智能控制技术在烟草设备中的应用研究

智能控制技术在烟草设备中的应用研究

赵星辰 欧阳江子

河南中烟工业有限责任公司黄金叶生产制造中心 河南 郑州 450000

摘要：烟草机械是生产烟草产品的专用生产设备、工具、仪器仪表的总称。随着科技的不断进度，烟草设备的种类也在随之增加，并逐步向智能化、自动化方向发展。如何快速、高效的生产高质量的卷烟成为目前亟待解决的重要难题。随着社会的不断进步和发展，研究人员逐步将智能控制技术应用于卷烟设备中，智能控制技术的应用大大的改善了烟草的生产质量，也提高了生产效率，为烟草设备带来重大技术的进步.
关键词：智能控制技术;烟草设备;应用;

引言

我国烟草行业发展起步比较早，但在技术发展、设备工艺等方面与国外相比还存在一定的差距，烟草制丝的工艺有待进一步提升。近些年我国在烟草领域进行了积极研究，取得了丰富成果，有效提升了烟草的质量，但也要看到与国外的差距，进一步做好烟草设备的优化工作.

1智能技术在烟草机械中的应用优势

1.1是烟草企业技术制造的体现

众所周知，智能化技术往往结合了众多的高新技术，“互联网信息分析”“互联网信息共享”“企业网络安全”等等，它集合了众多的机器设备为一体，属于一个混合系统。可是，从任何人的认知当中都会轻易地产生这样的观点，混合的东西越多，所带来的负面影响就越大，就好比我们熟知的化学实验，当混合的物质过多就会产生多种的化学反应，这个道理在烟草企业智能化技术中也是同样的，由此可见，智能化技术的完善是烟草企业技术制造的另一种体现。

1.2操作上更为简便

智能制造在操作上更加简便，以往烟草企业在生产线上出现的问题，往往要经过诸多的排查方可确保生产线的安全，但是智能制造不仅仅在时间上让烟草企业受益，还在投入上给烟草企业带来了实际价值。

2智能控制的应用

2.1机器视觉的应用

由于烟草生产过程中需要大量的劳动力，机器视觉的应用提高了精准度的同时节省了劳动力。机器视觉系统就是利用机器代替人眼来作各种测量和判断。它是计算机学科的一个重要分支，它综合了光学、机械、电子、计算机软硬件等方面的技术，涉及到计算机、图像处理、模式识别、人工智能、信号处理、光机电一体化等多个领域。机器视觉在烟草生产过程中达到实时要求，以及时反馈生产信息。根据所需生产量的不同而从秒级到分钟级，原则是保证管理人员不会因为速度问题而影响生产效率。系统处理的准确性和及时性是系统的必要性能，要充分考虑系统当前和将来可能承受的工作量，使系统的处理能力和响应时间能够满足生产要求。机器视觉系统能够实现非接触测量，将测量者与被测对象统一结合，并不会使系统相互干扰并且提高了系统的精准度。传统的人眼观测，容易引起疲劳从而引发机器事故，机器视觉系统的应用可以有效避免这一事故。此外，机器视觉系统标签的并行式会话允许远距离识读，信息存储量大等优点使其拥有广泛的应用前景。

2.2故障诊断

由于烟草生产设备故障诊断现已成为高度优先事项，机械诊断技术已发展到一个新的发展阶段，特别是在互联网和人工智能领域。通过人工智能、互联网等提高烟草消费的机械智能是必不可少的，如:(1)智能诊断。烟草集团精度高，难以准确准确地了解出现故障的原因，而且由于技术限制，不仅是烟草机械，而且是整个机械诊断领域所需要的，因此难以大力限制故障排除技术的开发。当前，重要的是，故障诊断应侧重于获取知识，以便在学习过程中改进现有方法，并开发新的解决方案，不断完善智能故障诊断系统。(2)计算机网络远程故障排除技术。随着技术的发展，特别是互联网移动时代的发展，烟草行业远程修正等新技术也可以实施，在相关设备上设置监测点，通过互联网将收集到的数据传输到相关诊断公司或诊断代理的计算机上，从而提高出错的可能性。远程故障诊断需要一个全面的信号采集系统。

2.3神经网络技术的应用

卷积神经网络（CNN）是深度学习基本模型之一，具有权值共享、稀疏连接、降采样等特点。因其可以充分提取数据本身的特性，约简数据维度，且具有相对的平移、旋转、缩放不变性，故适合处理烟草设备产生的海量数据。卷积神经网络通过卷积与自采样的交替，最后通过全连接层进行输出，其作为一种有监督的深度模型架构，采用了BP算法进行反向传递，并利用梯度下降法更新每层的参数。卷积神经网络的应用能够实现在烟草生产过程中对各设备精准控制。如电机的启停、阀门的通断、信号的传输以及伺服系统的控制。相比传统的控制方式，卷积神经网络可以更精准、快捷的控制烟草机械设备，可以最大限度的调整信号传输效率，大大降低系统安装、运行和劳动力成本.

2.4智能烟草物流系统

物流分拣环节的图像识别、生产线作业中的物品目标监测、货物配送过程的流程跟踪等，这些复杂的处理过程可以在低时延、高带宽的5G网络技术辅助下进行，从而实现智能物流系统。根据调查，不少物流企业已推出5G无人驾驶配送方案，预测到2025年5G接入智能化联网的汽车将会达到5030万辆。物流企业不止步于地面无人驾驶物流运输，同时接入5G网络技术的无人机也将不断得到推广。建立智能物流系统，不仅使烟草物流各环节积极顺利运转，还可促进其相关智能机械设备的研发，另外增加消费者对烟草购物的信心，提升物流配送速度，满足消费需求。

3未来发展趋势

在目前的一项研究中，神经网络在烟草生产过程中学习标记数据元素很重要。但是，在实践中，数据往往没有标签，很难给这些数据贴上高标签。随着记录技术和存储技术的发展，学习无数据标签数据的特征特性变得越来越重要，烟草消费生产数据的智能自动标签将成为研究的重点。此外，神经网络模型在实践中大大低于目前最大深度模型中包含的参数，神经网络模拟类似于人脑的结构，便于在大样本中采集数据特性，从而导致更准确的分类率。因此，对高精度硬件设备的研究结合神经网络海量数据传感器，提高了神经网络在烟草生产研究中的应用。

结束语

综上所述，在时代快速发展的今天，智能控制技术已经成为各个企业的重点研究对象，随着社会的不断发展，机械化与科技化的结合越来越紧密，科技化对机械工业的发展越来越重要，科技化的不断发展给烟草的生产带来飞跃式的提升。在烟草企业的技术改造中融合智能控制技术也是刻不容缓的。同时，在烟草企业技术改造的过程中，要充分意识到智能控制技术的优势以及利用好智能制造的各个特点，才能最大程度上帮助烟草企业在市场竞争中脱颖而出。
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