本發明涉及煙草設備，具體而言，涉及一種卷煙廠布料車的控制系統及方法。

背景技術：

1、在卷煙制絲生產流水線中，貯柜是煙草加工后貯存混合醇化的重要場所，加工處理后的煙葉或煙絲經過均勻布料后進入貯柜。布料方式常用有兩種，分別為條播式布料和尋堆式布料。

2、在現有技術中，專利申請號為202310874872.x的一種物料傳送方法、裝置、系統、設備及存儲介質，在檢測到需求設備具有物料需求的情況下，控制需求設備向目標皮帶段發送第一要料信號；目標皮帶段為與需求設備相連的皮帶段；在檢測到目標皮帶段接收到第一要料信號時，控制目標皮帶段檢測目標皮帶段上是否存在物料，并根據物料檢測結果，控制目標皮帶段向需求設備傳送物料。

3、其目標皮帶上的物料有且僅有一個物料，不能滿足煙草加工需求。并未公開當存在多個需求設備時，同時提出物料需求的情況下，不清楚目標皮帶上的物料如何進行布料的。

技術實現思路

1、本發明的目的在于提供一種卷煙廠布料車的控制系統及方法，皮帶運輸機主動呼叫布料車提起布料不同的布料需求，控制系統分析布料需求并進行優先位堆棧排序，布料車根據堆棧組請求情況，進行不同速度、布料量以及布料形式布料，能夠完成布料車的自動控制，減少人工干預。

2、本發明的實施例是這樣實現的：

3、一種卷煙廠布料車的控制系統，包括布料車和設置于布料車出料口下方的多條并行排列的皮帶運輸機，其皮帶運輸機的兩側分別設置有左限位傳感器和右限位傳感器，皮帶運輸機的正上方設置有激光雷達掃描儀，皮帶運輸機的皮帶底部設置有計量稱，

4、控制系統包括：

5、采集模塊，采集模塊用于獲取皮帶運輸機的編碼、位置、傳輸速度、對應皮帶機傳輸機的左、右限位傳感器、激光雷達掃描儀和計量稱監測數據；

6、計算模塊，通過激光雷達掃描儀和計量稱監測數據實時計算卷煙在皮帶運輸機上的均勻度、堆積體積、重量；

7、布料請求模塊，根據計算得到的卷煙均勻度、堆積體積、重量和標準卷煙均勻度、堆積體積和重量作差得到差值，將差值與多個閾值對比得到不同的布料請求需求；

8、請求堆棧模塊，獲取各個皮帶運輸機的布料請求，根據不同類型布料請求的權重計算單個皮帶運輸機的請求值，根據請求值大小動態堆棧排序；

9、執行模塊，自動獲取動態堆棧排序的棧頂數據，得到棧頂數據對應的皮帶運輸機機號、位置，根據布料請求控制皮帶運輸機的傳輸速度、控制布料車的布料位置、布料運動形式以及布料量。

10、作為優選的技術方案，上述計算模塊包括均勻度計算單元，均勻度計算單元通過激光雷達掃描儀獲取卷煙堆的輪廓點數據，根據輪廓點數據計算標準偏差，獲取卷煙堆的離散情況。

11、作為優選的技術方案，上述計算模塊包括堆積體積計算單元，堆積體積計算單元通過激光雷達掃描儀獲取卷煙堆的輪廓點數據，根據輪廓點數據進行濾波處理，得到輪廓圖像，將輪廓圖像劃分成步距固定的離散網格，以每次掃描間隔0.02s為1幀，結合傳送帶運行速度進行三維重構，計算每個網格對應棱柱體積之和，得到堆積體積。

12、作為優選的技術方案，上述布料請求模塊包括差值計算單元和布料請求需求匹配單元，當差值計算單元計算的卷煙均勻度小于卷煙均勻度閾值時，布料請求需求匹配單元自動調出皮帶運輸機的傳輸速度、布料車布料運動形式、布料車布料運動速度和布料量的控制需求；

13、當堆積體積大于或小于卷煙堆積體積閾值時，布料請求需求匹配單元自動調出皮帶運輸機的運輸速度控制需求或布料車布料運動速度控制需求；

14、當卷煙重量大于或小于卷煙重量閾值時，布料請求需求匹配單元自動調出布料車運動形式、運動速度和布料量的控制需求。

15、作為優選的技術方案，上述請求堆棧模塊包括名稱單元、鏈接單元、請求代碼單元和指令調節單元，名稱單元中的第一個字節的第5-6位代表優先搶占位和優先位，第4位為屏蔽位，第0-3位為存儲皮帶運輸機機號位和位置位；鏈接單元用于將前后兩個相鄰的請求鏈接在一起構成鏈接表；請求代碼單元用于存儲該皮帶運輸機所需要的各類型的控制需求代碼；指令調節單元用于存儲與請求代碼單元內相對應的控制代碼。

16、作為優選的技術方案，上述激光雷達掃描儀的架設高度為距離皮帶表面90cm或120cm。

17、作為優選的技術方案，上述激光雷達掃描儀的皮帶顏色為白色或明黃色。

18、作為優選的技術方案，上述執行模塊通過crash聚類去重后調用最簡堆棧。

19、作為優選的技術方案，上述采集模塊還獲取布料車與各皮帶運輸機的相對位置、布料車的運行速度、布料車卷煙量。

20、本發明實施例還提供一種卷煙廠布料車的控制方法，包括前述任一所述的控制系統，控制方法包括：

21、通過采集模塊采集皮帶運輸機的編碼、位置、傳輸速度、對應皮帶機傳輸機的左、右限位傳感器、激光雷達掃描儀和計量稱監測數據；

22、通過計算模塊計算激光雷達掃描儀和計量稱監測數據實時卷煙在皮帶運輸機上的均勻度、堆積體積、重量；

23、根據計算得到的卷煙均勻度、堆積體積、重量和標準卷煙均勻度、堆積體積和重量作差得到差值，將差值與多個閾值對比得到不同的布料請求需求；

24、獲取各個皮帶運輸機的布料請求，根據不同類型布料請求的權重計算單個皮帶運輸機的請求值，根據請求值大小動態堆棧排序；

25、自動獲取動態堆棧排序的棧頂數據，得到棧頂數據對應的皮帶運輸機機號、位置，根據布料請求控制皮帶運輸機的傳輸速度、控制布料車的布料位置、布料運動形式以及布料量。

26、本發明實施例的有益效果是：

27、在本發明中的卷煙廠布料車控制系統，通過皮帶運輸機上設置的激光雷達掃描儀和計量稱，獲取對應皮帶運輸機的傳輸量、卷煙均勻度和堆積程度等信息，根據這些實時采集信息主動提出布料需求，控制系統自動調整布料車前往該皮帶運輸機進行有針對性的布料曲線變化、布料速度變化、布料量變化等調整，減少人工干預，完成自動布料。

技術特征：

1.一種卷煙廠布料車的控制系統，包括布料車和設置于布料車出料口下方的多條并行排列的皮帶運輸機，其特征在于，所述皮帶運輸機的兩側分別設置有左限位傳感器和右限位傳感器，皮帶運輸機的正上方設置有激光雷達掃描儀，皮帶運輸機的皮帶底部設置有計量稱，

2.根據權利要求1所述的卷煙廠布料車的控制系統，其特征在于，所述計算模塊包括均勻度計算單元，所述均勻度計算單元通過激光雷達掃描儀獲取卷煙堆的輪廓點數據，根據所述輪廓點數據計算標準偏差，獲取卷煙堆的離散情況。

3.根據權利要求1所述的卷煙廠布料車的控制系統，其特征在于，所述計算模塊包括堆積體積計算單元，所述堆積體積計算單元通過激光雷達掃描儀獲取卷煙堆的輪廓點數據，根據所述輪廓點數據進行濾波處理，得到輪廓圖像，將所述輪廓圖像劃分成步距固定的離散網格，以每次掃描間隔0.02s為1幀，結合傳送帶運行速度進行三維重構，計算每個網格對應棱柱體積之和，得到堆積體積。

4.根據權利要求1所述的卷煙廠布料車的控制系統，其特征在于，所述布料請求模塊包括差值計算單元和布料請求需求匹配單元，當差值計算單元計算的卷煙均勻度小于卷煙均勻度閾值時，所述布料請求需求匹配單元自動調出皮帶運輸機的傳輸速度、布料車布料運動形式、布料車布料運動速度和布料量的控制需求；

5.根據權利要求1所述的卷煙廠布料車的控制系統，其特征在于，所述請求堆棧模塊包括名稱單元、鏈接單元、請求代碼單元和指令調節單元，所述名稱單元中的第一個字節的第5-6位代表優先搶占位和優先位，第4位為屏蔽位，第0-3位為存儲皮帶運輸機機號位和位置位；所述鏈接單元用于將前后兩個相鄰的請求鏈接在一起構成鏈接表；請求代碼單元用于存儲該皮帶運輸機所需要的各類型的控制需求代碼；指令調節單元用于存儲與請求代碼單元內相對應的控制代碼。

6.根據權利要求1所述的卷煙廠布料車的控制系統，其特征在于，所述激光雷達掃描儀的架設高度為距離皮帶表面90cm或120cm。

7.根據權利要求1所述的卷煙廠布料車的控制系統，其特征在于，所述激光雷達掃描儀的皮帶顏色為白色或明黃色。

8.根據權利要求1所述的卷煙廠布料車的控制系統，其特征在于，所述執行模塊通過crash聚類去重后調用最簡堆棧。

9.根據權利要求1所述的卷煙廠布料車的控制系統，其特征在于，所述采集模塊還獲取布料車與各皮帶運輸機的相對位置、布料車的運行速度、布料車卷煙量。

10.一種卷煙廠布料車的控制方法，其特征在于，包括權利要求1-9任一所述的控制系統，所述控制方法包括：

技術總結
本發明提供一種卷煙廠布料車的控制系統及方法，能夠完成布料車的自動控制，減少人工干預。所述運輸機的正上方設置有激光雷達掃描儀，皮帶運輸機的皮帶底部設置有計量稱，計算模塊通過激光雷達掃描儀和計量稱監測數據實時計算卷煙在皮帶運輸機上的均勻度、堆積體積；布料請求模塊將差值與多個閾值對比得到不同的布料請求需求；請求堆棧模塊獲取各個皮帶運輸機的布料請求根據不同類型布料請求的權重計算單個皮帶運輸機的請求值，根據請求值大小動態堆棧排序；執行模塊，自動獲取動態堆棧排序的棧頂數據，得到棧頂數據對應的皮帶運輸機機號、位置，根據布料請求控制皮帶運輸機的傳輸速度、控制布料車的布料位置、布料運動形式以及布料量。

技術研發人員：劉永鋼,張紅亮,樊會軍,王香娟,魏巍,劉旭龍,張倩,楊建忠,金立杰,鄭秋生,趙鴻濤,柴紅利,吳保柱,張海華,王運華
受保護的技術使用者：河北白沙煙草有限責任公司保定卷煙廠
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24