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烟草异物智能剔除系统

   

由大树智能科技(南京)有限公司与上海新平科工业技术有限公司联合向您推出的——烟草异物智能剔除系统(FT461-12/15/18/20)

l         是经国家烟草专卖局正式立项并投资研发的高科技产品。

l         是国产同类产品中目前唯一通过国家烟草专卖局正式鉴定的科技成果。

l         是目前国内唯一获得三项实用新型专利,且该产品也是国产同类产品中目前运行时间较长、销售台数最多的成熟产品。

l         2002年8月第一台投入运行,现已有五台投入生产运行,具有单CCD、双CCD、四CCD多种配置方案,提供3000公斤线、6000公斤线、9000公斤线及12000公斤线四种规格,能够满足不同生产流量的要求。

 

(一)概述

该项目是用于卷烟厂的制丝生产线或打叶复烤厂的打叶线中剔除烟叶中异物(如麻绳、纸片、金属物、石块、土块、霉变烟叶等)的一种专用机电一体化设备。它采用了先进的计算机技术、实时数字图像处理技术、人工智能技术以及复杂可靠的机械设备。

在国内,目前绝大多数制丝生产线中,仅仅是采用金属探测仪来检测并去除烟叶中的金属物,而对麻绳、纸片、小石块、土块、霉变烟叶及漏网的金属物,还没有有效的检测手段和剔除方法。国内也有厂家生产出专门用于剔除麻丝的纯机械装置,但其效果并不好,未能推广。极少数厂家花费大量外汇从国外进口同类光学分拣设备(Tobacco Sorter),但其价格昂贵、备件价高、维护及售后服务难以及时到位。而在打叶复烤厂的生产线中,有两处检测并剔除异物,一处是在生产线的入口处,由操作工将成把的烟叶解开,并剔除其中异物。另一处是由金属探测仪检测并剔除其中的金属物,当然这两种方法并不能解决烟叶中异物的全部的问题,尤其是对第一种方式,受操作工人为因素影响极大。因此面向制线生产线和打叶复烤线推出异物分拣剔除设备,是很有意义的。

 将光学及数字图像处理技术用于烟草设备中,目前还是不多见的。但是在食品工业、邮政、包装工业中还是有许多应用,如水果自动分拣设备、在线式饼干光学质检设备、信封分拣机等。 

(二)系统组成

 烟草异物智能剔除系统由四个主要部件组成,包括进料输送机、视频组件、回收箱和电控柜。通过这四个组件协调工作,对烟叶中的异物进行识别、分拣与剔除。
      进料输送机采用不锈钢制造。特制的高速皮带配合轨道调校系统,保证皮带在5-6米/秒的速度下平稳运行。高速运行的皮带可以使烟叶在输送过程中尽量散开,使异物不会夹杂在上下烟叶之间,并且保证烟叶平稳运行,使烟叶处于最佳的待检测状态,。
      视频组件主要由CCD摄像机、照明装置、高速气动电磁阀及控制电路组成,并在密封条件下运行。不锈钢侧门上装有玻璃透视窗,便于操作工人观察机器运行情况。此外,考虑到散热因素,本系统还特设采用了独立视频柜空调,以保证CCD摄像机、照明装置工作在正常温度下。线阵CCD高速摄像机(每秒扫描11000次)摄取烟叶的实时图像,并送入电控柜的数字图像处理单元。当烟叶进入到视频检测区域,视频柜内安装有高照度、高显色系数、光强均匀性好的PHILIPS公司的点光源照明系统,使得上、下两面的线阵CCD高速像机都能有效地鉴别异物。检测系统的背景颜色根据检测需要预先制作好,以配合线阵CCD高速像机的工作。系统根据数字图像处理单元提供的异物相对坐标数值,大流量、高速、精确的气动电磁剔除阀将异物击落。气动电磁剔除阀设于视频检测区域后15厘米,每个气阀的气孔中心距9.37厘米,以保证能将系统识别的异物剔除。
      电控柜独立于异物剔除主机,可根据现场工作便捷性的要求,选择合适的地点进行接线安装。电控柜柜身为德国Rittal产品,整体布局采用模块化结构,柜体密封良好。计算机采用Siemens工控机,数据采集和数据处理采用 CORECO公司数据采集卡和四通道DSP并行图像处理卡,以保证海量图像数据的传输和处理。总线采用专用辅助总线,速率达400M Byte/Sec。显示器采用SONY特丽珑显像管,分辨率达1600×1200像素,使得实时烟叶图像逼真再现。同时色谱(LUT)设定可方便实现。同时,为了保证散热,特设独立电控柜空调。
      回收箱是整个装置的最末端部分,主体采用不锈钢制造,在侧门上安装有玻璃透视窗,便于操作工人观察机器运行情况。回收箱的主要作用使得烟叶顺利流倒下一工序,同时,提供一个较大的空间,让气流通过密封皮带通道得以舒缓,并经过顶部的出口排到工厂的除尘装置。同时可以解决该装置内因皮带带动的空气扬尘。排气罩也可防止不明的逆风,以保证检测流程。

(三)系统规格

u       传送带速度:5 ~ 6 m/s

u       传送带宽度:据生产流量而定有2000mm(12000kg线)、1800mm(9000kg线)、1500mm(6000kg线)、1200mm(3000kg线)。

u               系统的尺寸(长×宽×高):4650mm×2200 mm×2800mm,其中宽度根据传送带宽度不同而变化。

u       电控柜尺寸(长×宽×高):650 mm×650 mm×1600 mm,共2个。

u       烟草异物智能剔除装置净重:2800Kg,根据流量不同而变化

u       控制器净重:134 Kg

(四)系统的特点

u       采用高强度不锈钢框架,符合食品加工设备要求;

u       设备工作稳定可靠;

u       设备便于校验及清洁;

u       设备易于维护——机械上采用双面皮带跑偏松紧调整;光源上采用最新式PHILIPS点光源技术,易于维护和更换;电气上采用Siemens PLC对驱动系统进行控制和故障监控,联机信号和控制功能可以灵活修改;软件方面采用参数自适应,有气阀自动清洁和自动诊断功能;同时具备背景板是否完好、光源是否衰减等辅助检测功能;

u       设备易于操作——在操作使用方法上非常符合国内操作工的习惯,人机界面采用全中文界面。在软件硬件和机械各个方面还可以按照用户的一些特殊要求进行修改和扩展;

u       Profibus现场总线网络接口,装备有Profibus网卡。可和制丝线集中控制系统通讯,将该设备纳入集控系统中;

u       高照度、高显色系数、光强均匀性好的PHILIPS公司照明系统,光源使用寿命在10000小时以上;

u       DALSA公司生产的具有11K行扫描频率、2048点阵像素的线阵CCD照相机根据流量采用2-4台(其中12000kg线、9000kg线采用4台,3000kg线采用2台, 6000kg线根据用户要求可采用2台或4台) ,正确识别异物 ;

u       大流量、高速、精确的气动电磁剔除阀进行杂物剔除,准确可靠。

(五)总体性能指标和技术特性

1)总体性能

u       可满足高速、大流量的分拣:12000公斤/小时、9000公斤/小时、6000公斤/小时、3000公斤/小时;

u       特定宽度的皮带和上、下CCD的个数对应着不同的流量:2.0米的皮带对应于12000公斤/小时的流量,上、下各2个24位色、2048像素的线阵CCD;1.8米的皮带对应于9000公斤/小时的流量,上、下各2个24位色、2048像素的线阵CCD;1.5米的皮带对应于6000公斤/小时的流量,上、下各1个或2个24位色、2048像素的线阵CCD;1.2米的皮带对应于3000公斤/小时的流量,上、下各1个24位色、2048像素的线阵CCD。这样可达到更好的摊薄效果和检测效果;

u       检测异物:金属、塑料、纸张、橡胶、麻绳、泡沫、羽毛、木块、布料等多种异物;

u       保证黑色、红色等各色橡胶块的剔除;

u       典型异物尺寸:典型异物尺寸12mm×12mm方形或立方体;

u       典型异物剔除率>=80% ;

u       烟叶误剔率:≤0.8% ;

u       稳定的性能:工业级别稳定品质,稳定可靠的光学电子系统。

2)技术特性

由于该产品已经现场安装使用多台,其中遇到并解决了多种多样的现场问题,积累了丰富的现场经验,几年来根据用户反馈意见对软件也进行了多次升级。


    

l         目前,检测、剔除软件同时支持单机运行和网络运行,连接显示器后可以在现场直接进行调试和监控;连接HARBOUR后可以在集控室直接监控现场的运行情况,进一步可以方便的联入企业MIS系统和INTERNET

l         除通常的检测功能外,软件又采用参数自适应算法,同时具有气阀自动清洁、自动诊断功能,具有背景板是否完好、光源是否衰减等辅助检测功能,具有光通量变化自反馈补偿功能

    光源上采用最新式PHILIPS点光源技术,工作寿命10000小时以上,易于维护和更换,并且光源价格便宜,使用成本低廉。

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