基于高速皮帶自動糾偏的煙草異物智能剔除系統(tǒng)的研究

陸延年++袁興++張樂年++肖榮++聞平

摘 要：現(xiàn)代卷煙整個工藝生產(chǎn)流程中，制絲工藝流程是關(guān)鍵所在，該工藝流程的水平直接關(guān)系到卷煙生產(chǎn)的工藝水準(zhǔn)。煙草異物智能剔除系統(tǒng)是用來實現(xiàn)煙草雜物自動剔除的系統(tǒng)，其中煙葉攤薄是關(guān)鍵，煙葉攤薄均勻才能更好地實現(xiàn)煙葉雜物的圖像識別剔除；攤薄系統(tǒng)中高速皮帶是關(guān)鍵所在，高速皮帶因其高速運行，容易出現(xiàn)皮帶跑偏故障；該文詳細(xì)論述了一種高速皮帶自動糾偏系統(tǒng)，實現(xiàn)了對高速皮帶跑偏故障檢測與解決的功能。

關(guān)鍵詞：煙草異物智能剔除系統(tǒng) 高速皮帶 自動糾偏

中圖分類號：TS43 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）06（c）-0027-02

Abstract：Silk making process is the key in the whole process of modern cigarette production process， the process level is directly related to the level of cigarette production process.Tobacco foreign intelligence eliminating system is the system used to implement the tobacco sundries automatically excluded，tobacco diluted evenly in order to better achieve the image recognition to eliminate tobacco sundries， high speed belt diluted systems is the key，high speed belt because of its high speed operation， is easy to appear the deviation of the belt fault. This paper discusses a kind of high speed automatic belt deviation correcting system， the function of high speed belt deviation fault detection and resolution.

Key Words：tobacco foreign intelligence eliminating system high speed belt automatic deviation

現(xiàn)代卷煙生產(chǎn)工藝流程是一個食品級工藝水準(zhǔn)的工藝流程，從煙葉原材料到卷煙出廠整個生產(chǎn)工藝流程是一個高水準(zhǔn)高要求的復(fù)雜而又精細(xì)的工藝流程。制絲工藝流程在整個卷煙生產(chǎn)流程中處于核心地位，煙草異物智能剔除系統(tǒng)處于制絲工藝流程系統(tǒng)設(shè)備中，該系統(tǒng)用來實現(xiàn)對煙草中異物的剔除功能，提升煙草生產(chǎn)的工藝水平。

煙草異物智能剔除系統(tǒng)涉及電氣、機械、光學(xué)、圖像學(xué)等功能系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中煙葉攤薄系統(tǒng)是關(guān)鍵之一，煙葉經(jīng)過均勻攤薄后高速通過圖像識別剔除區(qū)域?qū)崿F(xiàn)對煙草異物的剔除；煙葉均勻攤薄系統(tǒng)包含振槽、攤薄機、高速攤薄皮帶等功能系統(tǒng)組成，高速攤薄皮帶處于關(guān)鍵地位，煙葉經(jīng)過高速皮帶后能讓煙葉均勻通過圖像識別區(qū)域，實現(xiàn)對雜物的辨識剔除，高速皮帶因其高速運行，常見問題就是皮帶跑偏，而一旦皮帶跑偏就導(dǎo)致整個系統(tǒng)不能運行，所以防止皮帶跑偏問題是一個關(guān)鍵所在。

該文詳細(xì)論述了一種高速皮帶運行中自動糾正跑偏系統(tǒng)，該系統(tǒng)能實現(xiàn)高速皮帶運行中自動檢測與糾偏的功能，保證高速皮帶穩(wěn)定可靠地運行。

1 煙草異物智能剔除系統(tǒng)與高速皮帶系統(tǒng)簡介

1.1 煙草異物智能剔除系統(tǒng)

煙草異物智能剔除系統(tǒng)是煙草系統(tǒng)專賣設(shè)備，該系統(tǒng)用來實現(xiàn)對煙草雜物的辨識與剔除，從而提升煙草生產(chǎn)工藝的食品級水準(zhǔn)。該系統(tǒng)涉及電氣、機械、圖像識別、風(fēng)流、光源、冷卻系統(tǒng)等功能系統(tǒng)，其主要原理是通過對煙草圖像顏色的辨識，從而來實現(xiàn)對煙草雜物的剔除，提升煙草質(zhì)量。

煙草經(jīng)過振槽系統(tǒng)、攤薄系統(tǒng)、高速皮帶系統(tǒng)高速均勻通過煙草圖像采集區(qū)，煙草實時圖像通過總線上傳給電腦軟件處理，軟件經(jīng)過圖像顏色分析對比后，辨識相應(yīng)的雜物區(qū)域，通過總線開啟相應(yīng)的氣閥將雜物剔除，而正常的煙草順利匯總生產(chǎn)線。圖1是煙草異物智能剔除系統(tǒng)效果圖。

1.2 高速皮帶系統(tǒng)

煙草異物智能剔除系統(tǒng)是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中煙草攤薄系統(tǒng)是關(guān)鍵之一，煙草只有經(jīng)過均勻攤薄才能實現(xiàn)對煙草的圖像優(yōu)異識別，實現(xiàn)對煙草的雜物辨識剔除。而高速皮帶是煙草攤薄系統(tǒng)核心所在，其實現(xiàn)對煙草的高速攤薄與輸送。

高速皮帶系統(tǒng)由高速防靜電皮帶、進(jìn)出輥軸、氣缸、電氣控制等功能系統(tǒng)組成。高速防靜電皮帶通過氣缸伸展來實現(xiàn)對皮帶的張緊，變頻器帶動異步電機實現(xiàn)高速運轉(zhuǎn)；因其高速運轉(zhuǎn)常見故障就是皮帶跑偏，在系統(tǒng)中有保護(hù)裝置，實現(xiàn)對皮帶位置的檢測，當(dāng)皮帶跑偏后會系統(tǒng)提示皮帶跑偏需進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。圖2是高速皮帶系統(tǒng)圖。

2 高速皮帶自動糾偏系統(tǒng)原理與實現(xiàn)

2.1 高速皮帶自動糾偏系統(tǒng)簡介

高速皮帶系統(tǒng)因其高速運行，常見故障是皮帶跑偏問題，在實際使用過程中，皮帶兩邊各有兩道保護(hù)裝置，第一保護(hù)是光電傳感器保護(hù)，用于提示皮帶有點跑偏但不影響使用；第二保護(hù)是機械防撞保護(hù)，一旦保護(hù)則皮帶自動停止運行，需進(jìn)行糾偏維護(hù)。目前在使用維護(hù)中，一旦皮帶跑偏只有當(dāng)停機時才能進(jìn)行糾偏維護(hù)，會影響系統(tǒng)運行，影響生產(chǎn)。

該文論述的一種高速皮帶自動糾偏系統(tǒng)。該系統(tǒng)由傳感器檢測裝置、步進(jìn)糾偏控制系統(tǒng)、步進(jìn)驅(qū)動裝置等功能系統(tǒng)組成。在高速皮帶運行過程中，皮帶跑偏檢測裝置實時運行檢測皮帶狀態(tài)，一旦檢測到皮帶跑偏，則軟件算法系統(tǒng)進(jìn)行運算，輸出控制步進(jìn)轉(zhuǎn)速和步進(jìn)數(shù)，步進(jìn)電機帶動皮帶輥軸轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)對皮帶糾偏，實現(xiàn)在高速皮帶運行中實時檢測與糾偏的功能。圖3是高速皮帶糾偏光電檢測裝置圖。

2.2 高速皮帶自動糾偏運行原理

高速皮帶自動糾偏系統(tǒng)由光電檢測裝置、步進(jìn)控制系統(tǒng)、步進(jìn)驅(qū)動裝置等功能系統(tǒng)組成。光電檢測裝置實時檢測皮帶位置，并將位置信號實時傳輸給軟件控制系統(tǒng)，一旦檢測到皮帶跑偏，軟件控制系統(tǒng)根據(jù)目標(biāo)值，輸出步進(jìn)正反轉(zhuǎn)信號和步進(jìn)脈沖數(shù)，實現(xiàn)對皮帶的實時糾偏。

整個控制系統(tǒng)是一個閉環(huán)控制系統(tǒng)，采用工程經(jīng)典的控制策略PID閉環(huán)控制模式，輸入設(shè)定值是皮帶位置目標(biāo)值、皮帶實時位置值，經(jīng)過軟件算法后輸出步進(jìn)的脈沖數(shù)、正反轉(zhuǎn)信號，步進(jìn)電機根據(jù)給定值進(jìn)行步進(jìn)驅(qū)動，糾偏皮帶跑偏，讓皮帶回歸正常運行軌道。圖4是高速皮帶自動糾偏控制原理圖。

2.3 高速皮帶自動糾偏系統(tǒng)實現(xiàn)

高速皮帶自動糾偏系統(tǒng)能實現(xiàn)煙草異物智能剔除系統(tǒng)運行中檢測與糾偏高速皮帶，不用停機、無需人工操作就能實現(xiàn)高速皮帶的自動檢測與糾偏功能，滿足高速皮帶穩(wěn)定可靠地運行。

高速皮帶自動糾偏系統(tǒng)具有實時性、可靠性，功能系統(tǒng)優(yōu)異，將該系統(tǒng)投入實際應(yīng)用現(xiàn)場，能滿足現(xiàn)場的要求。圖5是高速皮帶自動糾偏系統(tǒng)實際使用圖。

3 結(jié)語

現(xiàn)代煙草生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)要求高，以食品級水準(zhǔn)來高標(biāo)準(zhǔn)要求，針對這一特殊行業(yè)，煙草異物智能剔除系統(tǒng)也隨之得到發(fā)展，該系統(tǒng)通過煙草圖像識別來剔除煙草中的雜物，提升煙草生產(chǎn)的工藝水平。煙草異物智能剔除系統(tǒng)是一個復(fù)雜系統(tǒng)，煙草均勻通過圖像采集識別區(qū)域，軟件系統(tǒng)通過算法來識別雜物并將其剔除。因此在該系統(tǒng)中煙葉攤薄系統(tǒng)是關(guān)鍵之一。

高速皮帶是煙葉攤薄系統(tǒng)的核心部分，因其高速運行，皮帶跑偏是常見故障，本文論述的高速皮帶自動糾偏系統(tǒng)能在皮帶運行中實時檢測糾偏皮帶，讓高速皮帶穩(wěn)定可靠運行，解決了高速皮帶一旦跑偏需停機維護(hù)保養(yǎng)的缺點，提高了系統(tǒng)的運行效率，從而整體提升了煙草生產(chǎn)的工藝水平。

參考文獻(xiàn)

[1] 煙草工藝檢測標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：國家煙草專賣局，2003.

[2] 煙草工藝檢測儀器標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：國家煙草專賣局，2003.

[3] 煙草異物智能剔除系統(tǒng)技術(shù)手冊[M].南京：南京大樹智能科技股份有限公司，2012.

[4] 陳金兵，林家樂，趙彤，等.氣動技術(shù)在扁平輸送帶糾偏裝置中的應(yīng)用[J].機床與液壓，2003（3）.

2.2 高速皮帶自動糾偏運行原理

高速皮帶自動糾偏系統(tǒng)由光電檢測裝置、步進(jìn)控制系統(tǒng)、步進(jìn)驅(qū)動裝置等功能系統(tǒng)組成。光電檢測裝置實時檢測皮帶位置，并將位置信號實時傳輸給軟件控制系統(tǒng)，一旦檢測到皮帶跑偏，軟件控制系統(tǒng)根據(jù)目標(biāo)值，輸出步進(jìn)正反轉(zhuǎn)信號和步進(jìn)脈沖數(shù)，實現(xiàn)對皮帶的實時糾偏。

整個控制系統(tǒng)是一個閉環(huán)控制系統(tǒng)，采用工程經(jīng)典的控制策略PID閉環(huán)控制模式，輸入設(shè)定值是皮帶位置目標(biāo)值、皮帶實時位置值，經(jīng)過軟件算法后輸出步進(jìn)的脈沖數(shù)、正反轉(zhuǎn)信號，步進(jìn)電機根據(jù)給定值進(jìn)行步進(jìn)驅(qū)動，糾偏皮帶跑偏，讓皮帶回歸正常運行軌道。圖4是高速皮帶自動糾偏控制原理圖。

2.3 高速皮帶自動糾偏系統(tǒng)實現(xiàn)

高速皮帶自動糾偏系統(tǒng)能實現(xiàn)煙草異物智能剔除系統(tǒng)運行中檢測與糾偏高速皮帶，不用停機、無需人工操作就能實現(xiàn)高速皮帶的自動檢測與糾偏功能，滿足高速皮帶穩(wěn)定可靠地運行。

高速皮帶自動糾偏系統(tǒng)具有實時性、可靠性，功能系統(tǒng)優(yōu)異，將該系統(tǒng)投入實際應(yīng)用現(xiàn)場，能滿足現(xiàn)場的要求。圖5是高速皮帶自動糾偏系統(tǒng)實際使用圖。

3 結(jié)語

現(xiàn)代煙草生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)要求高，以食品級水準(zhǔn)來高標(biāo)準(zhǔn)要求，針對這一特殊行業(yè)，煙草異物智能剔除系統(tǒng)也隨之得到發(fā)展，該系統(tǒng)通過煙草圖像識別來剔除煙草中的雜物，提升煙草生產(chǎn)的工藝水平。煙草異物智能剔除系統(tǒng)是一個復(fù)雜系統(tǒng)，煙草均勻通過圖像采集識別區(qū)域，軟件系統(tǒng)通過算法來識別雜物并將其剔除。因此在該系統(tǒng)中煙葉攤薄系統(tǒng)是關(guān)鍵之一。

高速皮帶是煙葉攤薄系統(tǒng)的核心部分，因其高速運行，皮帶跑偏是常見故障，本文論述的高速皮帶自動糾偏系統(tǒng)能在皮帶運行中實時檢測糾偏皮帶，讓高速皮帶穩(wěn)定可靠運行，解決了高速皮帶一旦跑偏需停機維護(hù)保養(yǎng)的缺點，提高了系統(tǒng)的運行效率，從而整體提升了煙草生產(chǎn)的工藝水平。

參考文獻(xiàn)

[1] 煙草工藝檢測標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：國家煙草專賣局，2003.

[2] 煙草工藝檢測儀器標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：國家煙草專賣局，2003.

[3] 煙草異物智能剔除系統(tǒng)技術(shù)手冊[M].南京：南京大樹智能科技股份有限公司，2012.

[4] 陳金兵，林家樂，趙彤，等.氣動技術(shù)在扁平輸送帶糾偏裝置中的應(yīng)用[J].機床與液壓，2003（3）.

2.2 高速皮帶自動糾偏運行原理

高速皮帶自動糾偏系統(tǒng)由光電檢測裝置、步進(jìn)控制系統(tǒng)、步進(jìn)驅(qū)動裝置等功能系統(tǒng)組成。光電檢測裝置實時檢測皮帶位置，并將位置信號實時傳輸給軟件控制系統(tǒng)，一旦檢測到皮帶跑偏，軟件控制系統(tǒng)根據(jù)目標(biāo)值，輸出步進(jìn)正反轉(zhuǎn)信號和步進(jìn)脈沖數(shù)，實現(xiàn)對皮帶的實時糾偏。

整個控制系統(tǒng)是一個閉環(huán)控制系統(tǒng)，采用工程經(jīng)典的控制策略PID閉環(huán)控制模式，輸入設(shè)定值是皮帶位置目標(biāo)值、皮帶實時位置值，經(jīng)過軟件算法后輸出步進(jìn)的脈沖數(shù)、正反轉(zhuǎn)信號，步進(jìn)電機根據(jù)給定值進(jìn)行步進(jìn)驅(qū)動，糾偏皮帶跑偏，讓皮帶回歸正常運行軌道。圖4是高速皮帶自動糾偏控制原理圖。

2.3 高速皮帶自動糾偏系統(tǒng)實現(xiàn)

高速皮帶自動糾偏系統(tǒng)能實現(xiàn)煙草異物智能剔除系統(tǒng)運行中檢測與糾偏高速皮帶，不用停機、無需人工操作就能實現(xiàn)高速皮帶的自動檢測與糾偏功能，滿足高速皮帶穩(wěn)定可靠地運行。

高速皮帶自動糾偏系統(tǒng)具有實時性、可靠性，功能系統(tǒng)優(yōu)異，將該系統(tǒng)投入實際應(yīng)用現(xiàn)場，能滿足現(xiàn)場的要求。圖5是高速皮帶自動糾偏系統(tǒng)實際使用圖。

3 結(jié)語

現(xiàn)代煙草生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)要求高，以食品級水準(zhǔn)來高標(biāo)準(zhǔn)要求，針對這一特殊行業(yè)，煙草異物智能剔除系統(tǒng)也隨之得到發(fā)展，該系統(tǒng)通過煙草圖像識別來剔除煙草中的雜物，提升煙草生產(chǎn)的工藝水平。煙草異物智能剔除系統(tǒng)是一個復(fù)雜系統(tǒng)，煙草均勻通過圖像采集識別區(qū)域，軟件系統(tǒng)通過算法來識別雜物并將其剔除。因此在該系統(tǒng)中煙葉攤薄系統(tǒng)是關(guān)鍵之一。

高速皮帶是煙葉攤薄系統(tǒng)的核心部分，因其高速運行，皮帶跑偏是常見故障，本文論述的高速皮帶自動糾偏系統(tǒng)能在皮帶運行中實時檢測糾偏皮帶，讓高速皮帶穩(wěn)定可靠運行，解決了高速皮帶一旦跑偏需停機維護(hù)保養(yǎng)的缺點，提高了系統(tǒng)的運行效率，從而整體提升了煙草生產(chǎn)的工藝水平。

參考文獻(xiàn)

[1] 煙草工藝檢測標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：國家煙草專賣局，2003.

[2] 煙草工藝檢測儀器標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：國家煙草專賣局，2003.

[3] 煙草異物智能剔除系統(tǒng)技術(shù)手冊[M].南京：南京大樹智能科技股份有限公司，2012.

[4] 陳金兵，林家樂，趙彤，等.氣動技術(shù)在扁平輸送帶糾偏裝置中的應(yīng)用[J].機床與液壓，2003（3）.