[发明专利]一种基于机器学习算法的制丝烘丝筒冷却水分智能控制系统

说明书

本发明公开了一种基于机器学习算法的制丝烘丝筒冷却水分智能控制系统，包括数据采集平台和智能控制模型，其中：数据采集平台包括数据采集模块和烘丝筒具象化模型；智能控制模型包括数据预处理模块、智能控制算法网络和仿真虚拟环境模块，数据预处理模块对采集数据进行预处理后输入智能控制算法网络；智能控制算法网络根据预处理的数据生成设备控制状态；仿真虚拟环境模块根据设备控制状态，并采用直接采集数据进行仿真模拟，获得下一时刻的设备控制状态并反馈给智能控制算法网络；智能控制算法网络在需要进行工艺参数调整时，根据设备控制状态生成设备控制指令并经数据采集平台发送至烘丝筒的主控PLC以控制烘丝筒的运行参数调整。

技术领域

本发明属于制丝烘丝筒技术领域，具体涉及一种基于机器学习算法的制丝烘丝筒冷却水分智能控制系统。

背景技术

随着互联网技术、信息数字技术、人工智能技术的迅速进步，智能制造大范围推广成为可能。经过十多年的技术积累，智能制造在全球范围内快速发展，智能制造以新的数字信息技术为基础，结合新的制造工艺和材料，贯穿产品的设计、生产、管理、服务各个环节，是先进制造过程、系统与模式的总称，具有信息深度自感知、优化自决策和精准控制自执行等功能。在智能制造过程中，利用多功能传感器和智能控制系统，设备可以进行自感知、自分析、自决策等智能活动，减少设备响应问题的时间，实时反馈并优化生产物流信息，提升企业生产效率。

滚筒烘丝机用于烟草制丝生产线上对切丝后的叶丝、梗丝进行高温快速烘干，能去除青杂气味和游离碱，使烟丝香气显露，烟味更为醇和。快速干燥，能使叶丝、梗丝具有良好的卷曲度和松散度，提高填充能力。在烟草制丝线生产过程中，烘丝机是重要的设备之一，是保证卷烟内在质量的关键性设备。

叶丝干燥工序是卷烟制叶丝生产过程中的重要工序，主要通过高温环境使回潮后的叶丝迅速蒸发水分，促使叶丝松散，产生一定卷曲，增加叶丝的填充能力，去除叶丝中的部分杂气，以达到满足卷烟生产的技术标准要求。烘丝冷却后水分作为叶丝干燥过程的观测指标，客观反映了加工过程/生产制造的控制水平，是整个制丝过程唯一的行业对标指标。

实际生产过程中，滚筒式烘丝机可通过调整热风风温或者筒壁温度两种模式对烘叶丝水分进行调节，采用调节筒壁温度的方式对烘叶丝水分进行调节。由于烘丝过程控制具有较强的非线性、不确定性和滞后性等特点，再加上烟草本身的性质特殊，使得烘丝过程水分控制变得十分复杂。传统的PID控制存在响应稳态误差大、响应时间长等问题，容易产生干头干尾现象，造成过程损耗增加；生产过程中人工调节筒壁温度存在响应不及时、主观判断失误等风险，(在料头控制过程中较为明显)这些都可能影响烟丝最终品质。

因此，迫切地需要一种制丝烘丝筒冷却水分智能控制方法以实现对烟丝水分的控制，使烟丝水分满足需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于机器学习算法的制丝烘丝筒冷却水分智能控制系统，实现烟丝生产均质化，减少生产过程的干头、干尾量，提高烟丝出丝率，提升产品质量。

本发明的技术方案为：

一种基于机器学习算法的制丝烘丝筒冷却水分智能控制系统，包括数据采集平台和智能控制模型，其中：

所述数据采集平台包括数据采集模块和烘丝筒具象化模型，所述数据采集模块实时采集烘丝筒运行数据、产品工艺质量数据、产品信息、质量检测数据、工艺规范要求以及设备校正数据，并根据采集数据实时更新烘丝筒具象化模型；