基于高速皮带自动纠偏的烟草异物智能剔除系统的研究

摘 要：现代卷烟整个工艺生产流程中，制丝工艺流程是关键所在，该工艺流程的水平直接关系到卷烟生产的工艺水准。烟草异物智能剔除系统是用来实现烟草杂物自动剔除的系统，其中烟叶摊薄是关键，烟叶摊薄均匀才能更好地实现烟叶杂物的图像识别剔除；摊薄系统中高速皮带是关键所在，高速皮带因其高速运行，容易出现皮带跑偏故障；该文详细论述了一种高速皮带自动纠偏系统，实现了对高速皮带跑偏故障检测与解决的功能。

关键词：烟草异物智能剔除系统 高速皮带 自动纠偏

中图分类号：TS43 文献标识码：A 文章编号：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

现代卷烟生产工艺流程是一个食品级工艺水准的工艺流程，从烟叶原材料到卷烟出厂整个生产工艺流程是一个高水准高要求的复杂而又精细的工艺流程。制丝工艺流程在整个卷烟生产流程中处于核心地位，烟草异物智能剔除系统处于制丝工艺流程系统设备中，该系统用来实现对烟草中异物的剔除功能，提升烟草生产的工艺水平。

烟草异物智能剔除系统涉及电气、机械、光学、图像学等功能系统，在该系统中烟叶摊薄系统是关键之一，烟叶经过均匀摊薄后高速通过图像识别剔除区域实现对烟草异物的剔除；烟叶均匀摊薄系统包含振槽、摊薄机、高速摊薄皮带等功能系统组成，高速摊薄皮带处于关键地位，烟叶经过高速皮带后能让烟叶均匀通过图像识别区域，实现对杂物的辨识剔除，高速皮带因其高速运行，常见问题就是皮带跑偏，而一旦皮带跑偏就导致整个系统不能运行，所以防止皮带跑偏问题是一个关键所在。

该文详细论述了一种高速皮带运行中自动纠正跑偏系统，该系统能实现高速皮带运行中自动检测与纠偏的功能，保证高速皮带稳定可靠地运行。

1 烟草异物智能剔除系统与高速皮带系统简介

1.1 烟草异物智能剔除系统

烟草异物智能剔除系统是烟草系统专卖设备，该系统用来实现对烟草杂物的辨识与剔除，从而提升烟草生产工艺的食品级水准。该系统涉及电气、机械、图像识别、风流、光源、冷却系统等功能系统，其主要原理是通过对烟草图像颜色的辨识，从而来实现对烟草杂物的剔除，提升烟草质量。

烟草经过振槽系统、摊薄系统、高速皮带系统高速均匀通过烟草图像采集区，烟草实时图像通过总线上传给电脑软件处理，软件经过图像颜色分析对比后，辨识相应的杂物区域，通过总线开启相应的气阀将杂物剔除，而正常的烟草顺利汇总生产线。图1是烟草异物智能剔除系统效果图。

1.2 高速皮带系统

烟草异物智能剔除系统是一个复杂的系统，在该系统中烟草摊薄系统是关键之一，烟草只有经过均匀摊薄才能实现对烟草的图像优异识别，实现对烟草的杂物辨识剔除。而高速皮带是烟草摊薄系统核心所在，其实现对烟草的高速摊薄与输送。

高速皮带系统由高速防静电皮带、进出辊轴、气缸、电气控制等功能系统组成。高速防静电皮带通过气缸伸展来实现对皮带的张紧，变频器带动异步电机实现高速运转；因其高速运转常见故障就是皮带跑偏，在系统中有保护装置，实现对皮带位置的检测，当皮带跑偏后会系统提示皮带跑偏需进行维护保养。图2是高速皮带系统图。

2 高速皮带自动纠偏系统原理与实现

2.1 高速皮带自动纠偏系统简介

高速皮带系统因其高速运行，常见故障是皮带跑偏问题，在实际使用过程中，皮带两边各有两道保护装置，第一保护是光电传感器保护，用于提示皮带有点跑偏但不影响使用；第二保护是机械防撞保护，一旦保护则皮带自动停止运行，需进行纠偏维护。目前在使用维护中，一旦皮带跑偏只有当停机时才能进行纠偏维护，会影响系统运行，影响生产。

该文论述的一种高速皮带自动纠偏系统。该系统由传感器检测装置、步进纠偏控制系统、步进驱动装置等功能系统组成。在高速皮带运行过程中，皮带跑偏检测装置实时运行检测皮带状态，一旦检测到皮带跑偏，则软件算法系统进行运算，输出控制步进转速和步进数，步进电机带动皮带辊轴转动，实现对皮带纠偏，实现在高速皮带运行中实时检测与纠偏的功能。图3是高速皮带纠偏光电检测装置图。

2.2 高速皮带自动纠偏运行原理

高速皮带自动纠偏系统由光电检测装置、步进控制系统、步进驱动装置等功能系统组成。光电检测装置实时检测皮带位置，并将位置信号实时传输给软件控制系统，一旦检测到皮带跑偏，软件控制系统根据目标值，输出步进正反转信号和步进脉冲数，实现对皮带的实时纠偏。

整个控制系统是一个闭环控制系统，采用工程经典的控制策略PID闭环控制模式，输入设定值是皮带位置目标值、皮带实时位置值，经过软件算法后输出步进的脉冲数、正反转信号，步进电机根据给定值进行步进驱动，纠偏皮带跑偏，让皮带回归正常运行轨道。图4是高速皮带自动纠偏控制原理图。

2.3 高速皮带自动纠偏系统实现

高速皮带自动纠偏系统能实现烟草异物智能剔除系统运行中检测与纠偏高速皮带，不用停机、无需人工操作就能实现高速皮带的自动检测与纠偏功能，满足高速皮带稳定可靠地运行。

高速皮带自动纠偏系统具有实时性、可靠性，功能系统优异，将该系统投入实际应用现场，能满足现场的要求。图5是高速皮带自动纠偏系统实际使用图。

3 结语

现代烟草生产标准要求高，以食品级水准来高标准要求，针对这一特殊行业，烟草异物智能剔除系统也随之得到发展，该系统通过烟草图像识别来剔除烟草中的杂物，提升烟草生产的工艺水平。烟草异物智能剔除系统是一个复杂系统，烟草均匀通过图像采集识别区域，软件系统通过算法来识别杂物并将其剔除。因此在该系统中烟叶摊薄系统是关键之一。

高速皮带是烟叶摊薄系统的核心部分，因其高速运行，皮带跑偏是常见故障，本文论述的高速皮带自动纠偏系统能在皮带运行中实时检测纠偏皮带，让高速皮带稳定可靠运行，解决了高速皮带一旦跑偏需停机维护保养的缺点，提高了系统的运行效率，从而整体提升了烟草生产的工艺水平。

参考文献

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