一種基于分組加工新工藝的煙草制絲管控方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于煙草制絲管控系統(tǒng)的方法，具體涉及一種基于分組加工新工藝的煙草制絲管控方法。本發(fā)明創(chuàng)新性地通過建模的方式，建立了“最小基本設(shè)備組”模型，將全線劃分為各“最小基本設(shè)備組”，作為實現(xiàn)各工藝需求的基礎(chǔ)，并提供了基于此模型實現(xiàn)分組加工新工藝的配套設(shè)計方法。本發(fā)明的優(yōu)點是，可實現(xiàn)分組加工新工藝對制絲管控系統(tǒng)提出的柔性化、智能化、精細(xì)化各項要求。1）工藝路線動態(tài)組合，提高了生產(chǎn)效率；2）實現(xiàn)了設(shè)備的故障冗余，提高了設(shè)備的利用率；3）實現(xiàn)了柔性化的任務(wù)調(diào)度。
【專利說明】—種基于分組加工新工藝的煙草制絲管控方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于煙草制絲管控系統(tǒng)的方法，具體涉及一種基于分組加工新工藝的煙草制絲管控方法。
【背景技術(shù)】
[0002]分組加工技術(shù)作為特色工藝研究與精細(xì)化加工工藝的有機結(jié)合，已成為煙草行業(yè)研究實施的重點。在分組加工新工藝下，呈現(xiàn)出多分支、多組合、交叉共用的復(fù)雜工藝線路以及多模塊組合、頻繁變化的生產(chǎn)需求，對相應(yīng)制絲管控系統(tǒng)提出了柔性化、智能化、精細(xì)化的更高要求。
[0003]常規(guī)的制絲線管控系統(tǒng)中，在設(shè)備控制層基本按工藝需要劃分為各工藝大段，例如葉片處理段、葉絲處理段、摻配加香段等，缺乏對更小的設(shè)備組級別的管理，對于路徑選擇的處理主要通過對雙向皮帶或翻板的編程來實現(xiàn)，編程結(jié)束，則其運行方式就已固定。這種方式的缺點是:
[0004]I)過于剛性，只能滿足預(yù)先設(shè)定的方式，一旦生產(chǎn)有變化，就需要重新編程。
[0005]2)不能實現(xiàn)設(shè)備的故障冗余。
[0006]3)不利于實現(xiàn)柔性化生產(chǎn)調(diào)度。
[0007]常規(guī)的制絲管控系統(tǒng)設(shè)計方法在面對分組加工新工藝時在柔性生產(chǎn)、資源調(diào)度、故障冗余、自動排產(chǎn)等方面均存在先天不足。
[0008]分組加工新工藝在葉片預(yù)處理階段可以有幾條并行工藝分支(如切片回潮、真空回潮等)，經(jīng)過各條葉片預(yù)處理線(松散回潮一除雜一一次加料)后的葉片進(jìn)入統(tǒng)一的葉片預(yù)混柜組，經(jīng)過(或繞過)二次加料，進(jìn)入統(tǒng)一的儲葉柜組。在上述過程中，葉片預(yù)混柜組的進(jìn)柜、出柜以及儲葉柜組的進(jìn)柜、出柜時，各模塊間可能存在交叉和混合。
[0009]分組加工新工藝下從儲葉柜出柜的葉片在葉絲膨脹干燥階段可以有幾條并行工藝分支(如薄板烘絲、SH93、HXD等)，經(jīng)過各條葉絲處理線(增溫增濕一切絲一膨脹干燥)后的葉絲經(jīng)過(或繞過)統(tǒng)一的葉絲預(yù)混柜組，進(jìn)行與版塊煙絲、梗絲、薄片煙絲、膨脹煙絲、回籠煙絲、顆粒梗等成分的按配方比例摻配，形成混絲后經(jīng)加香成為成品煙絲進(jìn)入貯絲房。在上述過程中，葉絲預(yù)混柜組的進(jìn)柜、出柜時，各模塊間可能存在交叉和混合。
[0010]不同于以往傳統(tǒng)的單工藝路徑直線式制絲加工過程，面對分組加工新工藝的新挑戰(zhàn)，需要找到一個新的通用的設(shè)計方法來對這類新工藝的制絲管控系統(tǒng)(包括電控系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng))進(jìn)行模型化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化設(shè)計，解決常規(guī)制絲管控系統(tǒng)的剛性生產(chǎn)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的是，提供一種基于分組加工新工藝的煙草制絲管控方法，它能夠解決分組加工下多線交叉、多路徑動態(tài)選擇、路徑臨時更改、路徑?jīng)_突檢測問題。
[0012]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種基于分組加工新工藝的煙草制絲管控方法，它包括如下步驟，
[0013]I)在設(shè)備控制層電控系統(tǒng)中建立“最小基本設(shè)備組”邏輯模型，按“最小基本設(shè)備組”模型將全線劃分為各“最小基本設(shè)備組”，作為實現(xiàn)各工藝需要的基礎(chǔ)；
[0014]2)在各“最小基本設(shè)備組”的基礎(chǔ)上提供組態(tài)界面，可按物料流向?qū)⒏鳌白钚』驹O(shè)備組”串接成各條工藝路線；
[0015]3 )設(shè)備控制層電控系統(tǒng)按照收到的任務(wù)配置和配方參數(shù)自動對各“最小基本設(shè)備組”進(jìn)行工藝組動態(tài)組合、設(shè)備組自動選擇；
[0016]4)各“最小基本設(shè)備組”隨所在工藝組的啟動而啟動或在物料到時啟動，在物料結(jié)束信號延時通過后自動釋放；
[0017]5)針對“多組葉絲預(yù)混柜”，在生產(chǎn)管理系統(tǒng)建立摻配配方模型，抽象出配方參數(shù)，不受任務(wù)配置影響；
[0018]6)針對“多組葉絲摻配并配多秤”以及“摻配路線復(fù)雜”的新工藝，建立摻配隊列模型，對多線主葉絲成分的瞬時流量和累計重量建立延時隊列，對延時隊列按照設(shè)備位置進(jìn)行置加和動態(tài)傳遞；
[0019]7)針對多線多秤環(huán)境對多線多秤建立邏輯秤模型，采用“邏輯秤”方法，將報工所用邏輯秤與摻配配方模型對應(yīng)起來，解決分組加工制絲報工問題；
[0020]8)針對分組加工新工藝“中間交叉、混合”的特點，在生產(chǎn)管理系統(tǒng)中對任務(wù)管理進(jìn)行建模，分別建立制葉片任務(wù)模型、制葉絲任務(wù)模型、分組加工任務(wù)模型，在頭、身、尾之間靈活組合，實現(xiàn)柔性的任務(wù)調(diào)度。
[0021]本發(fā)明的優(yōu)點是，可實現(xiàn)分組加工新工藝對制絲管控系統(tǒng)提出的柔性化、智能化、精細(xì)化各項要求。I)工藝路線動態(tài)組合，提高了生產(chǎn)效率；2)實現(xiàn)了設(shè)備的故障冗余，提高了設(shè)備的利用率；3)實現(xiàn)了柔性化的任務(wù)調(diào)度。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合某煙廠新建制絲生產(chǎn)線為例介紹本發(fā)明的【具體實施方式】。
[0023]本發(fā)明創(chuàng)新性地通過建模的方式，建立了“最小基本設(shè)備組”模型，將全線劃分為各“最小基本設(shè)備組”，作為實現(xiàn)各工藝需求的基礎(chǔ)，并提供了基于此模型實現(xiàn)分組加工新工藝的配套設(shè)計方法。本發(fā)明能較好地解決下述問題:
[0024]I)解決分組加工下多線交叉、多路徑動態(tài)選擇、路徑臨時更改、路徑?jīng)_突檢測問題。
[0025]2)解決分組加工多秤環(huán)境下主秤任選、摻配延時、內(nèi)摻外摻問題。
[0026]3)解決分組加工主秤任選時的制絲報工問題。
[0027]4)解決分組加工柔性任務(wù)調(diào)度的問題。
[0028]本發(fā)明的特點是不同于以往傳統(tǒng)的單工藝路徑直線式制絲加工過程，
[0029]I)在設(shè)備控制層電控系統(tǒng)中建立“最小基本設(shè)備組”邏輯模型，按“最小基本設(shè)備組”模型將全線劃分為各“最小基本設(shè)備組”，作為實現(xiàn)各工藝需要的基礎(chǔ)。模型描述見“具體實施方法”。
[0030]2)在各“最小基本設(shè)備組”的基礎(chǔ)上提供組態(tài)界面，可按物料流向?qū)⒏鳌白钚』驹O(shè)備組”串接成各條工藝路線。[0031 ] 3 )設(shè)備控制層電控系統(tǒng)按照收到的任務(wù)配置和配方參數(shù)自動對各“最小基本設(shè)備組”進(jìn)行工藝組動態(tài)組合、設(shè)備組自動選擇。
[0032]4)各“最小基本設(shè)備組”隨所在工藝組的啟動而啟動或在物料到時啟動，在物料結(jié)束信號延時通過后自動釋放。
[0033]5)針對“多組葉絲預(yù)混柜”，在生產(chǎn)管理系統(tǒng)建立摻配配方模型，抽象出配方參數(shù)，不受任務(wù)配置影響。
[0034]6)針對“多組葉絲摻配并配多秤”以及“摻配路線復(fù)雜”的新工藝，建立摻配隊列模型，對多線主葉絲成分的瞬時流量和累計重量建立延時隊列，對延時隊列按照設(shè)備位置進(jìn)行疊加和動態(tài)傳遞。
[0035]7)針對多線多秤環(huán)境對多線多秤建立邏輯秤模型，采用“邏輯秤”方案，將報工所用邏輯秤與摻配配方模型對應(yīng)起來，解決分組加工制絲報工問題。
[0036]8)針對分組加工新工藝“中間交叉、混合”的特點，在生產(chǎn)管理系統(tǒng)中對任務(wù)管理進(jìn)行建模，分別建立制葉片任務(wù)模型、制葉絲任務(wù)模型、分組加工任務(wù)模型，在頭、身、尾之間靈活組合，實現(xiàn)柔性的任務(wù)調(diào)度。
[0037]下面結(jié)合具體實例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)介紹:
[0038]該生產(chǎn)線充分吸收“分組加工、柔性化生產(chǎn)”等先進(jìn)工藝?yán)砟钤O(shè)計工藝流程，形成“多頭、多身、多尾，中間交叉”的多路徑的生產(chǎn)格局，增加儲葉柜、儲絲柜數(shù)量和容量，特別是葉絲干燥后配置多組對頂葉絲預(yù)混柜，為制絲生產(chǎn)向模塊分組加工轉(zhuǎn)變提供了設(shè)備保證?！爸虚g交叉”以及“多組葉絲預(yù)混柜”的工藝流程特點使得葉片預(yù)混柜、儲葉柜以及葉絲預(yù)混柜均配置了多分配行車，即多線均可進(jìn)任一柜；同時這些柜以及梗絲柜中的任一柜均可出料到多線上。
[0039]在分組加工工藝流程下，呈現(xiàn)多分支、多組合的復(fù)雜工藝線路，在交叉點存在大量“公共”設(shè)備，這些設(shè)備不屬于任何一條線，而是動態(tài)地根據(jù)任務(wù)或選柜臨時歸屬于某條線，當(dāng)本批生產(chǎn)結(jié)束后又歸于“公用”。本發(fā)明通過對這些“公共”設(shè)備的復(fù)用，解決生產(chǎn)線的剛性生產(chǎn)問題。
[0040]I)在設(shè)備控制層電控系統(tǒng)中建立“最小基本設(shè)備組”邏輯模型，按“最小基本設(shè)備組”模型將全線劃分為各“最小基本設(shè)備組”，作為實現(xiàn)各工藝需要的基礎(chǔ)。
[0041]劃分各“最小基本設(shè)備組”的原則是同啟同停(具有相同的啟動條件和停止條件)，每個最小基本設(shè)備組由若干設(shè)備按物料流向串接而成，在最小基本設(shè)備組內(nèi)的設(shè)備具有相同的組啟動、組停止、組釋放以及選中信號。在最小基本設(shè)備組內(nèi)部不再有路徑選擇的問題。
[0042]最小基本設(shè)備組又分為專用和公用兩類，專用最小基本設(shè)備組專屬于某條線，而公用最小基本設(shè)備組則根據(jù)任務(wù)配置或配方參數(shù)動態(tài)臨時歸屬于某條線(被某條線選中)，隨該線啟動而啟動或在物料到時啟動，在物料結(jié)束信號延時通過后自動停止并且從被某條線選中的狀態(tài)中脫離出來(釋放)，再次成為公用組。
[0043]2)在各“最小基本設(shè)備組”的基礎(chǔ)上提供組態(tài)界面，可按物料流向?qū)⒏鳌白钚』驹O(shè)備組”串接成各條工藝路線。
[0044]由于在設(shè)備控制層就將設(shè)備劃分為各“最小基本設(shè)備組”，基于各“最小基本設(shè)備組”可以像搭積木一樣很直觀地搭建各條工藝路線。提供的組態(tài)界面對于調(diào)試階段(無論是電氣調(diào)試還是工藝調(diào)試)非常有用，不需要收到上位機發(fā)來的任務(wù)配置和配方參數(shù)，就可以很方便地搭建各試驗線路，并可以局部啟動。在生產(chǎn)中該組態(tài)界面可用于路徑臨時更改的情形。這樣就為用戶提供了最大限度的靈活性，滿足了頻繁變化的生產(chǎn)需求對制絲管控系統(tǒng)提出的柔性化要求，同時也能最大限度地提高設(shè)備的利用率。
[0045]3)設(shè)備控制層電控系統(tǒng)按照收到的任務(wù)配置和配方參數(shù)自動對各“最小基本設(shè)備組”進(jìn)行工藝組動態(tài)組合、設(shè)備組自動選擇。
[0046]在正常生產(chǎn)狀態(tài)下，當(dāng)線上已空或上一批已生產(chǎn)完允許換批時，設(shè)備控制層電控系統(tǒng)向上位機系統(tǒng)發(fā)出任務(wù)申請，通過與上位機的握手取得經(jīng)上位機分解、下發(fā)的下一批次的任務(wù)配置和配方參數(shù)，經(jīng)過確認(rèn)后由設(shè)備控制層電控系統(tǒng)自動對所需的各“最小基本設(shè)備組”進(jìn)行選擇，動態(tài)組合出完整的工藝路線。在此過程中自動進(jìn)行路徑?jīng)_突檢測并提示用戶。
[0047]4)各“最小基本設(shè)備組”隨所在工藝組的啟動而啟動或在物料到時啟動,在物料結(jié)束信號延時通過后自動釋放。
[0048]在分組加工模式下，對于多線交叉處的“共用”設(shè)備的及時釋放是非常必要的，這樣才能做到“復(fù)用”，提高設(shè)備的利用率，提高生產(chǎn)效率。由于本發(fā)明在設(shè)備控制層就將設(shè)備劃分為“最小基本設(shè)備組”，當(dāng)物料結(jié)束信號經(jīng)延時依次傳遞通過組成某工藝路線的各“最小基本設(shè)備組”后，該“最小基本設(shè)備組”自動將自身釋放，不再處于被選中的狀態(tài)，可以投入下一次使用。
[0049]5)針對“多組葉絲預(yù)混柜”，在生產(chǎn)管理系統(tǒng)建立摻配配方模型，抽象出配方參數(shù)，不受任務(wù)配置影響。
[0050]多組葉絲預(yù)混柜配多臺控制型電子秤，同一葉絲預(yù)混柜可以走到不同的電子秤上，這就帶來了葉絲之間摻配的多分支、多組合線路。
[0051]有以下情況需考慮到:
[0052](I)在分組加工時幾種組分都進(jìn)到葉絲預(yù)混柜后再出柜摻配的可能；
[0053](2)有可能將葉絲預(yù)混柜當(dāng)做類似梗絲柜來使用，即將一些公共物料生產(chǎn)后作為一個版塊放在葉絲預(yù)混柜，需要時再作為一種成分按比例摻入的情況；
[0054](3)葉絲預(yù)混柜出柜后不再對應(yīng)單一的秤，可以有多個秤可供選擇；
[0055](4)出料時存在某葉絲成分作為摻配基數(shù)和不作為摻配基數(shù)的情況。
[0056]基于“最小基本設(shè)備組”建立摻配配方模型，將葉絲間摻配的配方參數(shù)抽象為最多η種葉絲摻配成分的葉絲代碼、是否主成分、配比比例以及是否為摻配基數(shù)，既涵蓋所有可能，又區(qū)別于任務(wù)配置。
[0057]葉絲代碼既能唯一確定某種成分(能區(qū)別于其它葉絲代碼，與配方相關(guān))，又可避開具體柜號(與配方無關(guān))，并且為把葉絲預(yù)混柜做為公共物料柜使用提供了可能。
[0058]上述最多的η種摻配成分中只允許有一個為主成分。本設(shè)定是為了決定誰是主秤，指定的主成分出柜后經(jīng)過的秤為主秤，對應(yīng)于配方參數(shù)中的主秤流量，其它秤則按配比進(jìn)行跟隨。在配方中指定主成分而不指定主秤的好處是為主成分進(jìn)出柜提供了更大的靈活性:主成分可進(jìn)任一葉絲預(yù)混柜，并且在出葉絲預(yù)混柜時可以走不同的電子秤。
[0059]上述不作為摻配基數(shù)(外摻配)的葉絲只作為一種摻配成分，相當(dāng)于以前的梗絲、薄片絲、回籠絲、膨脹絲成分，在出柜時按照工藝參數(shù)中指定的配比比例跟隨主秤以及作為摻配基數(shù)的葉絲秤各秤流量之和；上述作為摻配基數(shù)(內(nèi)摻配)的葉絲在出柜時按照工藝參數(shù)中指定的配比比例跟隨主成分葉絲經(jīng)過的秤(主秤)流量，而它本身所經(jīng)過的秤的流量會對之后的其它摻配成分(例如梗絲、薄片絲、回籠絲、膨脹絲)產(chǎn)生影響。也就是說對于梗絲、薄片絲、回籠絲、膨脹絲來說，所要跟隨的流量是主秤流量+各作為摻配基數(shù)的葉絲成分出柜后所經(jīng)的秤的流量之和。
[0060]基于“最小基本設(shè)備組”建立上述摻配配方模型，為解決分組加工多秤環(huán)境下主秤任選、內(nèi)摻外摻、制絲報工問題奠定了基礎(chǔ)。
[0061]6)針對“多組葉絲摻配并配多秤”以及“摻配路線復(fù)雜”的新工藝，建立摻配隊列模型，對多線主葉絲成分的瞬時流量和累計重量建立延時隊列，對延時隊列按照設(shè)備位置進(jìn)行疊加和動態(tài)傳遞。
[0062]由于各物料摻配點與葉絲主秤有不同的距離，有的主葉絲可能還要過幾條皮帶才到達(dá)摻配點，為保證摻配的精細(xì)化及均勻性，做到當(dāng)主葉絲料頭到達(dá)某摻配點時該摻配物才加進(jìn)來，當(dāng)主葉絲料尾經(jīng)過某摻配點后該摻配物的摻配也同時停止，因此對多線主葉絲成分的瞬時流量和累計重量建立延時隊列。建模的【具體實施方式】為:根據(jù)任務(wù)配置及配方參數(shù)動態(tài)確定主路線，對多線葉絲主成分過秤之后的瞬時流量和累計重量延時隊列建模，按設(shè)備間的位置關(guān)系以及設(shè)備當(dāng)前運行狀態(tài)在各設(shè)備相應(yīng)延時隊列中進(jìn)行疊加和動態(tài)傳遞。
[0063]本發(fā)明采用上述方法有效地解決了主秤任選、摻配延時、內(nèi)摻外摻的問題，達(dá)到柔性化、智能化、精細(xì)化加工要求。
[0064]7)針對多線多秤環(huán)境對多線多秤建立邏輯秤模型，采用“邏輯秤”方案，將報工所用邏輯秤與摻配配方模型對應(yīng)起來，解決分組加工制絲報工問題。
[0065]不同于常規(guī)制絲線中各秤對應(yīng)固定的物料，在分組加工新工藝下，對于葉絲預(yù)混柜后的“公用”秤來說，其上既可能走主葉絲，也可能走版塊煙絲等，即該物理秤并不對應(yīng)固定的物料，而是隨生產(chǎn)需要柔性使用，有時是主秤，有時是摻配秤。
[0066]采用邏輯秤的方案，為多線多個邏輯秤分別建模，結(jié)合摻配配方模型解決分組加工下制絲報工自動上行的問題。
[0067]8)針對分組加工新工藝“中間交叉、混合”的特點，在生產(chǎn)管理系統(tǒng)中對任務(wù)管理進(jìn)行建模，分別建立制葉片任務(wù)模型、制葉絲任務(wù)模型、分組加工任務(wù)模型，在頭、身、尾之間靈活組合，實現(xiàn)柔性的任務(wù)調(diào)度。
【權(quán)利要求】
1.一種基于分組加工新工藝的煙草制絲管控方法，其特征在于:它包括如下步驟， 1)在設(shè)備控制層電控系統(tǒng)中建立“最小基本設(shè)備組”邏輯模型，按“最小基本設(shè)備組”模型將全線劃分為各“最小基本設(shè)備組”，作為實現(xiàn)各工藝需要的基礎(chǔ)； 2)在各“最小基本設(shè)備組”的基礎(chǔ)上提供組態(tài)界面，可按物料流向?qū)⒏鳌白钚』驹O(shè)備組”串接成各條工藝路線； 3)設(shè)備控制層電控系統(tǒng)按照收到的任務(wù)配置和配方參數(shù)自動對各“最小基本設(shè)備組”進(jìn)行工藝組動態(tài)組合、設(shè)備組自動選擇； 4)各“最小基本設(shè)備組”隨所在工藝組的啟動而啟動或在物料到時啟動，在物料結(jié)束信號延時通過后自動釋放； 5)針對“多組葉絲預(yù)混柜”，在生產(chǎn)管理系統(tǒng)建立摻配配方模型，抽象出配方參數(shù)，不受任務(wù)配置影響； 6)針對“多組葉絲摻配并配多秤”以及“摻配路線復(fù)雜”的新工藝，建立摻配隊列模型，對多線主葉絲成分的瞬時流量和累計重量建立延時隊列，對延時隊列按照設(shè)備位置進(jìn)行疊加和動態(tài)傳遞； 7)針對多線多秤環(huán)境對多線多秤建立邏輯秤模型，采用“邏輯秤”方法，將報工所用邏輯秤與摻配配方模型對應(yīng)起來，解決分組加工制絲報工問題； 8)針對分組加工新工藝“中間交叉、混合”的特點，在生產(chǎn)管理系統(tǒng)中對任務(wù)管理進(jìn)行建模，分別建立制葉片任務(wù)模型、制葉絲任務(wù)模型、分組加工任務(wù)模型，在頭、身、尾之間靈活組合，實現(xiàn)柔性的任務(wù)調(diào)度。
【文檔編號】A24B3/00GK103653224SQ201210320453
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年8月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月31日
【發(fā)明者】陳向東, 徐笑然, 胡桂廷, 裴志民, 孟祥偉 申請人:北京精密機電控制設(shè)備研究所, 北京天高智機技術(shù)開發(fā)公司, 中國運載火箭技術(shù)研究院