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AI & GRAIN MACHINE

水稻加工智能工厂之智能碾米

发布时间:2019-9-21

  • 砻谷与碾米是水稻加工的两个核心功能,智能碾米是水稻加工智能工厂的另一个核心功能。

    一、智能碾米控制原理

    智能碾米是一个完整的闭环控制,其工作原理是:在线工艺检测系统实时检测每道每台米机的加工工艺效果,智能系统依据每台米机的实时检测数据对米机电流进行精细化伺服控制,使每台米机刚好达到目标工艺效果。

    其中,每台米机所期望的目标工艺,根据最终碾米的“目标精度”与该道米机的加工任务确定:不同品种,同道米机的目标不同;相同品种,不同工序的米机目标不同。

    每道每台米机刚好达到各自的加工目标工艺,可使得:(1)终碾后的加工精度几乎成“直线”;比如,碾米最终的期望精度为留胚率12%,那么,智能碾米所达到的最终精度为12%(因取样代表性问题,可能有±1%的波动)。(2)碾减率最小,得米率最高;与传统生产方式相比,可因碾减的减少而直接提高得米率0.5%-1.5%。(3)以最小的电流达到每台米机的目标工艺效果,因相同单位产量碾白面积时温升最小,故增碎最少。

    智能碾米控制拓扑图

    二、实施方案

    (1)米机的智能化改造:对流量进行伺服控制——加装位置传感器与伺服电机;对砣压进行伺服控制——加装位置传感器、伺服电机、弹簧伺服执行臂。改造后米机电流非常稳定,一般情况下米机电流波动幅度较大(通常10安培,甚至20安培),荣业软件改造后的电流伺服因采用回归算法与弹簧执行臂使得米机电流在工作中波动幅度极小——通常小于1安培,二、三、(四)碾电流几乎可以不波动——稳定的电流意味着加工精度的高度均匀。

    (2)在线工艺检测:从每台碾米机下实时取得加工样品,经溜管将样本送入人工智能机器人检测,检测指标包括:达标率、过碾率、不足率、碎米率;实时检测数据经工业互联网传输至中心云平台,中心依据每台米机当前的碾米工艺效果与目标工艺效果的符合程度来决策如何精细化调制米机电流。

    (3)智能工厂中心云平台:这是智能工厂的“大脑”,也是智能碾米的“大脑”,具有在线与离线学习能力;其决策信息通过前端智能控制器与伺服机构精准执行。因为具有学习能力,智控系统工作时间越长“越聪明”。

    三、控制模式

    智能碾米分全智能控制与人机协作两种模式。全智能控制模式下,无需人工干预,智能系统自主调控;人机协作模式下,需要操作人员在操作界面上点击鼠标调制电流。

    不论全智控模式还是人机协作模式,智能碾米都可以根据在线工艺检测系统对当前加工工艺的准确判断来进行米机电流的精细调制,实现以下目标:

    (1)精准达到“期望的精度”,即目标精度,既无不足,也不冗余;

    (2)即使加工同一个品种的稻谷,也可将产品差异化,例如:可将产品留胚率分别碾成10%、15%、20%三个档次(也可以是其他档次差异法,也可以留皮率,留皮度进行差异);还可以将产品精细碾至糙米结构上的某一层,例如:碾去糊粉粒、保留糊粉层厚壁细胞的细胞壁,从而留住糙米中的膳食纤维,将成品大米变成功能性保健食品——医学界公认,谷物中的膳食纤维能有效预防肠癌......

    (3)在达到目标精度的同时,使糙米的碾减最少,明显提高得米率;

    (4)在达到目标精度的条件下,使增碎最少,大幅度提高整精米率。



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