[发明专利]一种基于机器视觉的马铃薯切制机智能控制系统及方法

说明书

本发明涉及一种基于机器视觉的马铃薯切制机智能控制系统及方法，系统包括机器视觉模块、MATLAB图像处理模块、PLC控制模块、运输动力模块、切制机动力模块以及进料口传感模块；其中，机器视觉模块与MATLAB图像处理模块连接；MATLAB图像处理模块和PLC控制模块之间通过WinccOPC服务器连接；PLC控制模块分别与运输动力模块和进料口传感模块连接，且通过变频模块与切制机动力模块连接。本发明具有节能、保证马铃薯切制完全、防止马铃薯切制机进料口堵塞、大大提高马铃薯切制效率等优点。

技术领域

本发明涉及马铃薯加工的技术领域，尤其涉及到一种基于机器视觉的马铃薯切制机智能控制系统及方法。

背景技术

马铃薯，是人们日常生活中经常食用的蔬果之一，其既可以做成菜摆在饭桌上，也可以加工成炸薯条、炸薯片等可口的零食，深受人们的喜欢。2016年我国马铃薯种植面积约8526万亩，产量达到约9201万吨。

随着马铃薯加工技术不断地发展，成套的马铃薯加工设备已逐渐成形，如马铃薯削皮机、马铃薯切制机等，机器之间互相配合实现马铃薯流水线加工生产。

马铃薯流水线加工生产过程中，经过马铃薯削皮机削皮的马铃薯会断断续续地通过运输带达到马铃薯切制机进行切片工序，而目前市场上出现的马铃薯切制机均采用匀速加工切片，不管切片口处是否有马铃薯，切片口处的刀具也会进行切片操作，导致大量电能消耗；另外，运输至马铃薯切制机进料口处的马铃薯量具有不确定性，若马铃薯量过多，马铃薯切制机切制马铃薯不完全，影响马铃薯出厂的质量；严重时还会堵塞马铃薯切制机进料口，影响后续工序的进行，大大降低加工企业的加工效率。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种节能、保证马铃薯切制完全、防止马铃薯切制机进料口堵塞、大大提高马铃薯切制效率的基于机器视觉的马铃薯切制机智能控制系统。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：包括机器视觉模块、MATLAB图像处理模块、PLC控制模块、运输动力模块、切制机动力模块以及进料口传感模块；其中，机器视觉模块与MATLAB图像处理模块连接；MATLAB图像处理模块和PLC控制模块之间通过WinccOPC服务器连接；PLC控制模块分别与运输动力模块和进料口传感模块连接，且通过变频模块与切制机动力模块连接；

所述机器视觉模块，用于采集马铃薯和已知面积的正方形的图像；

所述MATLAB图像处理模块，对采集到的图像进行处理，计算图像中马铃薯的总面积，进而得到马铃薯的总质量；

所述PLC控制模块，根据马铃薯的总质量控制运输动力模块和通过变频模块控制切制机动力模块，达到智能控制切制机切制马铃薯速度的目的；

所述运输动力模块，运输马铃薯至切制机；

所述切制机动力模块，为切制机提供切制动力，实现刀具切制快慢调节；

所述进料口传感模块，探测切制机进料口处马铃薯的高度并将信息反馈给PLC控制模块。

进一步地，所述机器视觉模块包括图像采集单元和照明单元；图像采集单元与MATLAB图像处理模块连接。

为实现上述目的，本发明另外提供一种用于上述基于机器视觉的马铃薯切制机智能控制系统的方法，包括以下步骤：

1)机器视觉模块采集马铃薯和已知面积的正方形的图像；

2)MATLAB图像处理模块对采集到的图像进行处理，计算图像中马铃薯的总面积，进而得到马铃薯的总质量；

3)PLC控制模块通过WinccOPC服务器接收MATLAB图像处理模块传输过来的马铃薯总质量数据，并根据马铃薯的总质量控制运输动力模块和通过变频模块控制切制机动力模块，达到智能控制切制机切制马铃薯速度的目的。