制,该异常预警情况包括物料重量异常、辅料添加异常,便于及时发现生产异常,从根本上提高卷烟均质化水平和产品质量;
(2)异常情况判断;
本发明系统设置有异常情况精准预判功能,通过物料监控模型、物料分析模型,可预知潜在的生产异常问题,并及时提醒工艺人员注意,并可对异常工序、参数进行定位与分析,利于问题的发现与解决;
(3)设备运行状态实时监控;
本发明解决了现有制丝流水线生产异常监控手段缺失问题,可实现设备运行状态实时监控。
附图说明
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明,
附图1是本发明的系统模块图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接;可以是机械连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
本实施例为制丝流水线异常监控系统。
参照图1,包括信息管理系统,其内存储有制丝线流水线历史生产数据,本监控系统还包括
运算参数筛选单元,其用于异常监控所涉运算参数的筛选;
数据采集单元,其与信息管理系统通信连接,用于对所需运算参数进行数据采集;
模型构建单元,其以物料质量衡算原理作为实时运算核心,构建物料质量恒等式I所建立,物料质量恒等式I为:
输入物料+输入物质=输出物料+输出物质+过程损耗;
其中:
输入物料/输出物料折算为:干物料+水分;
得到物料质量恒等式II:
干物料I+水分I+输入物质=干物料II+水分II+输出物质+过程损耗;
其中:
输入物质通过计量设备,如电子秤、流量计得到,输出物质通过计量设备+历史数据平均值得到。
生产监控单元,其基于物料质量恒等式II,通过干物料I、干物料II质量以及生产线上所设监控传感器(水分仪、流量计、电子秤等),对输入物料及输出物料进行实时计算,当物料质量恒等式II成立,且输入物料与输出物料允差在3%(允差阈值可调)以内,判定生产正常;当物料质量恒等式II不成立,输入物料与输出物料允差≥3%时,判定生产异常,生成预警信号;
异常报警单元,包括异常警示区、异常偏差值(偏差值=(显示值-预测值)/预测值),其基于预警信号在异常警示区以醒目标志提醒系统使用者注意生产异常问题,基于生产监控单元对异常偏差值进行计算后显示。
其中:
运算参数筛选单元将各运算参数按照输入因子、输出因子、基础损耗的方式进行筛选,具体的:
输入因子:包括全过程物料输入量、松散回潮打水量、松散回潮补偿蒸汽量、加料回潮打料量、加料回潮引射蒸汽量、热风润叶补偿蒸汽、HT输入蒸汽量;
输出因子:包括松散回潮排潮水分散失量、加料回潮水分散失量、热风润叶排潮水分散失量、薄板水分散失量、薄板排潮水分散失量;
基础损耗:包括松散回潮筒粘料、加料回潮筒粘料、热风润叶筒粘料、薄板粘料量、全流程辅连设备物料损耗、造碎报废料。
上述运算参数由数据采集单元而来,数据采集单元包括源自信息管理系统的动态数据采集和静态数据采集,静态数据采集源自试验测试数据,包括粘料量试验测试数据、辅连设备试验测试数据。
系统还包括问题点反馈单元,其参照模型构建单元,在制丝流水线每个工序均构建物料分析模型,当生产监控单元生成预警信号时,各工序物料分析模型开始运行,对该工序输入与输出物料偏差值进行计算并予以显示,并将偏差值最高的工序列为异常工序。
附:
粘料量试验:
对制丝生产线每个筒类设备生产前将设备清扫干净,生产后将粘料进行收集称重并记录,作为粘料量试验测试数据。记录结果如表1:
表1
辅连设备试验:
生产前对各辅连设备进行深度清理,保证无物料;
生产后深度清理,将烟片、烟沫等进行收集称重,作为辅连设备试验测试数据。辅连设备以工序划分,主设备间的辅连设备算一个损耗值,结果统计如表2:
表2
上述粘料量试验测试数据、辅连设备试验测试数据即为过程损耗数据。
实施例2
一种制丝流水线异常监控方法,所述方法应用于实施例1的制丝流水线异常监控方法,其包括以下步骤:
步骤一,建立系统运算核心
采用物料质量衡算原理作为实时运算核心;
步骤二,运算参数筛选
对异常监控所涉运算参数按照输入因子、输出因子、基础损耗的方式进行筛选;
步骤三,数据采集
采用3σ原则进行异常数据筛选,剔除异常数据;
数据来源:
动态数据来源:信息管理系统;
静态数据来源:试验测试数据,包括粘料量试验测试数据、辅连设备试验测试数据;
步骤四,模型构建
基于步骤一的实时运算核心,构建物料质量恒等式I,所述物料质量恒等式I为:
输入物料+输入物质=输出物料+输出物质+过程损耗;
其中:
输入物料/输出物料折算为:干物料+水分;
得到物料质量恒等式II:
干物料I+水分I+输入物质=干物料II+水分II+输出物质+过程损耗;
步骤五,生产监控
基于所述物料质量恒等式II,通过干物料I、干物料II质量以及生产线上所设监控传感器,对输入物料及输出物料进行实时计算,当物料质量恒等式II成立,且输入物料与输出物料允差在3%以内,判定生产正常;当物料质量恒等式II不成立,输入物料与输出物料允差≥3%时,判定生产异常,生成预警信号;
步骤六,异常报警
基于预警信号在异常警示区以醒目标志提醒系统使用者注意生产异常问题,基于生产监控单元对异常偏差值进行计算后显示;
步骤七,问题点反馈
参照模型构建单元,在制丝流水线每个工序均构建有物料分析模型,当生产监控单元生成预警信号时,各工序物料分析模型开始运行,对该工序输入与输出物料偏差值进行计算并予以显示,并将偏差值最高的工序列为异常工序;
步骤八,异常处理与现场确认
基于步骤七所列异常工序,工艺人员现场查找异常参数、分析异常原因,由设备员进行修理,由现场司机确认整改结果。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.制丝流水线异常监控系统,包括信息管理系统,其内存储有制丝线流水线历史生产数据,其特征在于:所述监控系统还包括
运算参数筛选单元,其用于异常监控所涉运算参数的筛选;
数据采集单元,其与所述信息管理系统通信连接,用于对所需运算参数进行数据采集;
模型构建单元,其以物料质量衡算原理作为实时运算核心,构建物料质量恒等式I所建立,所述物料质量恒等式I为:
输入物料+输入物质=输出物料+输出物质+过程损耗;
其中:
输入物料/输出物料折算为:干物料+水分;
得到物料质量恒等式II:
干物料I+水分I+输入物质=干物料II+水分II+输出物质+过程损耗;
生产监控单元,其基于所述物料质量恒等式II,通过干物料I、干物料II质量以及生产线上所设监控传感器,对输入物料及输出物料进行实时计算,当物料质量恒等式II成立,且输入物料与输出物料允差在3%以内,判定生产正常;当物料质量恒等式II不成立,输入物料与输出物料允差≥3%时,判定生产异常,生成预警信号;
异常报警单元,包括异常警示区、异常偏差值,其基于预警信号在异常警示区以醒目标志提醒系统使用者注意生产异常问题,基于生产监控单元对异常偏差值进行计算后显示;
问题点反馈单元,其参照模型构建单元,在制丝流水线每个工序均构建有物料分析模型,当生产监控单元生成预警信号时,各工序物料分析模型开始运行,对该工序输入与输出物料偏差值进行计算并予以显示,并将偏差值最高的工序列为异常工序。
2.根据权利要求1所述的制丝流水线异常监控系统,其特征在于:所述运算参数筛选单元将各运算参数按照输入因子、输出因子、基础损耗的方式进行筛选,其中:
输入因子:包括全过程物料输入量、松散回潮打水量、松散回潮补偿蒸汽量、加料回潮打料量、加料回潮引射蒸汽量、热风润叶补偿蒸汽、HT输入蒸汽量;
输出因子:包括松散回潮排潮水分散失量、加料回潮水分散失量、热风润叶排潮水分散失量、薄板水分散失量、薄板排潮水分散失量;
基础损耗:包括松散回潮筒粘料、加料回潮筒粘料、热风润叶筒粘料、薄板粘料量、全流程辅连设备物料损耗、造碎报废料。
3.根据权利要求1所述的制丝流水线异常监控系统,其特征在于:所述数据采集单元包括源自信息管理系统的动态数据采集和静态数据采集,所述静态数据采集源自试验测试数据,包括粘料量试验测试数据、辅连设备试验测试数据。
4.根据权利要求3所述的制丝流水线异常监控系统,其特征在于:所述粘料量试验测试数据、辅连设备试验测试数据即为过程损耗数据。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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