一种成型机滤棒吸阻和圆周控制方法、存储介质

本发明涉及卷烟滤棒烟支生产领域，具体涉及一种成型机滤棒吸阻和圆周控制方法、存储介质及系统。背景技术：1、滤棒吸阻、圆周稳定性，是稳定卷烟产品质量的关键，针对行业内成型机滤棒吸阻过程质量控制无成熟的技术手段，均采用传统人工调整操控方式生产，存在劳动强度大、质控水平差异性、滤棒均质化生产控制难等共性问题，本项目拟利用现有成型机滤棒在线检测等大数据进行深入挖掘、运用研究，以及对操作人员质量操控调整经验方法研究两者相结合，通过数学模型搭建、算法开发，建立滤棒吸阻、圆周人工智能模糊pid算法模型及控制策略方法，实现成型机设备单机圆周、吸阻过程质量智能控制技术突破，提升成型机滤棒过程质量加工能力、滤棒生产均质化水平，以及提升现有成型机设备数字化、智能制造力。2、一直以来，滤棒生产只能依靠成型机操作工分析滤棒“重量、圆周、吸阻”在线检测数据、吸阻质量趋势与结合生产操作经验综合判断后，均采用人工调整方式进行滤棒在线吸阻质量控制，存在人质控水平差异性大、滤棒生产过程质量均质化控制难的行业共性问题。3、现有控制技术在实际使用时，需要人工一直监控机器在生产过程需要大量的人工操作，增加了员工的工作强度。人工操作可能会相对较慢，限制了生产的速度和产量。相比之下，自动化生产线通常能够实现更高的生产效率。人工控制容易受到人为因素的影响，可能导致产品质量不稳定。人工控制可能不如自动化系统那样容易实时跟踪和监控生产过程中的关键指标。存在生产过程中潜在质量隐患问题的延迟发现，导致产品质量不稳定，且增加生产成本和人力资源浪费。4、cn115153084a公开了一种卷烟吸阻精准控制的滤棒压降监控配送的控制方法，该内容包括：在滤棒生产过程中，上位机控制滤棒在线检测设备定时抽样检测，并将检测到的滤棒压降指标信息与滤棒的身份信息合并组成滤棒信息，并将该滤棒信息分别存储于滤棒装盘盒信息记录器及上位机内，滤棒贮存库接收到上位机的各卷烟机台需求的滤棒压降值信息后，查找滤棒装盘盒滤棒信息记录器内的滤棒信息，查找到n个符合需求的滤棒装盘盒，其中n为自然数，依据滤棒贮存库的管理规定将符合需求的滤棒装盘盒输送至对应卷烟机台滤棒发送装置。5、上述现有技术虽然公开了对卷烟吸阻的精准控制，但是并没有说明对滤棒圆周的闭环控制，也没有说明吸阻与圆周的相互配合作用，存在产品质量稳定性差的问题。技术实现思路1、本发明的目的是通过综合测试台对成型机生产出的产品进行检测，根据检测数据结合算法和数据库进行分析，将相应的调整指令发给成型机进行调整，代替之前的人工在综合测试台进行测量，根据测量结果调整相应的人工调节开关，实现对成型机设备单机圆周、吸阻过程质量的智能控制。2、根据成型机的圆周和吸阻特性，设计模糊控制规则，构建模糊pid控制律来实现闭环控制。模糊pid控制律可以根据实时的传感器反馈数据，动态调整控制参数，达到目标质量和效率。为了进一步改善模糊控制效果，加入人工智能自学习环节，使系统能够根据历史数据和实时数据优化控制算法，不断学习控制经验，自适应改善控制性能。系统能够不断监测产品的圆周和吸阻数据，根据误差情况实时自适应调整控制算法，保持闭环控制的稳定性和准确性。从而实现系统根据实际生产情况和反馈信息，不断优化和改进算法技术，提高成型机的生产效率和产品质量。3、具体的，本发明的技术方案为：4、一种成型机滤棒吸阻自动调整闭环控制方法，包括以下步骤：5、s11、在滤棒生产过程中，上位机控制电子天平对丝束包重量进行定时抽样检测，将检测的重量数据发送到控制程序，依据事先设定的规则，将检测到的丝束包重量信息与滤棒的身份信息合并组成滤棒信息，在本技术中，滤棒的身份信息至少要包括生产滤棒机台的编号及滤棒原料编号、适用卷烟规格等身份信息，还可以包括生产过程中的相应控制参数信息；控制系统将检测到的丝束包重量信息进行判断，判断出当前丝束包的状态信息(丝束包一般分为包头、包中和包尾三种状态)，以便在滤棒的生产过程中调整相应控制参数信息。将上述的信息合并组成滤棒信息后，存储于总控制器内供后序提升使用；6、s12、控制系统判断出丝束包状态信息后，如果丝束包为包头或者包尾状态，就提升数据信息保持稳定性，如果丝束包为包中状态，就降低数据信息保持稳定性；7、s13、在丝束包包中过程中，综合测试台按照设定的间隔时间在线采集4根滤棒进行测量，首先对测量的滤棒数据信息通过智能判断进行分析，对吸阻异常数据进行剔除，将重新采集滤棒进行重复测量，以四根滤棒信息数据的取均值和标准值的差值进行分析计算，标准值在事先已经确定，如果差值小于定义的标准值，作为正常数据，如果差值大于标准值，结合算法数据库进行分析，通过吸阻控制算法模型测算出一个调整参数反馈到成型机开松参数进行调整；8、s14、吸阻异常数据剔除为了保证反馈数据的精准，经过对吸阻测量数据的线性回归分析，对不符合规律的超异常数据进行剔除，这些不符合规律的数据不作为系统分析计算的依据。异常数据的分析依据如下的公式来计算得出滤棒的吸阻，大于预测值指定的范围都属于不符合规律的数据比重：(ρ表示吸阻系数、w表示单支重量、c表示样品圆周、l表示样品长度)9、普通100mm：y＝37.084×ρ×10000+2999.6(y表示吸阻、ρ表示吸阻系数)；10、s15、吸阻控制算法模型的步骤如下：11、实验设计与数据收集：12、准备具有不同丝束包高度的样品，确保这些样品在其他工艺参数(如丝束材质、烟草配方等)上保持一致，以便专注于丝束包高度对吸阻的影响；13、使用吸阻测试设备对这些样品进行测试，记录每个样品的吸阻值；14、同时，使用精确的测量工具(如电子秤和高度计)实时采集每个样品的丝束包重量和高度数据；15、数据分析：16、将收集到的数据进行整理，分析丝束包高度与吸阻值之间的关系，可以使用统计软件(如spss、excel等)进行相关性分析、回归分析等，以确定丝束包高度对吸阻的具体影响；17、绘制散点图、折线图等可视化工具，帮助直观地理解丝束包高度与吸阻值之间的变化趋势；18、建立数学模型：19、根据数据分析结果，建立一个描述丝束包高度与吸阻值之间关系的数学模型，这个模型可以是一个线性回归模型、多项式回归模型或其他适合的模型，具体取决于数据的特点和分析结果；20、对模型进行验证，确保它能够准确地预测不同丝束包高度下的吸阻值，可以使用交叉验证、留一验证等方法来评估模型的泛化能力；21、模型应用与优化：22、将建立的数学模型应用于实际生产中，根据所需的吸阻值调整丝束包高度，这有助于实现更精确的吸阻控制，提高烟草产品的品质稳定性；23、定期对模型进行评估和优化，以适应生产工艺的变化和市场需求的变化，可以通过收集新的数据、更新模型参数等方式来实现模型的持续优化；24、1.实时数据采集与监控系统25、首先，建立一个实时数据采集与监控系统，用于采集丝束包重量数据和滤棒吸阻数据。这可以通过在生产线上的关键位置安装传感器和仪表来实现；这些传感器和仪表需要具有高精度和高稳定性，以确保采集到的数据准确可靠；26、2.数据分析与模型建立27、收集到的数据需要进行分析，以研究丝束不同层高对吸阻的影响，这可以通过统计分析、回归分析等方法来实现；在数据分析的基础上，建立一个描述丝束包高度与吸阻值之间关系的数学模型，这个模型可以是一个数学公式或者一个机器学习模型，用于预测不同丝束包高度下的吸阻值；28、3.软件分析与智能控制算法29、利用专门的软件对单丝束包生产过程中滤棒吸阻的变化规律进行分析，这可以帮助我们了解吸阻在不同生产阶段的变化趋势，以及影响吸阻的关键因素；基于这些分析结果，我们可以将智能模糊pid控制算法模型引入到生产过程中，这个算法可以根据实时的吸阻数据和丝束包高度数据，对生产棒丝束的“包头、包中、包围”段滤棒自足关联各开松速比进行智能精细调整；通过闭环控制，我们可以确保生产过程中的吸阻值始终保持在设定的范围内，从而提高滤棒吸阻的均质化生产水平；30、s16、模糊pid控制算法模型构建步骤如下：31、首先，实时采集成型机滤棒重量、圆周、吸阻在线数据，以及丝束包实时重量、现场环境温湿度、开机时间、连续采样次数、当前开松棍转速比等参数，利用采集到的参数建立成型机圆周和吸阻的模糊逻辑控制模型，包括模糊化、模糊规则库的构建以及模糊推理机制，根据成型机圆周和吸阻的控制要求，设计合适的模糊量化方法和模糊规则，将输入变量和输出变量模糊化，并建立模糊规则库；32、其次，设计模糊推理机制，根据当前的模糊输入变量，采用模糊规则库进行推理，得出模糊输出；33、最后，通过模糊反模糊化操作，将模糊输出转化为具体的控制参数，作为pid控制器的输入，实现对成型机圆周和吸阻的控制；34、s17、通过模糊pid控制器运算输出圆周及吸阻调整控制策略，吸阻控制策略实现供给v135、辊系数(vkdf)(v1表示滤棒成型机的喂料辊速度、vkdf表示成型机滤条速度)、开36、v137、松辊的转速比值(预拉伸辊(v0)(v1表示滤棒成型机的喂料辊速度、v0表示预拉伸辊速度)、伸展辊(v3/v1)(v2表示伸展辊速度、v1表示滤棒成型机的喂料辊速度)和供给辊(v3/v2)(v3表示供给辊速度、v2表示伸展辊速度))参数智能写入。38、本发明的成型机滤棒圆周自动调整闭环控制方法包括以下步骤：39、s21、在滤棒生产过程中，上位机控制电子天平对丝束包重量进行定时抽样检测，将检测的重量数据发送到控制程序，依据事先设定的规则，将检测到的丝束包重量信息与滤棒的身份信息合并组成滤棒信息，在本技术中，滤棒的身份信息至少要包括生产滤棒机台的编号及滤棒原料编号、适用卷烟规格等身份信息，还可以包括生产过程中的相应控制参数信息；控制系统将检测到的丝束包重量信息进行判断，判断出当前丝束包的状态信息(丝束包一般分为包头、包中和包尾三种状态)，以便在滤棒的生产过程中调整相应控制参数信息。将上述的信息合并组成滤棒信息后，存储于总控制器内供后序提升使用；40、s22、控制系统判断出丝束包状态信息后，如果丝束包为包头或者包尾状态，就提升数据信息保持稳定性，如果丝束包为包中状态，就降低数据信息保持稳定性；41、s23、在丝束包包中过程中，综合测试台按照设定的间隔时间在线采集20根滤棒进行测量，首先对测量的滤棒数据信息通过智能判断进行分析，计算20根滤棒的圆周异常数据，通过数据前后数据比对判断滤棒是否在标准范围内，对当前超出标准范围的滤棒进行剔除，对在设定的范围进行均值计算，取均值和标准值的差值进行分析，标准值在事先已经确定，如果差值小于调整档位，作为正常数据，如果差值大于调整档位结合模糊算法数据库进行分析，测算出一个调整参数反馈到成型机进行调整。通过模糊算法得到参数值，并将该信息传递给成型机，在后续运行周期会首先剔除出数组里第一根滤棒圆周值加上新的滤棒圆周数据同时剔除异常圆周数据，对新的圆周均值数据进行模糊判定结合滤棒参数信结合成型机参数信息进行判定修改；42、s24、将测量的均值和标准值的差值分成四个门槛，分别是上下限±3/4门槛以及上下限±1/2门槛，圆周标准值和上下限±1/2门槛之间的测量数据不做调整依据，根据四个门槛测量数据经过后台大数据分析，结合成型机专家数字智能工作模型，分别给与成型机圆周调整相应的反馈信号；43、s25、成型机专家数字智能工作模型建立步骤如下：44、首先，收集和整理优秀挡车工的操作经验数据，这可以通过与挡车工进行面谈，观察他们的实际操作并记录相关数据来实现，收集的数据可以包括操作步骤、技巧、注意事项等；45、在收集到数据后，我们需要对其进行标注和分类，将每个操作经验按照不同的标签进行分类，例如不同的车型、不同的场景等，这将有助于后续建立专家经验库并进行准确的问题匹配；46、基于收集到的数据，我们可以建立一个专家数字智能经验库，该经验库可以采用知识图谱或者语义网络的形式进行建模，以便能够更好地组织和检索数据；47、在建立了专家数字智能经验库之后，我们可以开发一个智能问答系统，使用户可以通过提问的方式获取相关的操作经验，该系统可以使用自然语言处理和机器学习技术，通过分析用户提问的语义和关键词，匹配到最相关的操作经验并给出详细的答案；48、建立了专家数字智能经验库和智能问答系统后，我们需要进行持续的迭代和完善，这包括不断更新经验库的内容，添加更多的操作经验数据，并对系统进行优化，提高问题匹配的准确性和回答的质量；49、s26、采用模糊pid控制算法模型判断圆周调整范围，在稳定滤棒吸阻的情况下输出圆周调整控制策略，圆周控制策略通过给系统增加m4021.3，m4021.2两个操作变量，并联圆周调节加减按钮写入智能参数。50、本发明的有益效果包括：51、本发明利用成型机现有滤棒在线检测大数据进行深入挖掘、运用研究，以及对生产人员质量操控经验方法研究两者相结合，通过数学模型搭建、算法开发，建立滤棒吸阻、圆周人工智能模糊pid控制算法模型及智能控制策略方法，实现了成型机设备单机过程质量智能控制技术的突破，提高了成型机滤棒过程质量加工能力，促成了现有成型机设备智能制造力的提升、固定资产增值；通过对成型机滤棒生产吸阻、圆周过程质量智能闭环控制，实现了成型机滤棒生产的数字化和智能化，提升了设备的智能制造力水平，降低了生产劳动强度。