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烟草异物智能剔除系统概述
昆明卷烟厂生产一部二车间杨开永
烟叶原料在生产、收集、包装过程中，由于人员，包装材料等原因，不可避免会混入金属、纸屑、布片、塑料及麻丝等杂物。在大流量生产线上虽然普遍采用精选台的方式进行挑选,但劳动强度大、人工成本高、剔除率低。
国家标准规定烟草杂物不得超过0.00658%，但是随着行业的不断发展和打造中式特色烤烟的提出，作为影响烟草质量的烟叶纯净度的重要性也就越来越突出，也就对烟草加工企业对杂物控制提出来更高的要求，这就要求生产企业使用高效可靠的自动化设备来去除烟草中可能混杂的影响卷烟质量的各种异物，如麻绳、农用塑料薄膜、金属物、纸片、霉变烟叶等。
针对轻质杂物的物理特性,安装风选除杂设备并编制风选除杂工艺,通过风力浮选的原理将轻质细微的杂物及部分轻质杂物从总线中分离出来再集中进行处理,能明显提高了对轻质细微杂物的剔除率。而对于烟叶中的金属杂物，则可通过安装金属探测器，并在落料仓，出机口等处安装磁性材料作为辅助的方法，对金属杂物加以剔除。
但是，对于霉变烟，潮红烟及其他密度与烟叶类似的非金属非轻质异物，在传统生产中只能采用人工方式在生产线入口处进行分拣，这样去除效果受人为因素影响就很大，也就很难保证烟草中异物的全部去除。为此，将实用机器视觉技术的烟草异物剔除系统引入打叶复烤生产线中，将进一步提高企业打叶复烤车队除杂能力与除杂效率。
烟草异物智能剔除系统是为了去除烟草中的非金属异物而开发的专用的光机电气一体化设备，它采用了先进的计算机技术、实时数字图像处理技术、模式识别技术、人工智能技术以及先进可靠的机械结构技术。在国外发达国家的烟草企业里，烟草异物剔除系统已经成为其制丝和打叶复烤生产线上一种不可缺少的重要设备。在国内，也已有少数卷烟厂引进了这种异物剔除设备。它对提高产品质量，使用效果十分明显。
以江苏大树科技的烟草异物智能剔除系统为例。该系统安装于打叶风分之后，复烤进机前。其工艺流程图如下。

该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。同时可选装的辅联设备有除麻丝机、振槽、星辊摊薄机等。
进料输送机采用不锈钢制造。采用2米超宽防静电皮带，避免打叶复烤生产中的粉尘污染，降低保养难度，配合轨道调校系统，保证皮带在5~7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摊薄，确保现场各品牌烟叶和各种超产流量工况下片烟的平稳通过，使异物不会夹杂在上下烟叶之间，令烟叶处于最佳的待检测状态，并且烟叶平稳运行。
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。不锈钢侧门上装有有机玻璃透视窗，便于操作工人观察机器运行情况。此外，考虑到散热因素，本系统还特设了独立视频柜风冷空调，以对CCD摄像机、照明装置冷却。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公司照明系统，光通量、显色性、寿命指标出色，寿命达到10000小时，在有效兼顾寿命和成本的前提下，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。图像处理则采取4台计算机并行工作方式，一次完成全部4台像机的配方采样工作，建好一个样本只需要操作一次，时间一般不超过6分钟；软件核心层是基于网络编程，任何操作指令和返回数据都已经是透过网络实现，软件不用修改操作员计算机就直接可以安置到中控室或用户指定的其它地方，开放以太网接口对外部；剔除指令通过自主开发的高速总线传送到剔除气阀，传输响应时间实测小于0.1ms,备件成本较低，同时兼顾了维护和性能；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。电机驱动系统独立电气柜安装、独立PLC控制、独立6寸触摸屏显示，计算机系统内部任何问题不会影响到PLC，不会造成停机。PLC系统各项监控、保护、自动切换功能完善，运行时高度自动化，用户现场该设备运行时实现无专人值守；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毫米，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400MByte/Sec。显示器采用SONY特