煙草在線異物剔除裝置檢測識別系統(tǒng)的自動(dòng)化應(yīng)用研究

高靖

摘要：本文主要研究煙草在線異物剔除裝置檢測識別系統(tǒng)的自動(dòng)化應(yīng)用，對煙草在線異物剔除工藝原理和煙草異物的識別方法進(jìn)行介紹，重點(diǎn)分析煙草在線異物剔除工藝中的自動(dòng)化技術(shù)。希望通過本課題的研究能夠更加全面的了解電氣自動(dòng)化技術(shù)在煙草在線異物剔除裝置檢測識別系統(tǒng)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)化技術(shù);煙草;異物剔除

引言

煙草生產(chǎn)是重要的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)，近年來隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，國內(nèi)煙草工業(yè)的發(fā)展水平也不斷提高，人們對于煙草的品質(zhì)要求也越來越高。在煙草生產(chǎn)中，最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)就是對煙草中異物的剔除，傳統(tǒng)生產(chǎn)中普遍采用手工操作的方式來剔除異物，不僅效率低，而且效果不理想。基于電氣自動(dòng)化技術(shù)的在線異物剔除技術(shù)受到煙草廠家的廣泛關(guān)注，利用這種技術(shù)能夠高效高質(zhì)量地完成煙草異物剔除作業(yè)，更好的保障煙草生產(chǎn)的質(zhì)量。因此在現(xiàn)階段加強(qiáng)對于電氣自動(dòng)化技術(shù)在煙草在線異物剔除工藝中的應(yīng)用研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，并能夠更加全面的了解煙草在線異物剔除的工藝原理和各種先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)，也為后期研究設(shè)計(jì)更加先進(jìn)的煙草在線異物剔除工藝提供參考。

1煙草在線異物剔除工藝原理

煙草在線異物的剔除過程是在整個(gè)剔除系統(tǒng)七個(gè)組成部分的配合下完成，其基本原理就是利用煙草和異物在光學(xué)特性之間的差異，經(jīng)過光學(xué)處理后這種差異會更加明顯，就可以對煙草或異物進(jìn)行精準(zhǔn)的識別，然后再結(jié)合圖像處理系統(tǒng)對異物進(jìn)行精準(zhǔn)定位，最后利用壓縮空氣對異物來進(jìn)行剔除。

2煙草異物的識別方法

煙草異物的識別是整個(gè)剔除工藝流程的關(guān)鍵，只有精準(zhǔn)識別煙草和異物才能更好地完成異物的剔除。從外觀上看，煙草和異物的形狀區(qū)別不大，因此區(qū)分識別在煙草中存在的異物主要是通過顏色進(jìn)行區(qū)分，按照拍攝圖像中紅、綠、藍(lán)三種顏色的分量差異來判斷是煙草還是異物。但是在實(shí)際操作中，各種物質(zhì)的顏色都不是一成不變的，而且煙草和異物的顏色還會出現(xiàn)重疊，這就導(dǎo)致僅憑顏色無法準(zhǔn)確高效的對異物進(jìn)行識別。本文研究采用的識別方法與顏色識別相似，但是會更加精準(zhǔn)。利用反射光譜測定儀對煙草和異物照射從中發(fā)現(xiàn)，煙草和異物的反射光譜特性曲線不同，前者的反射峰值與黃色光波段的峰值相似，但是異物的發(fā)射光譜特性曲線并不具備這種特點(diǎn)。經(jīng)過色度差增強(qiáng)后，同樣拍攝得到的圖像，煙草的顏色會更暗。但是也會造成原本與煙草顏色相近的異物更難被識別。在此基礎(chǔ)上可以再結(jié)合紅色和綠色通道對其進(jìn)行識別，最終形成先藍(lán)色通道獨(dú)立識別，再利用三色通道識別的雙重識別流程嘲。

3煙草在線異物剔除裝置檢測識別系統(tǒng)的自動(dòng)化技術(shù)

3.1CDD攝像法的自動(dòng)化剔除技術(shù)

這種技術(shù)設(shè)計(jì)中主要是依靠CDD攝像機(jī)在線完成煙草異物的分析識別和剔除，具體流程可以分為四步，第一步是拍攝圖像，利用風(fēng)壓裝置將煙葉高速拋射到空中，同時(shí)用攝像機(jī)連續(xù)拍攝懸空狀態(tài)下的煙葉和異物的混合物;第二步是利用存儲裝置將拍攝的圖像存儲起來，并利用專業(yè)的處理器對圖像中的參數(shù)進(jìn)行分析，精準(zhǔn)識別圖像中哪些是煙草、哪些是異物;第三步是將處理后異物對應(yīng)的位置信息傳輸給噴射裝置;第四步是噴嘴根據(jù)接收到的信號啟動(dòng)系統(tǒng)電磁閥，利用噴射出的高壓空氣剔除異物，留下煙草。這一過程會循環(huán)進(jìn)行，直到達(dá)到異物剔除的純度。

3.2系統(tǒng)數(shù)據(jù)內(nèi)存直接操作的自動(dòng)化技術(shù)

煙草在線異物剔除對于系統(tǒng)的監(jiān)測運(yùn)行速度要求較高，需要高于其他環(huán)節(jié)的處理速度，避免影響整個(gè)生產(chǎn)線的運(yùn)行，因此必須在很短的時(shí)間內(nèi)完成整個(gè)剔除流程，其中最關(guān)鍵的就是圖像數(shù)據(jù)的采集處理。常規(guī)的磁盤交換法無法實(shí)現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)高速采集和實(shí)時(shí)處理的要求，在本次研究中設(shè)計(jì)的剔除系統(tǒng)采用直接訪問數(shù)據(jù)物理內(nèi)存的方法來實(shí)現(xiàn)。提前對物理內(nèi)存進(jìn)行分配，然后對應(yīng)獲取不同物理內(nèi)存的地址，這樣就可以直接訪問，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速讀取。與此同時(shí)，為了保證數(shù)據(jù)采集處理的聯(lián)系進(jìn)行，采用雙緩存技術(shù)對系統(tǒng)內(nèi)存進(jìn)行分區(qū)，分別循環(huán)利用A、B兩個(gè)區(qū)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理。

3.3異物識別的雙面檢測技術(shù)

檢測識別過程中拋射出來的煙草往往分為很多層，多層煙草混合在一起使得識別的難度增大，因此在上下兩面同時(shí)對煙草進(jìn)行攝像，這種雙面檢測技術(shù)能夠更加準(zhǔn)確的識別和判斷異物，降低漏檢異物的情況，從而提高監(jiān)測識別的精度。

3.4激光掃描識別異物技術(shù)

除了采用攝像機(jī)拍照來分析識別異物之外，還有一種激光掃描識別異物的技術(shù)，設(shè)備中使用紅綠藍(lán)三種顏色的掃描光束，在設(shè)備運(yùn)行過程中多棱鏡高速旋轉(zhuǎn)，將光束擴(kuò)散成高頻掃描的“光簾”，光束照射到不同物質(zhì)上是就會形成不同的電信號，并利用漫反射將信號反射到接收器中，再利用處理器對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)對于異物的識別。

4結(jié)束語

通過本課題的研究可知，電氣自動(dòng)化技術(shù)在煙草在線異物剔除裝置檢測識別系統(tǒng)中具有重要的作用，利用多種自動(dòng)化技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)煙草在線異物剔除，效率更高而且質(zhì)量更好。未來隨著煙草行業(yè)的不斷發(fā)展，對于煙草質(zhì)量的要求也會更高，也會誕生更多更先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)，更好地滿足煙草異物剔除的要求。