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WES-500煙絲精選裝置

文采產品手冊-WES-500煙絲精選裝置

南京文采科技有限責任公司首家將圖像處理技術應用在殘煙處理回收線上,是全國唯一擁有殘煙絲精選技術及專利的廠家,WES-500煙絲精選裝置的出現革新了殘煙處理工藝,已成為殘煙回收線必不可少的工藝設備。該系統具有煙絲回收率高、煙絲純凈度高、造碎小的特點,其回收煙絲可直接摻兌到煙絲中進入卷接包工序。

1.產品概述

目前各個卷煙廠都有殘煙回收生產線,將卷煙機、包裝機上剔除的廢煙支、剝離卷煙紙、分離煙絲進行回收利用。國內殘煙回收生產線部分采用進口設備,如ITM、GARBUIO等,大部分采用國產設備,如常德煙機廠的FY113廢煙支處理機,江蘇智思FY31、37型殘煙處理系統。廢煙支經過排序、剖切、振動篩分(或者濕潤、柔性擊打、旋轉篩分)之后,得到回收的煙絲,這些煙絲中一般都含有少量的煙紙、濾嘴物。特別是國產設備,含煙紙和濾嘴物比較多,會直接影響煙支的吸味和燃燒性。一般在卷煙廠殘煙回收的過程中,總要輔以人工挑揀煙絲中的紙屑和濾嘴物等雜物,人工挑揀紙屑,費工費時,挑揀后的煙絲質量的不到保證,還會進一步增加回收煙絲的造碎。

南京文采科技有限責任公司首家將圖像處理技術應用在殘煙處理回收線上,是全國唯一擁有殘煙絲精選技術及專利的廠家,WES-500煙絲精選裝置的出現革新了殘煙處理工藝,已成為殘煙回收線必不可少的工藝設備。該系統具有煙絲回收率高、煙絲純凈度高、造碎小的特點,其回收煙絲可直接摻兌到煙絲中進入卷接包工序。

2.產品外觀與組成

(1)產品外觀

WES-500系列煙絲精選裝置1

(2)產品組成

WES-500煙絲精選裝置:輸送機系統、視頻柜系統、控制柜系統、主機機架等組成

3.產品特點

(1)先進的體系架構

先進的體系結構獨創新一代異物識別算法融合了顏色、形狀、紋理等異物特征參數,對采用傳統算法難以解決的雜物剔除效果更好。傳統的處理辦法是煙絲經過處理后都要降級使用,而經過煙絲精選設備以后基本可以不降級,解決了傳統殘煙處理煙絲回收率低,煙絲中含紙率高,煙絲結構差等問題,顯著提高了回收煙絲的質量,降低卷煙廠的原料的消耗。

此系統是整套設備的精髓,是設備剔除精確性高,系統穩定可靠,使用維護方便的保證。

WES-500系列煙絲精選裝置2

系統結構為FPGA+DSP嵌入系統結構。如上圖所示。

上位機采用西門子PC577,主要實現管理功能:圖像查看、參數設定等人機界面操作。

即使上位機出現問題,也不會影響整個系統運行。系統依然實現煙紙剔除等功能。因此,可靠性大大提高。

WES-500系列煙絲精選裝置3

(2)卓越的處理性能

采用基于棱鏡分光的多CCD彩色高速線陣相機,掃描頻率達到11KHz(即每秒鐘11000條掃描線),可識別的顏色種類數量為16,777,216(解析成三原色)。最小尺寸分辨率為0.3毫米,確保采集圖像的品質和分辨率。采用高品質線掃描專用工業鏡頭,基本無畸變,低色差,邊角明亮。

WES-500系列煙絲精選裝置4WES-500系列煙絲精選裝置5

在流水線上,物料移動速度非常快,可達2米/秒。在如此高的速度下,為了成像清晰,必須掃描頻率非常快,一般采用11K行/秒,每行2K象素,每象素是24位真彩顏色。這樣,僅僅圖像采集速度就在528Mb/秒,如此海量的數據需要進行高級的形狀、紋理方面的圖像處理,基于PC體系的工控機根本無法勝任。為了解決這一問題,本公司在多年的科研積累上,研制了一款基于嵌入式FPGA+DSP硬件體系的高速圖像處理平臺。

WES-500系列煙絲精選裝置6

文采公司獨有的嵌入式FPGA+DSP圖像處理卡內含多達88個矩陣CPU內核,運算速度是單個DSP的128倍,完全能夠滿足更高級算法的要求。傳統的異物檢測剔除裝置對異物的識別算法,一般采用基于DSP的硬件基礎,受限于算法運行速度,而無法采用更先進的形狀、紋理識別算法,只能采用單一的顏色識別方法。

基于上述FPGA+DSP硬件平臺的獨創新一代先進算法融合了顏色、形狀、紋理等異物特征參數,對麻繩、黑膠皮、綠膠皮、黃色紙殼、傳送帶碎片等(采用傳統算法難以剔除)異物的剔除效果更好;

嵌入式設計,圖像采集處理功能集于一身,無需經工控機處理,相對于傳統的使用工控機作為處理中心的剔除裝置更加穩定可靠;

算法固件化,大大提升了運算速度的同時更增加了系統可靠性。

(3)高效的照明系統

光源對于一個圖像識別系統而言,有著非常關鍵的作用。傳統照明光源一般采用熒光燈或者陶瓷金屬鹵素燈,熒光燈一般壽命較短,光衰至額定照度的80%僅3000小時;而金屬鹵素燈雖然壽命相對于熒光燈較長,但線性均勻度較差。文采公司產品采用的全新LED光源具有亮度高、壽命長以及線性均勻度好的特點,相對于傳統光源,LED光源是迄今為止最適合異物剔除系統的光源。

1.單條LED光源光強可達10000流明

2.LED燈具有發光效率高、壽命長、使用穩定等優點

3.光源線性均勻度好,相機成像圖像一致性好、色彩還原性好,對于圖像識別十分有利。

各種光源對比表

光源類型

熒光燈

金屬鹵素燈

大功率LED光源

使用壽命

3000小時

6000小時

20000小時

光強衰減度

20%

20%

10%

對系統穩定性影響

短期內穩定

短期內穩定

長期穩定

WES-500系列煙絲精選裝置7


(4)精確的剔除系統

由90個電磁閥緊密無縫排列形成的電磁閥陣列,電磁閥氣孔的中心距為5.37mm,氣流量從0達到額定流量90%時的響應時間為5ms,高速條件下將雜物剔除,噴氣精確、速度快、帶出煙絲少。

WES-500系列煙絲精選裝置8 

驅動板采用自主研發的閥門專用總線標準ValveLink,每個電磁閥驅動板可以準確地控制32個電磁閥,在接到FPGA+DSP圖像處理硬件平臺信號后,自動準確分配到對應的閥門,實行剔除。

WES-500系列煙絲精選裝置9

(5)全球首推、國際領先、專利保護

全球首家將圖像處理技術應用在殘煙處理的精選上,是全國唯一擁有該技術的廠家,大大提高了殘煙處理品質。

首臺WES-500煙絲精選裝置2009年初在江蘇徐州卷煙廠使用,作為殘煙處理整線中最重要的組成設備,同年12月通過國家煙草專賣局科教司組織的鑒定,被評為國際領先水平。

該系統已申請專利保護,專利名稱:《煙紙檢測剔除裝置》專利號:ZL 2009 2 0036277.4。

南京文采是唯一擁有該專利技術的廠家

4.技術創新點

智能制造時代的到來,意味著工業大數據時代的到來。制造業向智能化轉型的過程中,將催生工業大數據的廣泛應用。工業大數據無疑將成為未來提升制造業生產力、競爭力、創新能力的關鍵,也是企業有傳統制造向智能制造、服務制造必須面對的重要課題。

文采科技提供的智能化視覺檢測裝置作為未來智能制造的基礎架構部分,相對于傳統的視覺檢測裝置具備如下的優點:

(1) 智能化視覺檢測

深度學習功能

該設備能夠以基準模板圖片為標準,以生產過程過程中合格檢測對象(條煙)為訓練對象,不斷的自動調整檢測參數,以達到穩定檢測、準確檢測的目的。減少了人工調整參數的環節,降低了對維護能力的專業要求。

對象訓練

此外,如條煙外觀包裝出現變化以及企業需要對新的外觀特征點進行質量檢測等需求時,無需對設備的硬件結構進行調整,只需在后臺通過軟件進行對象訓練即可完成對新的特征點的檢測。

(2)全網管理功能

集中控制

設備之間可進行組網并連接終端控制平臺。在終端控制平臺可對不同的設備進行操作和查看。

自我診斷、遠程控制功能

系統具備自我診斷功能,能根據設備的異常表現依據各類傳感檢測設備的工作狀態判斷設備是否處于故障狀態(如燈光異常、卡煙、傳感數據異常等),系統將分析出錯的具體原因并給出故障提示,以便維護人員能夠及時排除故障并投入運行。

系統軟件集成了基于WEB技術的遠程控制功能。在企業開放網絡端口后,我方技術人員可遠程對故障設備進行遠程控制和控制,減少了設備的故障排除時間停機時間,確保設備的及時運轉。

(3)智能化數據分析

智能化數據平臺分析和監控的數據來源于來自生產過程中的檢測設備層級(生產車間的所有的視覺檢測裝置)。

創新點1

數據平臺的核心是提供基礎數據的一致性管理,各層級系統間數據集成,并應用移動互聯技術,大數據,智能分析及物聯網等先進技術與企業的數據系統(ERP、MES等)進行對接,支持實時智能化工廠運轉。

創新點2

系統部署示意圖

 數據圖表信息導出

平臺具備大數據分析功能,能夠采集日常生產數據、檢測數據、報警數據等信息,自動進行數據的匯總、分析和處理,能夠以數據報表等直觀形式導出各類數據。 結合不同時間節點、生產批次等因素,平臺能夠自動生成橫向對比數據和圖標。 

利用大數據質量管理分析平臺,除了可以快速地得到傳統指標的過程能力分析報表之外,更重要的是,還可以從同樣的大數據集中得到很多嶄新的分析結果。

缺陷類型的大數據分析

利用大數據技術,還可以對工業產品的生產過程建立數據模型,仿真并優化生產流程,這種大數據的應用將有助于企業改進其生產流程。

例如平臺能夠集中匯總所有缺陷類型的統計數據,并給出最易出現質量缺陷的特征點,以便企業能夠根據缺陷的特點改進相關工藝環節,提供工藝指標。

大數據診斷及預警功能

無所不在的傳感器、互聯網技術的引入使得產品故障實時診斷和預警變為現實,大數據應用、建模與仿真技術則使得預測功能成為可能。

平臺可診斷信息數據庫來收集各類設備故障信息,從而能夠更好的解決設備故障問題。此外,例如在條包檢測過程中,如出現被檢測條煙玻璃紙特征參數逐漸偏離標準數值時,平臺可根據數據分析和對比給出預警信息,給出美容器檢測提示等相關工藝環節的提醒。

質量缺陷追溯功能

設備具備生產數據及檢測圖片的存儲功能,能夠自動關聯缺陷圖片和生產批次信息,為產品質量追溯提供了有效的技術支撐。

加速企業創新

日常生產過程中的行為將產生大量數據,挖掘和分析這些數據,能夠幫助企業發現更多的工藝環節問題和生產問題,為企業創新作出貢獻。

5.技術規格

序號

項   目

指   標

1

煙紙(含濾嘴物)有效剔除率

95% 以上 (通過檢測設備的非煙雜物)

2

剔除異物煙絲帶出率

1% 以下(通過檢測設備煙絲總重量)

3

精選后的含雜率

分離后每500克煙絲中,煙紙和濾嘴物不多于3片

4

生產流量

300KG/H

5

供電情況

380VAC(三相五線制)

6

電源功率

3KW

7

主機體積

1400mm×900mm×1100mm(長×寬×高)

8

主機凈重

450KG

6.典型應用案例

 淮陰現場圖片

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