薄板烘丝工序生产过程稳定性的评价系统

技术领域

本发明涉及烟草制丝的烘丝工序领域，具体涉及一种薄板烘丝工序生产过程稳定性的评价系统。

背景技术

烘丝工序是卷烟生产制丝过程中的关键工序之一，其工序任务是将前段工序经过增温增湿的叶丝进行干燥脱水。叶丝在干燥过程中，通过去除叶丝的部分水分，使叶丝充分松散，并产生一定卷曲，满足后续工序加工要求。此外，随着叶丝含水量的不断蒸发，可除去叶丝中部分的杂气和挥发性烟碱，改善和提高叶丝感官质量。可提高叶丝填充能力和耐加工性，达到二者的协调。

薄板烘丝机主要采用复合干燥技术，通过传导、强制对流等加热方式，将切好的叶丝经HT高温高湿处理后进入烘丝机，利用高温快速干燥，使叶丝的膨胀状态固定下来，提高烟丝的填充值，并达到要求的含水率。由于烘丝工序在制丝工艺流程中的关键作用，其过程工艺质量指标的稳定性尤为重要。薄板烘丝机筒壁加热是叶丝干燥的主要部分，筒壁温度的变化对烘后叶丝的填充值、化学成分(尤其是香味成分)和感官质量影响较大。热风系统是叶丝干燥的辅助部分，可排除干燥过程中叶丝蒸发出来的湿气和少量粉尘，对烘后叶丝质量有一定影响。因此，生产过程中应尽量保持筒壁温度、热风温度等工序控制参数的稳定，从而保持制丝生产批次间产品质量的稳定及产品吸味风格的稳定。

目前，只是看物理指标的结果来评定生产过程的稳定性，没有一种科学、综合、快速的评价方法，也不能及时反馈，调控生产。因此，需要一种自动科学的评价方法和系统，使其可将烘丝工序生产过程稳定性相关的物理指标、工艺指标、设备参数等综合性评价。

发明内容

为了克服上述问题，本申请提供了一种薄板烘丝工序生产过程稳定性的评价系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：

薄板烘丝工序生产过程稳定性的评价系统，包括

数据采集单元，其用于待某批次生产稳定后实时采集薄板烘丝工序的薄板筒壁温度、热风温度、排潮开度、HT入口水分、HT出口温度、物料流量、薄板烘丝出口水分、薄板烘丝出口温度8个检测点数据；

数据处理单元，其用于对采集数据进行异常剔除，将正常数据矩阵化处理得到数据矩阵A，再将所述数据矩阵A标准化处理得到标准矩阵N；

稳定性计算单元，其用于得到每个牌号、每批次的综合稳定系数η，其中通过对标准矩阵N进行数据分析，得到每个采集时间点的变异系数C

统计分析单元，其用于对每个牌号、每批次烟丝的综合稳定系数η进行统计分析，并建立综合稳定系数η标准范围；

异常报警单元，其用于对某批次烟丝的综合稳定系数η进行实时监控，当其超出标准范围时，进行异常报警，并判定该批次稳定性差的检测点因子进行调控反馈。

作为上述技术方案的改进，所述数据采集单元在每个检测点的采集时间点为每30s一次，每个检测点共采集210个数据。

作为上述技术方案的改进，所述数据矩阵A由m×n个数据组成，其中n为检测点数量，m为一段时间内采集的数据个数：

作为上述技术方案的改进，所述数据矩阵A标准化处理得到标准矩阵N的方法为：

按照检测点顺序将各个检测点的工艺标准值列出，记为S

将数据矩阵A标准化处理，得到标准矩阵N：

其中：/>

作为上述技术方案的改进，所述稳定性计算单元得到每个牌号、每批次的综合稳定系数η的方法为：

对标准矩阵N进行数据分析，得到每个采集时间点的变异系数C

其中：

再根据每个采集时间点的变异系数C

η

各采集时间点的稳定系数η

本发明带来的有益效果：

本申请克服了现有技术仅通过物理指标的结果来评定生产过程稳定性不足，将生产过程中的物理指标、工艺指标、设备参数等综合考虑，建立一套更加全面、科学且快速的评价系统和评价方法，用以薄板烘丝工序生产过程稳定性的评价。

本发明可以有效保障制丝生产过程如薄板筒壁温度、热风温度、排潮开度等关键因子的稳定性，并进一步保证制丝生产批次间产品质量的稳定及产品吸味风格的稳定。

当基于控制图或趋势图实时监控过程中，某批次烟丝的综合稳定系数η超出标准范围时，可及时作出异常报警，并结合算法判定出稳定性差的检测点因子将其列出，及时反馈以调控生产。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明：

图1为本薄板烘丝工序生产过程稳定性评价系统的系统框图。

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。

实施例1

参照图1，薄板烘丝工序生产过程稳定性的评价系统，主要包括数据采集单元、数据处理单元、稳定性计算单元、统计分析单元和异常报警单元。

数据采集单元，其用于待某批次生产稳定后实时采集薄板烘丝工序的薄板筒壁温度、热风温度、排潮开度、HT入口水分、HT出口温度、物料流量、薄板烘丝出口水分、薄板烘丝出口温度8个检测点数据；其中，每个检测点的采集时间点为每30s一次，每个检测点共采集210个数据。

数据处理单元，其用于对采集数据进行异常剔除，将正常数据矩阵化处理得到数据矩阵A，再将所述数据矩阵A标准化处理得到标准矩阵N；

数据矩阵A由m×n个数据组成，其中n为检测点数量，m为一段时间内采集的数据个数：

对数据矩阵A标准化处理得到标准矩阵N：

按照检测点顺序将各个检测点的工艺标准值列出，记为S

将数据矩阵A标准化处理，得到标准矩阵N：

其中：/>

稳定性计算单元，其用于得到每个牌号、每批次的综合稳定系数η，其中通过对标准矩阵N进行数据分析，得到每个采集时间点的变异系数C

对标准矩阵N进行数据分析，得到每个采集时间点的变异系数C

其中：

再根据每个采集时间点的变异系数C

η

各采集时间点的稳定系数η

统计分析单元，其用于对每个牌号、每批次烟丝的综合稳定系数η进行统计分析，并建立综合稳定系数η标准范围；

其实现依赖于制丝生产批次历史数据，通过稳定性计算单元的算法计算每个牌号、每批次烟丝的综合稳定性系数，再根据各批次对应成品香烟的质量反馈，确定适宜的综合稳定性系数η标准范围。

异常报警单元，其用于对某批次烟丝的综合稳定系数η进行实时监控，可通过实时绘制的控制图或趋势图实时监控，当其超出标准范围时，进行异常报警，并判定该批次稳定性差的检测点因子进行调控反馈。

当某批次烟丝的综合稳定系数η超出标准范围时，系统自动查找该异常批次中哪些采集时间点的变异系数C

本评价系统克服了现有技术仅通过物理指标的结果来评定生产过程稳定性不足，将生产过程中的物理指标、工艺指标、设备参数等综合考虑，建立一套更加全面、科学且快速的评价系统，用以薄板烘丝工序生产过程稳定性的评价。

实施例2

薄板烘丝工序生产过程稳定性的评价方法，包括以下步骤：

S1数据采集

待某批次生产稳定后实时采集薄板烘丝工序的薄板筒壁温度、热风温度、排潮开度、HT入口水分、HT出口温度、物料流量、薄板烘丝出口水分、薄板烘丝出口温度8个检测点数据；其中，每个检测点的采集时间点为每30s一次，每个检测点共采集210个数据；

S2数据处理

对采集数据进行异常剔除(剔除断流、3Σ等异常数据)，将正常数据矩阵化处理得到数据矩阵A，再将所述数据矩阵A标准化处理得到标准矩阵N；

数据矩阵A由m×n个数据组成，其中n为检测点数量，m为一段时间内采集的数据个数：

按照检测点顺序将各个检测点的工艺标准值列出，记为S

将数据矩阵A标准化处理，得到标准矩阵N：

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S3稳定性计算单元

通过对标准矩阵N进行数据分析，得到每个采集时间点的变异系数C

对标准矩阵N进行数据分析，得到每个采集时间点的变异系数C

其中：

再根据每个采集时间点的变异系数C

η

各采集时间点的稳定系数η

S4统计分析

对每个牌号、每批次烟丝的综合稳定系数η进行统计分析，并建立综合稳定系数η标准范围；

S5异常报警

对某批次烟丝的综合稳定系数η进行实时监控，可通过实时绘制的综合稳定系数控制图或趋势图实时监控，当其超出标准范围时，进行异常报警，并判定该批次稳定性差的检测点因子进行调控反馈。

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。