基于高速皮帶自動糾偏的煙草異物智能剔除系統的研究

陸延年++袁興++張樂年++肖榮++聞平

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

關鍵詞：煙草異物智能剔除系統 高速皮帶 自動糾偏

中圖分類號：TS43 文獻標識碼：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

現代卷煙生產工藝流程是一個食品級工藝水準的工藝流程，從煙葉原材料到卷煙出廠整個生產工藝流程是一個高水準高要求的復雜而又精細的工藝流程。制絲工藝流程在整個卷煙生產流程中處于核心地位，煙草異物智能剔除系統處于制絲工藝流程系統設備中，該系統用來實現對煙草中異物的剔除功能，提升煙草生產的工藝水平。

煙草異物智能剔除系統涉及電氣、機械、光學、圖像學等功能系統，在該系統中煙葉攤薄系統是關鍵之一，煙葉經過均勻攤薄后高速通過圖像識別剔除區域實現對煙草異物的剔除；煙葉均勻攤薄系統包含振槽、攤薄機、高速攤薄皮帶等功能系統組成，高速攤薄皮帶處于關鍵地位，煙葉經過高速皮帶后能讓煙葉均勻通過圖像識別區域，實現對雜物的辨識剔除，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致整個系統不能運行，所以防止皮帶跑偏問題是一個關鍵所在。

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

1 煙草異物智能剔除系統與高速皮帶系統簡介

1.1 煙草異物智能剔除系統

煙草異物智能剔除系統是煙草系統專賣設備，該系統用來實現對煙草雜物的辨識與剔除，從而提升煙草生產工藝的食品級水準。該系統涉及電氣、機械、圖像識別、風流、光源、冷卻系統等功能系統，其主要原理是通過對煙草圖像顏色的辨識，從而來實現對煙草雜物的剔除，提升煙草質量。

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

1.2 高速皮帶系統

煙草異物智能剔除系統是一個復雜的系統，在該系統中煙草攤薄系統是關鍵之一，煙草只有經過均勻攤薄才能實現對煙草的圖像優異識別，實現對煙草的雜物辨識剔除。而高速皮帶是煙草攤薄系統核心所在，其實現對煙草的高速攤薄與輸送。

高速皮帶系統由高速防靜電皮帶、進出輥軸、氣缸、電氣控制等功能系統組成。高速防靜電皮帶通過氣缸伸展來實現對皮帶的張緊，變頻器帶動異步電機實現高速運轉；因其高速運轉常見故障就是皮帶跑偏，在系統中有保護裝置，實現對皮帶位置的檢測，當皮帶跑偏后會系統提示皮帶跑偏需進行維護保養。圖2是高速皮帶系統圖。

2 高速皮帶自動糾偏系統原理與實現

2.1 高速皮帶自動糾偏系統簡介

高速皮帶系統因其高速運行，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裝置，第一保護是光電傳感器保護，用于提示皮帶有點跑偏但不影響使用；第二保護是機械防撞保護，一旦保護則皮帶自動停止運行，需進行糾偏維護。目前在使用維護中，一旦皮帶跑偏只有當停機時才能進行糾偏維護，會影響系統運行，影響生產。

該文論述的一種高速皮帶自動糾偏系統。該系統由傳感器檢測裝置、步進糾偏控制系統、步進驅動裝置等功能系統組成。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，一旦檢測到皮帶跑偏，則軟件算法系統進行運算，輸出控制步進轉速和步進數，步進電機帶動皮帶輥軸轉動，實現對皮帶糾偏，實現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由光電檢測裝置、步進控制系統、步進驅動裝置等功能系統組成。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，一旦檢測到皮帶跑偏，軟件控制系統根據目標值，輸出步進正反轉信號和步進脈沖數，實現對皮帶的實時糾偏。

整個控制系統是一個閉環控制系統，采用工程經典的控制策略PID閉環控制模式，輸入設定值是皮帶位置目標值、皮帶實時位置值，經過軟件算法后輸出步進的脈沖數、正反轉信號，步進電機根據給定值進行步進驅動，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實現

高速皮帶自動糾偏系統能實現煙草異物智能剔除系統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高速皮帶的自動檢測與糾偏功能，滿足高速皮帶穩定可靠地運行。

高速皮帶自動糾偏系統具有實時性、可靠性，功能系統優異，將該系統投入實際應用現場，能滿足現場的要求。圖5是高速皮帶自動糾偏系統實際使用圖。

3 結語

現代煙草生產標準要求高，以食品級水準來高標準要求，針對這一特殊行業，煙草異物智能剔除系統也隨之得到發展，該系統通過煙草圖像識別來剔除煙草中的雜物，提升煙草生產的工藝水平。煙草異物智能剔除系統是一個復雜系統，煙草均勻通過圖像采集識別區域，軟件系統通過算法來識別雜物并將其剔除。因此在該系統中煙葉攤薄系統是關鍵之一。

高速皮帶是煙葉攤薄系統的核心部分，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能在皮帶運行中實時檢測糾偏皮帶，讓高速皮帶穩定可靠運行，解決了高速皮帶一旦跑偏需停機維護保養的缺點，提高了系統的運行效率，從而整體提升了煙草生產的工藝水平。

參考文獻

[1] 煙草工藝檢測標準[S].北京：國家煙草專賣局，2003.

[2] 煙草工藝檢測儀器標準[S].北京：國家煙草專賣局，2003.

[3] 煙草異物智能剔除系統技術手冊[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.氣動技術在扁平輸送帶糾偏裝置中的應用[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由光電檢測裝置、步進控制系統、步進驅動裝置等功能系統組成。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，一旦檢測到皮帶跑偏，軟件控制系統根據目標值，輸出步進正反轉信號和步進脈沖數，實現對皮帶的實時糾偏。

整個控制系統是一個閉環控制系統，采用工程經典的控制策略PID閉環控制模式，輸入設定值是皮帶位置目標值、皮帶實時位置值，經過軟件算法后輸出步進的脈沖數、正反轉信號，步進電機根據給定值進行步進驅動，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實現

高速皮帶自動糾偏系統能實現煙草異物智能剔除系統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高速皮帶的自動檢測與糾偏功能，滿足高速皮帶穩定可靠地運行。

高速皮帶自動糾偏系統具有實時性、可靠性，功能系統優異，將該系統投入實際應用現場，能滿足現場的要求。圖5是高速皮帶自動糾偏系統實際使用圖。

3 結語

現代煙草生產標準要求高，以食品級水準來高標準要求，針對這一特殊行業，煙草異物智能剔除系統也隨之得到發展，該系統通過煙草圖像識別來剔除煙草中的雜物，提升煙草生產的工藝水平。煙草異物智能剔除系統是一個復雜系統，煙草均勻通過圖像采集識別區域，軟件系統通過算法來識別雜物并將其剔除。因此在該系統中煙葉攤薄系統是關鍵之一。

高速皮帶是煙葉攤薄系統的核心部分，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能在皮帶運行中實時檢測糾偏皮帶，讓高速皮帶穩定可靠運行，解決了高速皮帶一旦跑偏需停機維護保養的缺點，提高了系統的運行效率，從而整體提升了煙草生產的工藝水平。

參考文獻

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[4] 陳金兵，林家樂，趙彤，等.氣動技術在扁平輸送帶糾偏裝置中的應用[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由光電檢測裝置、步進控制系統、步進驅動裝置等功能系統組成。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，一旦檢測到皮帶跑偏，軟件控制系統根據目標值，輸出步進正反轉信號和步進脈沖數，實現對皮帶的實時糾偏。

整個控制系統是一個閉環控制系統，采用工程經典的控制策略PID閉環控制模式，輸入設定值是皮帶位置目標值、皮帶實時位置值，經過軟件算法后輸出步進的脈沖數、正反轉信號，步進電機根據給定值進行步進驅動，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實現

高速皮帶自動糾偏系統能實現煙草異物智能剔除系統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高速皮帶的自動檢測與糾偏功能，滿足高速皮帶穩定可靠地運行。

高速皮帶自動糾偏系統具有實時性、可靠性，功能系統優異，將該系統投入實際應用現場，能滿足現場的要求。圖5是高速皮帶自動糾偏系統實際使用圖。

3 結語

現代煙草生產標準要求高，以食品級水準來高標準要求，針對這一特殊行業，煙草異物智能剔除系統也隨之得到發展，該系統通過煙草圖像識別來剔除煙草中的雜物，提升煙草生產的工藝水平。煙草異物智能剔除系統是一個復雜系統，煙草均勻通過圖像采集識別區域，軟件系統通過算法來識別雜物并將其剔除。因此在該系統中煙葉攤薄系統是關鍵之一。

高速皮帶是煙葉攤薄系統的核心部分，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能在皮帶運行中實時檢測糾偏皮帶，讓高速皮帶穩定可靠運行，解決了高速皮帶一旦跑偏需停機維護保養的缺點，提高了系統的運行效率，從而整體提升了煙草生產的工藝水平。

參考文獻

[1] 煙草工藝檢測標準[S].北京：國家煙草專賣局，2003.

[2] 煙草工藝檢測儀器標準[S].北京：國家煙草專賣局，2003.

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