【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及烟丝风选领域，具体而言，涉及一种烟丝风选设备及其控制方法。
技术介绍
1、在卷烟制造过程中梗签分离集中在制丝和卷包两个关键工段，分离工艺主要有风选、振筛及复合工艺，其中风选为梗签分离的主流工艺。例如公开号为cn105396782b的专利申请公开了一种高效烟丝风选方法及设备，利用输送风将烟草物料送入风选室，烟草物料在风选室内经均料辊松散并均布于风选室；向风选室内通入风选风，烟草物料在风选室内进行悬浮风选，分离出杂物；同时，结团的烟草物料悬架在风选室内的均风板上，在上吹风选风和重力的作用下反复颠簸松散。
2、其至少存在如下缺陷：
3、1、均料辊短时间接触烟草物料，难以做到疏丝解团效果，经过均料辊后已经存在较多的成团丝叶；
4、2、风门开度较小时，会有大量叶丝被剔除；风门开度较大时，湿团剔除效果不佳，不能做到智能控制；
5、3、来料的烟草物料情况不清楚，难以做到烟丝损耗与纯净度间的平衡。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种烟丝风选设备及其控制方法，通过装备改进和提供一种参数优化方法提高梗签风选分离效率，保证烟丝损耗与纯净度间的平衡关系，采用图像识别与风选相结合的复合工艺为卷烟工业带来更为精准和智能的梗签分离解决方案，提高梗签分离效率和烟丝回收利用率，并实现烟丝产品品质与物料消耗的平衡发展。
2、本专利技术的实施例是这样实现的：
3、一种烟丝风选设备，该烟丝风选设备包括依次设置的进料振槽、高速
4、作为优选的技术方案，上述疏丝组件包括多组连接龙门，连接龙门的两端通过转动座连接，连接龙门上悬垂设置有铺平辊，铺平板上设置有梳齿。
5、作为优选的技术方案，上述两组led光源采用线阵全光谱光源。
6、作为优选的技术方案，上述s型风送管路的弯折段中心设置有疏丝辊，疏丝辊的表面设置有圆周阵列分布的疏丝齿。
7、作为优选的技术方案，上述垂直进风口的进风管内设置有电加热器。
8、本专利技术还提供一种烟丝风选设备的控制方法，包括前述任一所述的烟丝风选设备，其控制系统包括数据采集单元、图像处理单元、数据分析和处理单元、案例聚类单元、控制修正单元和plc控制单元；
9、烟丝风选设备的控制方法包括：
10、图像处理单元至少获取高速带进一步摊铺烟丝后的图像数据，并根据ccd高速照相机采集的图像获取当前批次的图像，根据图像计算烟丝的烟丝平均宽度、长度、卷曲度、结团率、均匀性、参杂率数据；
11、数据采集单元至少获取进料振槽内的有效烟丝温湿度数据、堆积密度数据和图像处理单元的输出数据，以及高速带的进料速度、水平进风风速、垂直进风风速、s型风送管路的综合风速、循环风机功率、压缩空气喷气装置功率数据；
12、数据分析和处理单元和案例聚类单元获取数据采集单元的输出数据，并根据输出数据计算得到计算输出值和推荐输出值；
13、控制修正单元根据计算输出值和推荐输出值根据权重合成模型得到修正值，将修正值输入值plc控制单元，以完成控制。
14、作为优选的技术方案，上述图像处理单元包括：
15、图像采集模块，采用ccd高速照相机拍摄高速带上烟丝摊铺后的图像；
16、图像预处理模块，对采集到的图像进行预处理，预处理包括图片剪切、灰度化、噪声去除、增强对比度；
17、特征提取单元，根据边缘检测结合聚类中心算法提取烟丝、杂物、结团烟丝特征；
18、分类器训练单元，采用深度学习模型训练分类器，分类器数据集包含历史标注的烟丝和烟梗、结团烟丝数据；
19、分类与识别单元，对待识别图像进行分类和识别；
20、验证单元，对识别结构进行验证，并计算烟丝的烟丝平均宽度、长度、卷曲度、结团率、均匀性、参杂率数据。
21、作为优选的技术方案，上述数据分析和处理单元获取烟丝的烟丝平均宽度、长度、卷曲度、结团率、均匀性、参杂率数据后，通过统计学校验和相关性最大值分析得到高速带的进料速度、水平进风风速和垂直进风风速的计算输出值；然后在根据案例聚类单元根据相关性最大值分析获取推荐输出值。
22、作为优选的技术方案，上述控制修正单元的计算方法包括：
23、当输出计算值和推荐输出值均在预设的目标阈值区间内，将输出计算值和推荐输出值导入权重合成模型，得到修正值；当输出计算值和推荐输出值有一者在目标阈值范围内，则选取在目标阈值范围内的值作为修正值；当输出计算值和推荐输出值均不在目标阈值范围内时，取目标阈值范围的中值作为修正值。
24、作为优选的技术方案，上述plc控制单元接受修正值，对循环风机功率、压缩空气喷气装置、补风机、排湿器、以及高速带进料速度进行控制。
25、本专利技术实施例的有益效果是：
26、1、本专利技术中的烟丝风选设备，在进料振槽内设置温湿度传感器以及密度传感器，通过获取该批次烟丝的温湿度和密度数据，为箱式风选器的水平进风口和垂直进风口提供风速和风温度的控制数据，从而避免烟丝中的湿团被送出分离箱，造成烟草物料浪费；
27、2、在进料振槽后通过高速带进一步摊平烟草物料，通过设置的ccd高速相机进行摊平烟丝的图像采集，经过图像处理单元识别和计算，测得该批次烟丝的平均宽度、长度、卷曲度、结团率、均匀性、参杂率数据，为水平进风口和垂直进风口提供风速控制数据，从而避免由于风速过大，烟梗和杂质混入烟丝被收集到集料仓；风速过小，烟丝被送出分离箱；同时该图像采集数据，还可以为送风温度控制提供参考，避免烟丝过度干燥以及风速过快导致的物料损伤；
28、3、本控制方法结合专家意见，通过采集的数据进行案件聚类分析，得到历史类似情况得到的风速和温度调节推荐值，再通过计算输出值和推荐输出值进行修正后，得到合适的水平进风风速、垂直进风风速和温度。
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1.一种烟丝风选设备，其特征在于，所述烟丝风选设备包括依次设置的进料振槽、高速带、箱式风选器和控制系统，所述进料振槽内设置多个温湿度传感器、密度传感器；高速带的前端设置有疏丝组件，所述高速带的顶部设置有两组LED光源和一组CCD高速照相机；所述箱式风选器包括依次连接的风选箱体、S型风送管路、集料仓、回风管路、循环风机，所述风选箱体的进料端位于所述高速带的出料口下方，所述风选箱体设置有水平进风口和垂直进风口，所述水平进风口和垂直进风口上各设置有第一进风阀和第二进风阀，所述水平进风口和垂直进风口连接所述循环风机的出风管，所述S型风送管路上还设置有补风机、排湿器、所述集料仓的顶部倾斜设置有落料器，所述落料器上设置有朝向所述集料仓的仓底喷吹的压缩空气喷气装置；所述控制系统根据所述温湿度传感器、密度传感器以及CCD高速照相机获取的采集数据经处理后，控制所述水平进风口和垂直进风口的进风风速、以及所述高速带的转速。
2.根据权利要求1所述的烟丝风选设备，其特征在于，所述疏丝组件包括多组连接龙门，所述连接龙门的两端通过转动座连接，所述连接龙门上悬垂设置有铺平辊，所述铺平板上设置有梳齿
3.根据权利要求1所述的烟丝风选设备，其特征在于，两组所述LED光源采用线阵全光谱光源。
4.根据权利要求1所述的烟丝风选设备，其特征在于，所述S型风送管路的弯折段中心设置有疏丝辊，所述疏丝辊的表面设置有圆周阵列分布的疏丝齿。
5.根据权利要求1所述的烟丝风选设备，其特征在于，所述垂直进风口的进风管内设置有电加热器。
6.一种烟丝风选设备的控制方法，包括权利要求1-5任一所述的烟丝风选设备，其特征在于，所述控制系统包括数据采集单元、图像处理单元、数据分析和处理单元、案例聚类单元、控制修正单元和PLC控制单元；
7.根据权利要求6所述的烟丝风选设备的控制方法，其特征在于，所述图像处理单元包括：
8.根据权利要求6所述的烟丝风选设备的控制方法，其特征在于，所述数据分析和处理单元获取烟丝的烟丝平均宽度、长度、卷曲度、结团率、均匀性、参杂率数据后，通过统计学校验和相关性最大值分析得到高速带的进料速度、水平进风风速和垂直进风风速的计算输出值；然后在根据案例聚类单元根据相关性最大值分析获取推荐输出值。
9.根据权利要求6所述的烟丝风选设备的控制方法，其特征在于，所述控制修正单元的计算方法包括：
10.根据权利要求6所述的烟丝风选设备的控制方法，其特征在于，所述PLC控制单元接受所述修正值，对所述循环风机功率、压缩空气喷气装置、补风机、排湿器、以及高速带进料速度、电加热器进行控制。
...【技术特征摘要】
1.一种烟丝风选设备，其特征在于，所述烟丝风选设备包括依次设置的进料振槽、高速带、箱式风选器和控制系统，所述进料振槽内设置多个温湿度传感器、密度传感器；高速带的前端设置有疏丝组件，所述高速带的顶部设置有两组led光源和一组ccd高速照相机；所述箱式风选器包括依次连接的风选箱体、s型风送管路、集料仓、回风管路、循环风机，所述风选箱体的进料端位于所述高速带的出料口下方，所述风选箱体设置有水平进风口和垂直进风口，所述水平进风口和垂直进风口上各设置有第一进风阀和第二进风阀，所述水平进风口和垂直进风口连接所述循环风机的出风管，所述s型风送管路上还设置有补风机、排湿器、所述集料仓的顶部倾斜设置有落料器，所述落料器上设置有朝向所述集料仓的仓底喷吹的压缩空气喷气装置；所述控制系统根据所述温湿度传感器、密度传感器以及ccd高速照相机获取的采集数据经处理后，控制所述水平进风口和垂直进风口的进风风速、以及所述高速带的转速。
2.根据权利要求1所述的烟丝风选设备，其特征在于，所述疏丝组件包括多组连接龙门，所述连接龙门的两端通过转动座连接，所述连接龙门上悬垂设置有铺平辊，所述铺平板上设置有梳齿。
3.根据权利要求1所述的烟丝风选设备，其特征在于，两组所述led光源采用线阵全光谱光源。
4.根据权利要求1所述的烟丝...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘永钢，张红亮，刘旭龙，张倩，王香娟，杨建忠，金立杰，郑秋生，赵鸿涛，
申请(专利权)人：河北白沙烟草有限责任公司保定卷烟厂，
类型：发明
国别省市：
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