一种基于时序模型的离型纸产线静电调控系统的制作方法

本发明涉及离型纸制造产线的静电调控，特别是一种基于时序模型的离型纸产线静电调控系统。

背景技术：

1、溶剂型硅油离型纸涂布线通常包括放卷、张力调节、涂布、烘箱干燥固化、冷却牵引和收卷等连续工序。纸基、硅油涂层、导辊、压辊和收卷层间在接触、分离、剥离、摩擦以及高速输送过程中会产生表面电荷，静电高值容易出现在放卷剥离点、涂布前后导辊、烘箱入口、冷却牵引段和收卷压合段。由于纸基及涂层表面具有一定绝缘性，局部电荷在短时间内不易通过接地导辊完全泄放，并可随卷材继续向下游输送。

2、现有溶剂型涂布产线通常设置接地导辊、静电刷、离子棒、离子风机、在线静电传感器、排风系统、溶剂浓度检测装置以及爆炸下限比例联锁装置。静电控制多根据检测点当前静电值、静电极性或预设阈值触发离子化输出；安全控制多根据烘箱内溶剂浓度、排风量、温度或爆炸下限比例触发报警、降速、停机或排风调节；张力控制和收卷控制则按照各自的张力反馈、卷径变化和线速给定执行。

3、在连续卷材运行状态下，静电产生位置、静电检测位置和风险处置位置之间存在路径距离。放卷或导辊剥离处产生的静电高值被传感器检测后，携带该静电状态的卷材区域仍会按照当前线速经过涂布区、烘箱入口、烘箱内部、冷却段和收卷段。烘箱内溶剂挥发强度、排风波动、涂布湿膜状态和收卷残余静电状态又随时间变化。静电高值出现时刻与溶剂敏感区状态变化时刻不一致，导致仅依靠检测点瞬时静电值的控制方式难以确定静电高值对应的卷材区域、后续到达位置以及应当提前启用的处置设备。

4、部分产线通过增加静电检测点、采用防爆型离子棒、提高排风裕量或者在静电值超限时联动降速和停机来降低风险。该类方式通常将静电消除、溶剂浓度联锁、线速控制、张力控制和收卷控制分别作为独立控制环节，各控制环节以自身阈值和当前反馈量执行动作，缺少对卷材运行时延、静电极性变化、溶剂敏感区状态、排风状态以及离子化执行器可用状态的统一关联记录。不同控制环节在静电高值进入敏感区前后容易出现动作先后错位、输出频繁切换、报警解除后复位条件不一致以及处置记录分散的问题。

5、因此，溶剂型硅油离型纸涂布线中仍存在一种控制需求：对静电检测事件与卷材路径位置建立时序关联，根据线速和路径距离确定静电高值区域的后续到达区段，并结合溶剂浓度区间状态、烘箱排风状态、安全联锁状态和执行器可用状态生成静电调控动作，使静电消除、线速约束、安全联锁和收卷残余控制在同一卷材时序下执行。

技术实现思路

1、本技术实施例提供了一种基于时序模型的离型纸产线静电调控系统，解决溶剂型离型纸产线静电检测与溶剂敏感区处置时序错位的问题。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种基于时序模型的离型纸产线静电调控系统，用于溶剂型硅油离型纸连续生产线，包括中央调控单元及与其通信连接的多工位静电采集单元、产线工况采集单元、低爆限状态采集单元和执行单元；

3、所述中央调控单元包括卷材时延对齐模块、耦合时序模型模块、执行器约束掩码模块和中央调度模块；

4、所述卷材时延对齐模块根据牵引编码信号和线速信号形成卷材运行里程并生成卷材片段，形成包含同一卷材片段的上游采集工位、目标工序段、工位路径距离、预计到达时间字段、实际到达时间字段、线速变化状态和到达时溶剂敏感区状态的到达状态记录，据此将静电状态序列、卷材运行状态序列和低爆限状态序列对齐为同一卷材片段的工况时序样本；

5、所述耦合时序模型模块根据所述工况时序样本和所述到达状态记录中的到达时溶剂敏感区状态，判断同一卷材片段是否满足静电状态达到预设静电判据且卷材片段到达溶剂敏感区的触发条件，并输出静电-溶剂耦合状态标签；

6、所述执行器约束掩码模块根据所述静电-溶剂耦合状态标签、安全联锁状态和执行单元的可用状态，从候选动作中筛选生成允许执行动作集合，所述候选动作至少包括增强离子化输出、排风调控、产线速度调控和安全保持调控，所述安全保持调控为保持离子化执行器、排风执行器和/或产线速度执行器当前安全适配状态的调控动作；

7、所述中央调度模块在所述允许执行动作集合内生成调控指令；

8、所述执行单元至少包括离子化执行器、排风执行器和产线速度执行器；

9、当所述静电-溶剂耦合状态标签包含溶剂敏感区到达标签且对应离子化执行器处于禁止状态时，所述执行器约束掩码模块将增强该离子化执行器输出的动作从允许执行动作集合中排除；当除安全保持调控之外的候选动作均被排除时，所述中央调度模块生成与安全联锁状态相匹配的安全保持调控指令。

10、在一些实施例中，所述多工位静电采集单元包括设置于放卷后、硅油涂布前、烘箱入口、烘箱出口、冷却牵引后和收卷前中至少三个工位的静电采集通道；

11、每一静电采集通道生成包括工序段标识、采集时间标识、产品批次标识、静电极性状态、静电幅值区间和静电变化趋势的静电采集记录；所述中央调控单元根据所述静电采集记录将不同静电采集通道的数据归属于相同卷材片段或相邻卷材片段。

12、在一些实施例中，所述低爆限状态采集单元采集烘箱排风状态、溶剂浓度区间状态和安全联锁状态；

13、所述中央调控单元根据上述状态确定溶剂敏感区状态；

14、所述溶剂敏感区状态包括排风受限状态、低爆限接近状态和联锁动作状态；

15、所述工况时序样本记录卷材片段到达烘箱入口、烘箱中段和烘箱出口时的溶剂敏感区状态。

16、在一些实施例中，所述耦合时序模型模块包括输入特征编排子模块和状态标签输出子模块；

17、所述输入特征编排子模块将卷材片段的静电极性状态、静电幅值区间、静电变化趋势、线速变化状态、烘箱运行状态、排风状态、溶剂浓度区间状态和收卷状态编排为时序输入；

18、所述状态标签输出子模块根据所述时序输入输出静电-溶剂耦合状态标签；

19、所述静电-溶剂耦合状态标签至少包括溶剂敏感区到达标签，并包括上游静电生成标签、离子化受限标签和收卷残留标签中的至少一种。

20、在一些实施例中，所述状态标签输出子模块包括规则化标签生成单元，所述规则化标签生成单元将预设静电判据与溶剂敏感区状态进行组合判断；

21、当同一卷材片段的到达状态记录对应排风受限状态、低爆限接近状态或联锁动作状态，且该卷材片段满足静电幅值区间达到预设静电判据、静电极性状态在相邻工序段之间发生翻转、静电变化趋势在持续采集状态下达到上升判据中的任一种条件时，生成溶剂敏感区到达标签。

22、在一些实施例中，当同一卷材片段的目标工序段对应的离子化执行器的可用状态为禁止状态或保持状态时，所述规则化标签生成单元生成离子化受限标签；

23、当同一卷材片段在冷却牵引后或收卷前的静电幅值区间达到预设静电判据，或者静电极性状态在相邻工序段之间发生翻转，或者静电变化趋势达到上升判据时，所述规则化标签生成单元生成收卷残留标签。

24、在一些实施例中，所述执行器约束掩码模块包括候选动作表、执行器状态表和动作筛选子模块；

25、所述候选动作表记录与执行单元所含执行器对应的候选动作，所述候选动作包括增强离子化输出、保持离子化输出、排风调控、产线速度调控、安全保持调控、张力调控和收卷调控中的至少两种；

26、所述执行器状态表记录各执行器的启用状态、保持状态、禁止状态和故障状态；

27、所述动作筛选子模块根据安全联锁状态、溶剂敏感区状态、静电-溶剂耦合状态标签和执行器状态表筛选允许执行动作集合；

28、当溶剂敏感区对应的离子化执行器处于禁止状态时，所述允许执行动作集合不包含增强该离子化执行器输出的调控指令；

29、当候选动作表中除安全保持调控之外的候选动作均未进入允许执行动作集合时，所述动作筛选子模块将与安全联锁状态相匹配的安全保持调控写入允许执行动作集合。

30、在一些实施例中，所述执行单元还包括张力执行器和收卷执行器中的至少一种，所述中央调度模块包括分段调控子模块和替代动作选择子模块；

31、所述分段调控子模块根据静电-溶剂耦合状态标签，将卷材片段的调控阶段划分为上游预处理阶段、溶剂敏感阶段、下游补偿阶段和收卷管理阶段；

32、在上游预处理阶段生成上游离子化调控指令，在溶剂敏感阶段生成排风调控指令或产线速度调控指令，在下游补偿阶段生成下游离子化调控指令，在收卷管理阶段根据执行单元所含执行器生成张力调控指令或收卷调控指令；

33、当候选动作未进入允许执行动作集合时，所述替代动作选择子模块从进入允许执行动作集合且与执行单元所含执行器对应的排风调控、产线速度调控、张力调控和下游离子化调控中选择替代动作。

34、在一些实施例中，所述中央调控单元还包括状态保持模块、反馈修正模块和处置记录模块；

35、所述状态保持模块在相邻控制周期内关联记录同一卷材片段的静电-溶剂耦合状态标签、允许执行动作集合和已发送调控指令，并在采集记录缺失或静电-溶剂耦合状态标签临时不一致时，保持与安全联锁状态相匹配的上一调控指令；

36、所述反馈修正模块根据执行单元返回的执行状态、下游静电采集记录和低爆限状态记录，更新后续卷材片段的工况时序样本；

37、所述处置记录模块记录卷材片段编号、触发条件、静电-溶剂耦合状态标签、允许执行动作集合、调控指令、执行状态和复位状态。

38、第二方面，本发明实施例提供了一种基于时序模型的离型纸产线静电调控方法，包括：

39、采集多个工序段的静电状态序列、卷材运行状态序列和低爆限状态序列；

40、根据牵引编码信号和线速信号形成卷材运行里程并生成卷材片段，形成包含同一卷材片段的上游采集工位、目标工序段、工位路径距离、预计到达时间字段、实际到达时间字段、线速变化状态和到达时溶剂敏感区状态的到达状态记录，并按到达先后关系将静电状态序列、卷材运行状态序列和低爆限状态序列对齐为同一卷材片段的工况时序样本；

41、判断所述工况时序样本是否满足静电状态达到预设静电判据且卷材片段到达溶剂敏感区的触发条件，并生成静电-溶剂耦合状态标签；

42、根据所述静电-溶剂耦合状态标签、安全联锁状态和执行单元的可用状态生成允许执行动作集合；

43、在所述允许执行动作集合内生成调控指令；

44、根据执行状态、下游静电采集记录和低爆限状态记录更新后续卷材片段的工况时序样本。

45、本发明通过上述技术方案，至少可以实现如下有益效果：

46、本发明通过牵引编码信号和线速信号形成卷材运行里程，并按照卷材运行里程生成卷材片段，将静电状态序列、卷材运行状态序列和低爆限状态序列对齐为同一卷材片段的工况时序样本。放卷后或导辊处产生的静电状态被关联到该卷材片段后续到达烘箱入口、烘箱中段、烘箱出口、冷却牵引后和收卷前的状态，使静电调控依据由检测点瞬时状态转为卷材片段到达状态，静电检测时刻与溶剂敏感区处置时刻之间形成对应关系。

47、通过耦合时序模型模块判断静电状态达到预设静电判据的卷材片段是否到达烘箱干燥工序中的溶剂敏感区，并输出静电-溶剂耦合状态标签，静电高值、静电极性变化、静电变化趋势与排风受限状态、低爆限接近状态或联锁动作状态在同一卷材片段下组合判断。由于标签生成同时受到静电状态和溶剂敏感区状态约束，中央调控单元能够区分上游静电生成、溶剂敏感区到达、离子化受限和收卷残留等状态，减少仅按单点静电阈值产生的离子化输出频繁切换。

48、通过执行器约束掩码模块根据静电-溶剂耦合状态标签、安全联锁状态和执行单元的可用状态生成允许执行动作集合，中央调度模块仅在允许执行动作集合内生成调控指令。在离子化执行器处于禁止状态或保持状态的情况下，系统将增强离子化输出从允许执行动作集合中筛除，并在排风调控、产线速度调控、下游离子化调控以及执行单元所含执行器对应的张力调控或收卷调控中选择相匹配的动作，使溶剂敏感阶段的静电处置与安全联锁状态保持一致。

49、在进一步实施方式中，通过状态保持模块、反馈修正模块和处置记录模块对同一卷材片段的静电-溶剂耦合状态标签、允许执行动作集合、调控指令、执行状态和复位状态进行关联记录，并根据下游静电采集记录和低爆限状态记录更新后续卷材片段的工况时序样本。在采集记录缺失、标签临时不一致或到达状态冻结的情况下，系统以安全联锁状态作为优先约束保持相匹配的调控指令，使相邻控制周期中的执行状态、反馈结果和后续样本更新保持同一卷材片段口径。