CN115669990B - 一种烟叶制丝生产线的智能节电方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种烟叶制丝生产线的智能节电方法及装置，其方法包括基于烟叶制丝生产线中各个子工艺的存储空间，将烟叶制丝生产线划分为至少两个工艺段；根据与每个子工艺对应的控制单元所采集到的运行参数，建立每个工艺段的目标函数；基于遗传算法对每个工艺段的目标函数进行优化，并根据目标函数的优化结果得到每个子工艺的启动顺序；按照每个子工艺的启动顺序运行烟叶制丝生产线。通过优化细分烟叶制丝线工艺段及控制单元，建立目标函数并确定每个控制单元的启停顺序智能推优最佳节能控制方案，以解决好生产过程中的生产准备、生产等待、生产间隙等阶段的电耗，进而有效减少烟叶制丝线电能消耗。
Description
技术领域
本申请属于烟草制丝生产技术领域，特别的涉及一种烟叶制丝生产线的智能节电方法及装置。
背景技术
烟叶制丝线主要承担着原料加工的任务，就是将烟叶制成符合工艺要求的烟丝，以满足后续工序的要求。整个烟叶制丝过程采用流水线作业，烟叶从原料加工成成品烟丝至少要经过解包、切片、松散回潮、除麻除块、除杂、加料、储叶、切丝、烘丝、风选、掺兑、混丝、加香、贮丝等工序的连续加工来完成。
然而在实际生产中，由于烟叶制丝工艺线路较长，若生产线控制单元划分不合理或设备启动顺序及启动时间调度不当，会导致设备空车运行时间过长产生无谓的电能消耗；其次，在生产阶段为保证物料的连续运行加工，设备全部启动后，等待物料输入，由于物料在设备上的运行总是需要一定的时间，虽然设备在工作，但生产线上后段的设备没有物料通过，此时生产线上很多设备处于启动空车运行状态，无谓的电能消耗增大。
发明内容
本申请为解决上述提到的若生产线控制单元划分不合理或设备启动顺序及启动时间调度不当，会导致设备空车运行时间过长产生无谓的电能消耗；其次，在生产阶段为保证物料的连续运行加工，设备全部启动后，等待物料输入，由于物料在设备上的运行总是需要一定的时间，虽然设备在工作，但生产线上后段的设备没有物料通过，此时生产线上很多设备处于启动空车运行状态，无谓的电能消耗增大等技术问题，提出一种烟叶制丝生产线的智能节电方法及装置，其技术方案如下：
第一方面，本申请实施例提供了一种烟叶制丝生产线的智能节电方法，包括：
基于烟叶制丝生产线中各个子工艺的存储空间，将烟叶制丝生产线划分为至少两个工艺段；其中，每个工艺段包括至少两个子工艺；
根据与每个子工艺对应的控制单元所采集到的运行参数，建立每个工艺段的目标函数；
基于遗传算法对每个工艺段的目标函数进行优化，并根据目标函数的优化结果得到每个工艺段中每个子工艺的启动顺序；
按照每个子工艺的启动顺序运行烟叶制丝生产线。
在第一方面的一种可选方案中，在根据与每个子工艺对应的控制单元所采集到的运行参数，建立每个工艺段的目标函数之前，还包括：
基于工业相机获取烟叶制丝生产线中每个工艺段的第一图像；其中，每个工艺段的上方设置有工业相机；
根据每个工艺段的第一图像判断烟叶制丝生产线中是否存在异物；
当检测到烟叶制丝生产线中不存在异物时，确定每个工艺段中的每个子工艺具备启动条件。
在第一方面的又一种可选方案中，在按照每个子工艺的启动顺序运行烟叶制丝生产线之后，还包括：
当检测到烟叶制丝生产线的物料累积量与预设物料标准量的差值处于预设第一区间时，基于工业相机获取烟叶制丝生产线中每个工艺段的第二图像；
根据每个工艺段的第二图像判断烟叶制丝生产线中是否存在剩余物料；
当检测到烟叶制丝生产线中不存在剩余物料时，确定每个工艺段中的每个子工艺具备停机条件。
在第一方面的又一种可选方案中，根据与每个子工艺对应的控制单元所采集到的运行参数，建立每个工艺段的目标函数，包括：
根据与每个子工艺对应的控制单元所采集到的运行时间，计算出每个工艺段的总生产时间；
根据与每个子工艺对应的控制单元所采集到的运行时间以及功率参数，计算出每个工艺段的单位电耗；
基于每个工艺段的总生产时间以及每个工艺段的单位电耗，构建每个工艺段的目标函数。
在第一方面的又一种可选方案中，在根据与每个子工艺对应的控制单元所采集到的运行参数之后，建立每个工艺段的目标函数之前，还包括：
判断任意相邻的两个子工艺中前一个子工艺的停止运行时刻与后一个子工艺的起始运行时刻的差值是否处于预设第二区间；
当检测到差值不处于预设第二区间时，基于差值对后一个子工艺的起始运行时刻进行更新。
在第一方面的又一种可选方案中，根据目标函数的优化结果得到每个工艺段中每个子工艺的启动顺序，包括：
根据目标函数的优化结果得到与每个子工艺对应的启动参数；
对于每个子工艺对应的启动参数进行编码处理，并根据编码结果得到每个工艺段中每个子工艺的启动顺序。
在第一方面的又一种可选方案中，在按照每个子工艺的启动顺序运行烟叶制丝生产线之后，还包括：
当检测到任意一个子工艺出现故障时，控制子工艺之前的所有子工艺停止运行，并基于工业相机获取烟叶制丝生产线中每个工艺段的第三图像；
根据每个工艺段的第三图像判断烟叶制丝生产线中是否存在剩余物料；
当检测到烟叶制丝生产线中不存在剩余物料时，控制每个工艺段中的每个子工艺停止运行。
第二方面，本申请实施例提供了一种烟叶制丝生产线的智能节电装置，包括：
工艺划分模块，用于基于烟叶制丝生产线中各个子工艺的存储空间，将烟叶制丝生产线划分为至少两个工艺段；其中，每个工艺段包括至少两个子工艺；
函数构建模块，用于根据与每个子工艺对应的控制单元所采集到的运行参数，建立每个工艺段的目标函数；
数据处理模块，用于基于遗传算法对每个工艺段的目标函数进行优化，并根据目标函数的优化结果得到每个工艺段中每个子工艺的启动顺序；
生产控制模块，用于按照每个子工艺的启动顺序运行烟叶制丝生产线。
在第二方面的一种可选方案中，装置还包括：
在根据与每个子工艺对应的控制单元所采集到的运行参数，建立每个工艺段的目标函数之前，基于工业相机获取烟叶制丝生产线中每个工艺段的第一图像；其中，每个工艺段的上方设置有工业相机；
根据每个工艺段的第一图像判断烟叶制丝生产线中是否存在异物；
当检测到烟叶制丝生产线中不存在异物时，确定每个工艺段中的每个子工艺具备启动条件。
在第二方面的又一种可选方案中，装置还包括：
在按照每个子工艺的启动顺序运行烟叶制丝生产线之后，当检测到烟叶制丝生产线的物料累积量与预设物料标准量的差值处于预设第一区间时，基于工业相机获取烟叶制丝生产线中每个工艺段的第二图像；
根据每个工艺段的第二图像判断烟叶制丝生产线中是否存在剩余物料；
当检测到烟叶制丝生产线中不存在剩余物料时，确定每个工艺段中的每个子工艺具备停机条件。
在第二方面的又一种可选方案中，函数构建模块包括：
根据与每个子工艺对应的控制单元所采集到的运行时间，计算出每个工艺段的总生产时间；
根据与每个子工艺对应的控制单元所采集到的运行时间以及功率参数，计算出每个工艺段的单位电耗；
基于每个工艺段的总生产时间以及每个工艺段的单位电耗，构建每个工艺段的目标函数。
在第二方面的又一种可选方案中，函数构建模块还包括：
在根据与每个子工艺对应的控制单元所采集到的运行参数之后，建立每个工艺段的目标函数之前，判断任意相邻的两个子工艺中前一个子工艺的停止运行时刻与后一个子工艺的起始运行时刻的差值是否处于预设第二区间；
当检测到差值不处于预设第二区间时，基于差值对后一个子工艺的起始运行时刻进行更新。
在第二方面的又一种可选方案中，数据处理模块包括：
根据目标函数的优化结果得到与每个子工艺对应的启动参数；
对于每个子工艺对应的启动参数进行编码处理，并根据编码结果得到每个工艺段中每个子工艺的启动顺序。
在第二方面的又一种可选方案中，装置还包括：
在按照每个子工艺的启动顺序运行烟叶制丝生产线之后，当检测到任意一个子工艺出现故障时，控制子工艺之前的所有子工艺停止运行，并基于工业相机获取烟叶制丝生产线中每个工艺段的第三图像；
根据每个工艺段的第三图像判断烟叶制丝生产线中是否存在剩余物料；
当检测到烟叶制丝生产线中不存在剩余物料时，控制每个工艺段中的每个子工艺停止运行。
第三方面，本申请实施例还提供了一种烟叶制丝生产线的智能节电装置，处理器以及存储器；
处理器与存储器连接；
存储器，用于存储可执行程序代码；
处理器通过读取存储器中存储的可执行程序代码来运行与可执行程序代码对应的程序，以用于实现本申请实施例第一方面或第一方面的任意一种实现方式提供的烟叶制丝生产线的智能节电方法。
第四方面，本申请实施例提供了一种计算机存储介质，计算机存储介质存储有计算机程序，计算机程序包括程序指令，程序指令当被处理器执行时，可实现本申请实施例第一方面或第一方面的任意一种实现方式提供的烟叶制丝生产线的智能节电方法。
在本申请实施例中，可在运行烟叶制丝生产线的过程中，基于烟叶制丝生产线中各个子工艺的存储空间，将烟叶制丝生产线划分为至少两个工艺段；根据与每个子工艺对应的控制单元所采集到的运行参数，建立每个工艺段的目标函数；基于遗传算法对每个工艺段的目标函数进行优化，并根据目标函数的优化结果得到每个工艺段中每个子工艺的启动顺序；按照每个子工艺的启动顺序运行烟叶制丝生产线。通过优化细分烟叶制丝线工艺段及控制单元，根据实际工况，针对生产线中工艺段批次生产的加工调度问题，建立目标函数并确定每个控制单元的启停顺序智能推优最佳节能控制方案，以解决好生产过程中的生产准备、生产等待、生产间隙等阶段的电耗，进而有效减少烟叶制丝线电能消耗。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种烟叶制丝生产线的智能节电方法的整体流程示意图；
图2为本申请实施例提供的一种烟叶制丝生产线的工艺段划分示意图；
图3为本申请实施例提供的又一种烟叶制丝生产线的工艺段划分示意图；
图4为本申请实施例提供的一种自适应遗传算法的流程示意图；
图5为本申请实施例提供的一种烟叶制丝生产线的智能节电装置的结构示意图；
图6为本申请实施例提供的又一种烟叶制丝生产线的智能节电装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
在下述介绍中，术语“第一”、“第二”仅为用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。下述介绍提供了本申请的多个实施例，不同实施例之间可以替换或者合并组合，因此本申请也可认为包含所记载的相同和/或不同实施例的所有可能组合。因而，如果一个实施例包含特征A、B、C，另一个实施例包含特征B、D，那么本申请也应视为包括含有A、B、C、D的一个或多个所有其他可能的组合的实施例，尽管该实施例可能并未在以下内容中有明确的文字记载。
下面的描述提供了示例，并且不对权利要求书中阐述的范围、适用性或示例进行限制。可以在不脱离本申请内容的范围的情况下，对描述的元素的功能和布置做出改变。各个示例可以适当省略、替代或添加各种过程或组件。例如所描述的方法可以以所描述的顺序不同的顺序来执行，并且可以添加、省略或组合各种步骤。此外，可以将关于一些示例描述的特征组合到其他示例中。
请参阅图1，图1示出了本申请实施例提供的一种烟叶制丝生产线的智能节电方法的整体流程示意图。
如图1所示，该烟叶制丝生产线的智能节电方法至少可以包括以下步骤：
步骤102、基于烟叶制丝生产线中各个子工艺的存储空间，将烟叶制丝生产线划分为至少两个工艺段。
实际生产中，由于烟叶制丝工艺线路较长，若生产线控制单元划分不合理或设备启动顺序及启动时间调度不当，会导致设备空车运行时间过长产生无谓的电能消耗。导致无谓的电能消耗增大的原因主要有如下几种情况：1、在生产准备阶段部分主机设备包括松散回潮机、加料机、叶丝隧道式回潮机、烘丝机等预热启动顺序和时间过早会导致电能消耗较大，若预热启动顺序和时间过晚会影响生产进度；2、在生产阶段为保证物料的连续运行加工，设备全部启动后，等待物料输入，由于物料在设备上的运行总是需要一定的时间，虽然设备在工作，但生产线上后段的设备没有物料通过，此时生产线上很多设备处于启动空车运行状态，无谓的电能消耗增大。3、在批次换牌的生产间歇阶段物料放空后设备未及时停机，同时下批次生产未及时衔接上，导致空车运行时间过长；4、制丝生产线未细分至最小控制单元，导致单次启动设备过多，无谓的电能消耗增大；因此解决好生产过程中的生产准备、生产等待、生产间隙等阶段的电耗可有效减少烟叶制丝线电能消耗。
在本申请实施例中，烟叶制丝生产线的智能节电方法可应用于烟叶制丝生产线的生产车间，该烟叶制丝生产线的生产车间中可设置有一条或多条烟叶制丝生产线，每条烟叶制丝生产线包括有多个子工艺，其中，该多个子工艺可以但不局限于为依次设置的切片工艺、计量工艺、松散回潮工艺、除麻除块工艺、激光除杂工艺、喂料仓工艺、叶片加料工艺、贮叶工艺、喂料仓工艺、切丝工艺、喂料仓工艺、烘丝工艺、多级风选工艺、掺兑工艺、混丝工艺、加香工艺以及贮丝工艺，且每个子工艺用于处理烟叶的容量以及缓存面积各不相同，进而导致烟叶在每种子工艺的停留时间各不相同。
具体地，在烟叶制丝生产线运行之前，可根据各个子工艺的存储空间，可以但不局限于筛选出存储空间最大的两个子工艺作为节点，并参照该两个节点将整个烟叶制丝生产线划分为三个工艺段，其中，该存储空间最大的两个子工艺可以但不局限于为贮叶工艺以及混丝工艺。可以理解的是，参照上述提到的多个子工艺，可将切片工艺、计量工艺、松散回潮工艺、除麻除块工艺、激光除杂工艺、喂料仓工艺、叶片加料工艺以及贮叶工艺作为一个工艺段，将喂料仓工艺、切丝工艺、喂料仓工艺、烘丝工艺、多级风选工艺以及掺兑工艺作为一个工艺段，将混丝工艺、加香工艺以及贮丝工艺作为一个工艺段。
此处可参阅图2示出的本申请实施例提供的一种烟叶制丝生产线的工艺段划分示意图。如图2所示，该烟叶制丝生产线可包括制叶工艺段、制丝工艺段以及加香工艺段，其中，制叶工艺段可包括依次设置的切片工艺、计量工艺、松散回潮工艺、除麻除块工艺、激光除杂工艺、喂料仓工艺、叶片加料工艺、贮叶工艺以及薄片松散工艺；制丝工艺段可包括喂料仓工艺、切丝工艺、喂料仓工艺、烘丝工艺、多级风选工艺以及掺兑工艺；加香工艺段可包括混丝工艺、加香工艺以及贮丝工艺。
需要说明的是，由于烟叶制丝生产线的线路较长，若生产线控制单元划分不合理或设备启动顺序及启动时间调度不当，会导致设备空车运行时间过长产生无谓的电能消耗。在本申请实施例中，每个子工艺均可对应设置一个控制单元，以便于通过单独控制每个控制单元，实现对每个子工艺的启停控制。其中，控制单元可以但不局限于控制子工艺的启动、停止、运行功率以及运行时长。
此处可参阅图3示出的本申请实施例提供的又一种烟叶制丝生产线的工艺段划分示意图。如图3所示，该烟叶制丝生产线的制叶工艺段可设置有控制单元1、控制单元2、控制单元3、控制单元4、控制单元5、控制单元6、控制单元7、控制单元8以及控制单元9，每个控制单元均对应制叶工艺段中的一个子工艺；该烟叶制丝生产线的制丝工艺段可设置有控制单元10、控制单元11、控制单元12、控制单元13、控制单元14、控制单元15、控制单元16、控制单元17、控制单元18、控制单元19、控制单元20以及控制单元21，每个控制单元均对应制丝工艺段中的一个子工艺；该烟叶制丝生产线的加香工艺段可设置有控制单元22、控制单元23以及控制单元24，每个控制单元均对应加香工艺段中的一个子工艺。
步骤104、根据与每个子工艺对应的控制单元所采集到的运行参数，建立每个工艺段的目标函数。
具体地，在将烟叶制丝生产线划分为至少两个工艺段之后，开始运行整个烟叶制丝生产线，并在运行过程中根据对每个工艺段中每个子工艺对应的控制单元所采集到的运行时间，计算出每个工艺段的总生产时间。可以理解的是，每个工艺段的总生产时间可以但不局限于参照下述表达式：
上式中，对应为每个工艺段生产的总时间，n对应为每个工艺段中控制单元的数量，/>对应为每个工艺段中第i个控制单元的工作时间，/>对应为每个控制段中第i个控制单元的空载运行时间。
进一步的，还可在运行过程中根据与每个子工艺对应的控制单元所采集到的运行时间以及功率参数，计算出每个工艺段的单位电耗。可以理解的是，每个工艺段的单位电耗可以但不局限于参照下述表达式：
上式中，D对应为每个工艺段的单位电耗，对应为每个工艺段生产的总电耗，对应为每个工艺段空载运行时的总电耗，/>对应为每个工艺段第i个控制单元的工作功率，/>对应为每个工艺段第i个控制单元的空载功率，/>对应为每个工艺段的总产量。
进一步的，可根据上述计算出的每个工艺段对应的总生产时间以及单位电耗，构建出每个工艺段的目标函数。
作为本申请实施例的一种可选，在根据与每个子工艺对应的控制单元所采集到的运行参数，建立每个工艺段的目标函数之前，还包括：
基于工业相机获取烟叶制丝生产线中每个工艺段的第一图像；其中，每个工艺段的上方设置有工业相机；
根据每个工艺段的第一图像判断烟叶制丝生产线中是否存在异物；
当检测到烟叶制丝生产线中不存在异物时，确定每个工艺段中的每个子工艺具备启动条件。
为了准确判断出烟叶制丝生产线中各个控制单元是否具备启停条件以及整个智能节电方法的精度，可在运行该烟叶制丝生产线之前，基于设置在每个工艺段上方的工业相机获取每个工艺段的生产流线上是否存在异物。其中，在得到工业相机所拍摄的第一图像之后，可以但不局限于对该第一图像进行图像识别处理，以根据智能算法分析出每个工艺段的生产流线上是否存在异物。可能的，当检测到烟叶制丝生产线中每个工艺段均不存在异物时，可确定每个工艺段中的每个控制单元均具备有启动条件。可以理解的是，当检测到烟叶制丝生产线中任意至少一个工艺段存在异物时，可先确定出异物的位置，并将该异物的位置发送至工作人员所在终端，以由工作人员及时对该异物进行处理。
作为本申请实施例的又一种可选，在按照每个子工艺的启动顺序运行烟叶制丝生产线之后，还包括：
当检测到烟叶制丝生产线的物料累积量与预设物料标准量的差值处于预设第一区间时，基于工业相机获取烟叶制丝生产线中每个工艺段的第二图像；
根据每个工艺段的第二图像判断烟叶制丝生产线中是否存在剩余物料；
当检测到烟叶制丝生产线中不存在剩余物料时，确定每个工艺段中的每个子工艺具备停机条件。
为了准确判断出烟叶制丝生产线中各个控制单元是否具备启停条件以及整个智能节电方法的精度，还可在运行该烟叶制丝生产线之后，根据检测到的物料累计量判断每个工艺段中的控制单元是否具备停机条件。其中，当检测到物料累积量与预设物料标准量的差值处于预设第一区间时，可表明该烟叶制丝生产线的工作指标已完成，进而可基于工业相机所采集到的第二图像判断当前烟叶制丝生产线是否还存在剩余物料。此处预设第一区间可以但不局限于设置为0-300kg，且在本申请实施例中不限定于此。
可以理解的是，当检测到烟叶制丝生产线中每个工艺段均不存在剩余物料时，可确定每个工艺段中的每个控制单元均具备有停止条件。当检测到烟叶制丝生产线中任意一个工艺段存在剩余物料时，可实时确定当前物料累积量与预设物料标准量的差值，直至差值处于预设第一区间的临界值时再基于工业相机所采集到的第二图像判断当前烟叶制丝生产线是否还存在剩余物料。
还可以理解的是，在本申请实施例中，可在烟叶制丝生产线运行的过程中，每个预设时间间隔来控制工业相机采集图像，以实时对烟叶制丝生产线的生产流线进行有效监控。
作为本申请实施例的又一种可选，在根据与每个子工艺对应的控制单元所采集到的运行参数之后，建立每个工艺段的目标函数之前，还包括：
判断任意相邻的两个子工艺中前一个子工艺的停止运行时刻与后一个子工艺的起始运行时刻的差值是否处于预设第二区间；
当检测到差值不处于预设第二区间时，基于差值对后一个子工艺的起始运行时刻进行更新。
为了保障每个工艺段的目标函数的有效性和可靠性，可根据每个子工艺的控制单元所采集到的起始运行时刻以及停止运行时刻，判断每任意两个相邻的子工艺之间的数据有效性。可能的，当检测到前一个子工艺的停止运行时刻与后一个子工艺的起始运行时刻的差值不处于预设第二区间，可对该后一个子工艺的起始运行时刻进行更新，例如但不局限于可使更新后的该后一个子工艺的起始运行时刻与前一个子工艺的停止运行时刻的差值处于预设第二区间，此处预设第二区间可设置为2秒，且不限定于此。
步骤106、基于遗传算法对每个工艺段的目标函数进行优化，并根据目标函数的优化结果得到每个工艺段中每个子工艺的启动顺序。
具体地，在构建出每个工艺段的目标函数之后，可基于自适应遗传算法对每个工艺段的目标函数进行优化，此处每个工艺段的目标函数可以但不局限于通过下式进行表示：
需要注意的是，上述提到的目标函数表达式是针对于工艺段中每个子工艺，也即工艺段中每个子工艺均对应有如上所示的目标函数，并基于自适应遗传算法中变异概率以及交叉概率的计算公式，结合每个子工艺所对应的目标函数进行计算，以得到优化后的变异概率以及交叉概率。此处还可参阅图4示出的本申请实施例提供的一种自适应遗传算法的流程示意图。如图4所示，可根据每个子工艺的目标函数对每个子工艺进行初始编码，例如但不局限于编码为1时，可表明对应的子工艺的启动顺序为1；编码为2时，可表明对应的子工艺的启动顺序为2，并可依次类推。接着，可对初始编码进行初始化处理，并代入判断条件，当不满足终止条件时可选择任意种群依次进行交叉计算以及变异计算，直至得到最优的编码。
步骤108、按照每个子工艺的启动顺序运行烟叶制丝生产线。
具体地，在得到最优的编码之后，可结合该最优的编码确定出每个工艺段中每个子工艺新的启动顺序，并根据该每个工艺段中每个子工艺新的启动顺序运行整个烟叶制丝生产线，进而实现对整个烟叶制丝生产线的智能节电。
作为本申请实施例的又一种可选，在按照每个子工艺的启动顺序运行烟叶制丝生产线之后，还包括：
当检测到任意一个子工艺出现故障时，控制子工艺之前的所有子工艺停止运行，并基于工业相机获取烟叶制丝生产线中每个工艺段的第三图像；
根据每个工艺段的第三图像判断烟叶制丝生产线中是否存在剩余物料；
当检测到烟叶制丝生产线中不存在剩余物料时，控制每个工艺段中的每个子工艺停止运行。
具体地，在整个烟叶制丝生产线的运行过程中，当检测到某一子工艺出行故障时，可控制该子工艺之前的所有子工艺停止运行，并基于工业相机获取烟叶制丝生产线中每个工艺段的第三图像，以实时确定剩余所有子工艺是否工作完成。可以理解的是，当检测到烟叶制丝生产线中不存在剩余物料时，表明发生故障的子工艺之后的所有子工艺已完成工作，并可控制该该子工艺之后的所有子工艺停止运行，该方式可有效保障整个烟叶制丝生产线的运转，以及最大化避免因故障所带来的损失。
请参阅图5，图5示出了本申请实施例提供的一种烟叶制丝生产线的智能节电装置的结构示意图。
如图5所示，该烟叶制丝生产线的智能节电装置至少可以包括工艺划分模块501、函数构建模块502、数据处理模块503以及生产控制模块504，其中：
工艺划分模块501，用于基于烟叶制丝生产线中各个子工艺的存储空间，将烟叶制丝生产线划分为至少两个工艺段；其中，每个工艺段包括至少两个子工艺；
函数构建模块502，用于根据与每个子工艺对应的控制单元所采集到的运行参数，建立每个工艺段的目标函数；
数据处理模块503，用于基于遗传算法对每个工艺段的目标函数进行优化，并根据目标函数的优化结果得到每个工艺段中每个子工艺的启动顺序；
生产控制模块504，用于按照每个子工艺的启动顺序运行烟叶制丝生产线。
在一些可能的实施例中，装置还包括：
在根据与每个子工艺对应的控制单元所采集到的运行参数，建立每个工艺段的目标函数之前，基于工业相机获取烟叶制丝生产线中每个工艺段的第一图像；其中，每个工艺段的上方设置有工业相机；
根据每个工艺段的第一图像判断烟叶制丝生产线中是否存在异物；
当检测到烟叶制丝生产线中不存在异物时，确定每个工艺段中的每个子工艺具备启动条件。
在一些可能的实施例中，装置还包括：
在按照每个子工艺的启动顺序运行烟叶制丝生产线之后，当检测到烟叶制丝生产线的物料累积量与预设物料标准量的差值处于预设第一区间时，基于工业相机获取烟叶制丝生产线中每个工艺段的第二图像；
根据每个工艺段的第二图像判断烟叶制丝生产线中是否存在剩余物料；
当检测到烟叶制丝生产线中不存在剩余物料时，确定每个工艺段中的每个子工艺具备停机条件。
在一些可能的实施例中，函数构建模块包括：
根据与每个子工艺对应的控制单元所采集到的运行时间，计算出每个工艺段的总生产时间；
根据与每个子工艺对应的控制单元所采集到的运行时间以及功率参数，计算出每个工艺段的单位电耗；
基于每个工艺段的总生产时间以及每个工艺段的单位电耗，构建每个工艺段的目标函数。
在一些可能的实施例中，函数构建模块还包括：
在根据与每个子工艺对应的控制单元所采集到的运行参数之后，建立每个工艺段的目标函数之前，判断任意相邻的两个子工艺中前一个子工艺的停止运行时刻与后一个子工艺的起始运行时刻的差值是否处于预设第二区间；
当检测到差值不处于预设第二区间时，基于差值对后一个子工艺的起始运行时刻进行更新。
在一些可能的实施例中，数据处理模块包括：
根据目标函数的优化结果得到与每个子工艺对应的启动参数；
对于每个子工艺对应的启动参数进行编码处理，并根据编码结果得到每个工艺段中每个子工艺的启动顺序。
在一些可能的实施例中，装置还包括：
在按照每个子工艺的启动顺序运行烟叶制丝生产线之后，当检测到任意一个子工艺出现故障时，控制子工艺之前的所有子工艺停止运行，并基于工业相机获取烟叶制丝生产线中每个工艺段的第三图像；
根据每个工艺段的第三图像判断烟叶制丝生产线中是否存在剩余物料；
当检测到烟叶制丝生产线中不存在剩余物料时，控制每个工艺段中的每个子工艺停止运行。
本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请实施例的技术方案可借助软件和/或硬件来实现。本说明书中的“单元”和“模块”是指能够独立完成或与其他部件配合完成特定功能的软件和/或硬件，其中硬件例如可以是现场可编程门阵列（Field－ProgrammableGate Array，FPGA）、集成电路（Integrated Circuit，IC）等。
请参阅图6，图6示出了本申请实施例提供的又一种烟叶制丝生产线的智能节电装置的结构示意图。
如图6所示，该烟叶制丝生产线的智能节电装置600可以包括至少一个处理器601、至少一个网络接口604、用户接口603、存储器605以及至少一个通信总线602。
其中，通信总线602可用于实现上述各个组件的连接通信。
其中，用户接口603可以包括按键，可选用户接口还可以包括标准的有线接口、无线接口。
其中，网络接口604可以但不局限于包括蓝牙模块、NFC模块、Wi-Fi模块等。
其中，处理器601可以包括一个或者多个处理核心。处理器601利用各种接口和线路连接整个电子设备600内的各个部分，通过运行或执行存储在存储器605内的指令、程序、代码集或指令集，以及调用存储在存储器605内的数据，执行路由设备600的各种功能和处理数据。可选的，处理器601可以采用DSP、FPGA、PLA中的至少一种硬件形式来实现。处理器601可集成CPU、GPU和调制解调器等中的一种或几种的组合。其中，CPU主要处理操作***、用户界面和应用程序等；GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制；调制解调器用于处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调器也可以不集成到处理器601中，单独通过一块芯片进行实现。
其中，存储器605可以包括RAM，也可以包括ROM。可选的，该存储器605包括非瞬时性计算机可读介质。存储器605可用于存储指令、程序、代码、代码集或指令集。存储器605可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储用于实现操作***的指令、用于至少一个功能的指令（比如触控功能、声音播放功能、图像播放功能等）、用于实现上述各个方法实施例的指令等；存储数据区可存储上面各个方法实施例中涉及到的数据等。存储器605可选的还可以是至少一个位于远离前述处理器601的存储装置。如图6所示，作为一种计算机存储介质的存储器605中可以包括操作***、网络通信模块、用户接口模块以及烟叶制丝生产线的智能节电应用程序。
具体地，处理器601可以用于调用存储器605中存储的烟叶制丝生产线的智能节电应用程序，并具体执行以下操作：
基于烟叶制丝生产线中各个子工艺的存储空间，将烟叶制丝生产线划分为至少两个工艺段；其中，每个工艺段包括至少两个子工艺；
根据与每个子工艺对应的控制单元所采集到的运行参数，建立每个工艺段的目标函数；
基于遗传算法对每个工艺段的目标函数进行优化，并根据目标函数的优化结果得到每个工艺段中每个子工艺的启动顺序；
按照每个子工艺的启动顺序运行烟叶制丝生产线。
在一些可能的实施例中，在根据与每个子工艺对应的控制单元所采集到的运行参数，建立每个工艺段的目标函数之前，还包括：
基于工业相机获取烟叶制丝生产线中每个工艺段的第一图像；其中，每个工艺段的上方设置有工业相机；
根据每个工艺段的第一图像判断烟叶制丝生产线中是否存在异物；
当检测到烟叶制丝生产线中不存在异物时，确定每个工艺段中的每个子工艺具备启动条件。
在一些可能的实施例中，在按照每个子工艺的启动顺序运行烟叶制丝生产线之后，还包括：
当检测到烟叶制丝生产线的物料累积量与预设物料标准量的差值处于预设第一区间时，基于工业相机获取烟叶制丝生产线中每个工艺段的第二图像；
根据每个工艺段的第二图像判断烟叶制丝生产线中是否存在剩余物料；
当检测到烟叶制丝生产线中不存在剩余物料时，确定每个工艺段中的每个子工艺具备停机条件。
在一些可能的实施例中，根据与每个子工艺对应的控制单元所采集到的运行参数，建立每个工艺段的目标函数，包括：
根据与每个子工艺对应的控制单元所采集到的运行时间，计算出每个工艺段的总生产时间；
根据与每个子工艺对应的控制单元所采集到的运行时间以及功率参数，计算出每个工艺段的单位电耗；
基于每个工艺段的总生产时间以及每个工艺段的单位电耗，构建每个工艺段的目标函数。
在一些可能的实施例中，在根据与每个子工艺对应的控制单元所采集到的运行参数之后，建立每个工艺段的目标函数之前，还包括：
判断任意相邻的两个子工艺中前一个子工艺的停止运行时刻与后一个子工艺的起始运行时刻的差值是否处于预设第二区间；
当检测到差值不处于预设第二区间时，基于差值对后一个子工艺的起始运行时刻进行更新。
在一些可能的实施例中，根据目标函数的优化结果得到每个工艺段中每个子工艺的启动顺序，包括：
根据目标函数的优化结果得到与每个子工艺对应的启动参数；
对于每个子工艺对应的启动参数进行编码处理，并根据编码结果得到每个工艺段中每个子工艺的启动顺序。
在一些可能的实施例中，在按照每个子工艺的启动顺序运行烟叶制丝生产线之后，还包括：
当检测到任意一个子工艺出现故障时，控制子工艺之前的所有子工艺停止运行，并基于工业相机获取烟叶制丝生产线中每个工艺段的第三图像；
根据每个工艺段的第三图像判断烟叶制丝生产线中是否存在剩余物料；
当检测到烟叶制丝生产线中不存在剩余物料时，控制每个工艺段中的每个子工艺停止运行。
本申请还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。其中，计算机可读存储介质可以包括但不限于任何类型的盘，包括软盘、光盘、DVD、CD-ROM、微型驱动器以及磁光盘、ROM、RAM、EPROM、EEPROM、DRAM、VRAM、闪速存储器设备、磁卡或光卡、纳米***（包括分子存储器IC），或适合于存储指令和/或数据的任何类型的媒介或设备。
需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些服务接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储器中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储器中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可为个人计算机、服务器或者网络设备等）执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储器包括：U盘、只读存储器（Read-Only Memory， ROM）、随机存取存储器（RandomAccess Memory，RAM）、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通进程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储器中，存储器可以包括：闪存盘、只读存储器（Read-Only Memory， ROM）、随机存取器（Random AccessMemory，RAM）、磁盘或光盘等。
以上者，仅为本公开的示例性实施例，不能以此限定本公开的范围。即但凡依本公开教导所作的等效变化与修饰，皆仍属本公开涵盖的范围内。本领域技术人员在考虑说明书及实践这里的公开后，将容易想到本公开的其实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未记载的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的范围和精神由权利要求限定。
Claims (6)
1.一种烟叶制丝生产线的智能节电方法，其特征在于，包括：
基于烟叶制丝生产线中各个子工艺的存储空间，将所述烟叶制丝生产线划分为至少两个工艺段；其中，每个所述工艺段包括至少两个所述子工艺；
根据与每个所述子工艺对应的控制单元所采集到的运行参数，建立每个所述工艺段的目标函数；其中，每个所述子工艺均对应设置一个所述控制单元，以便于通过控制每个所述控制单元，实现对每个所述子工艺的启停控制；
基于遗传算法对每个所述工艺段的目标函数进行优化，并根据所述目标函数的优化结果得到每个所述工艺段中每个所述子工艺的启动顺序；
按照每个所述子工艺的启动顺序运行所述烟叶制丝生产线；
其中，在所述根据与每个所述子工艺对应的控制单元所采集到的运行参数，建立每个所述工艺段的目标函数之前，还包括：
基于工业相机获取所述烟叶制丝生产线中每个所述工艺段的第一图像；其中，每个所述工艺段的上方设置有所述工业相机；
根据每个所述工艺段的第一图像判断所述烟叶制丝生产线中是否存在异物；
当检测到所述烟叶制丝生产线中不存在异物时，确定每个所述工艺段中的每个所述子工艺具备启动条件；
其中，在所述按照每个所述子工艺的启动顺序运行所述烟叶制丝生产线之后，还包括：
当检测到所述烟叶制丝生产线的物料累积量与预设物料标准量的差值处于预设第一区间时，基于所述工业相机获取所述烟叶制丝生产线中每个所述工艺段的第二图像；
根据每个所述工艺段的第二图像判断所述烟叶制丝生产线中是否存在剩余物料；
当检测到所述烟叶制丝生产线中不存在剩余物料时，确定每个所述工艺段中的每个所述子工艺具备停机条件；
其中，所述根据与每个所述子工艺对应的控制单元所采集到的运行参数，建立每个所述工艺段的目标函数，包括：
根据与每个所述子工艺对应的控制单元所采集到的运行时间，计算出每个所述工艺段的总生产时间；
根据与每个所述子工艺对应的控制单元所采集到的运行时间以及功率参数，计算出每个所述工艺段的单位电耗；
基于每个所述工艺段的总生产时间以及每个所述工艺段的单位电耗，构建每个所述工艺段的目标函数；
其中，所述根据所述目标函数的优化结果得到每个所述工艺段中每个所述子工艺的启动顺序，包括：
根据所述目标函数的优化结果得到与每个所述子工艺对应的启动参数；
对于每个所述子工艺对应的启动参数进行编码处理，并根据编码结果得到每个所述工艺段中每个所述子工艺的启动顺序。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述根据与每个所述子工艺对应的控制单元所采集到的运行参数之后，所述建立每个所述工艺段的目标函数之前，还包括：
判断任意相邻的两个所述子工艺中前一个所述子工艺的停止运行时刻与后一个所述子工艺的起始运行时刻的差值是否处于预设第二区间；
当检测到所述差值不处于所述预设第二区间时，基于所述差值对所述后一个所述子工艺的起始运行时刻进行更新。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述按照每个所述子工艺的启动顺序运行所述烟叶制丝生产线之后，还包括：
当检测到任意一个所述子工艺出现故障时，控制所述子工艺之前的所有所述子工艺停止运行，并基于所述工业相机获取所述烟叶制丝生产线中每个所述工艺段的第三图像；
根据每个所述工艺段的第三图像判断所述烟叶制丝生产线中是否存在剩余物料；
当检测到所述烟叶制丝生产线中不存在剩余物料时，控制每个所述工艺段中的每个所述子工艺停止运行。
4.一种烟叶制丝生产线的智能节电装置，其特征在于，包括：
工艺划分模块，用于基于烟叶制丝生产线中各个子工艺的存储空间，将所述烟叶制丝生产线划分为至少两个工艺段；其中，每个所述工艺段包括至少两个所述子工艺；
函数构建模块，用于根据与每个所述子工艺对应的控制单元所采集到的运行参数，建立每个所述工艺段的目标函数；其中，每个所述子工艺均对应设置一个所述控制单元，以便于通过控制每个所述控制单元，实现对每个所述子工艺的启停控制；
数据处理模块，用于基于遗传算法对每个所述工艺段的目标函数进行优化，并根据所述目标函数的优化结果得到每个所述工艺段中每个所述子工艺的启动顺序；
生产控制模块，用于按照每个所述子工艺的启动顺序运行所述烟叶制丝生产线；
其中，在所述根据与每个所述子工艺对应的控制单元所采集到的运行参数，建立每个所述工艺段的目标函数之前，还包括：
基于工业相机获取所述烟叶制丝生产线中每个所述工艺段的第一图像；其中，每个所述工艺段的上方设置有所述工业相机；
根据每个所述工艺段的第一图像判断所述烟叶制丝生产线中是否存在异物；
当检测到所述烟叶制丝生产线中不存在异物时，确定每个所述工艺段中的每个所述子工艺具备启动条件；
其中，在所述按照每个所述子工艺的启动顺序运行所述烟叶制丝生产线之后，还包括：
当检测到所述烟叶制丝生产线的物料累积量与预设物料标准量的差值处于预设第一区间时，基于所述工业相机获取所述烟叶制丝生产线中每个所述工艺段的第二图像；
根据每个所述工艺段的第二图像判断所述烟叶制丝生产线中是否存在剩余物料；
当检测到所述烟叶制丝生产线中不存在剩余物料时，确定每个所述工艺段中的每个所述子工艺具备停机条件；
其中，所述根据与每个所述子工艺对应的控制单元所采集到的运行参数，建立每个所述工艺段的目标函数，包括：
根据与每个所述子工艺对应的控制单元所采集到的运行时间，计算出每个所述工艺段的总生产时间；
根据与每个所述子工艺对应的控制单元所采集到的运行时间以及功率参数，计算出每个所述工艺段的单位电耗；
基于每个所述工艺段的总生产时间以及每个所述工艺段的单位电耗，构建每个所述工艺段的目标函数；
其中，所述根据所述目标函数的优化结果得到每个所述工艺段中每个所述子工艺的启动顺序，包括：
根据所述目标函数的优化结果得到与每个所述子工艺对应的启动参数；
对于每个所述子工艺对应的启动参数进行编码处理，并根据编码结果得到每个所述工艺段中每个所述子工艺的启动顺序。
5.一种烟叶制丝生产线的智能节电装置，其特征在于，包括处理器以及存储器；
所述处理器与所述存储器连接；
所述存储器，用于存储可执行程序代码；
所述处理器通过读取所述存储器中存储的可执行程序代码来运行与所述可执行程序代码对应的程序，以用于执行如权利要求1-3任一项所述方法的步骤。
6.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令在计算机或处理器上运行时，使得所述计算机或处理器执行如权利要求1-3任一项所述方法的步骤。
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| CN115669990A (zh) | 2023-02-03 |
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