一种水果加工进料流水线防堵料筛选系统、方法和程序产品与流程

本技术涉及食品加工，具体涉及一种水果加工进料流水线防堵料筛选系统、方法和程序产品。

背景技术：

1、在水果加工产业中，进料筛选是后端深加工的关键前置环节，用于将水果按品质分为不同的级别，进行区分的加工处理。目前，基于水果外形尺寸进行机械化分级筛选是该领域的主流技术路线。现有筛选设备通常依据水果分级筛选标准，采用对应口径的栅格结构或筛网结构作为分选机构。当水果物料通过分选机构时，尺寸小于当前筛选口径的物料在重力作用下穿过分选机构落入对应的收集区域，而尺寸较大的物料则继续随传送带前进至下一级工位，从而实现按体型大小的逐级分类。

2、现有分选机构在实际运行中面临的一个突出问题是物料卡阻。当水果的体径恰好与筛选通道的间距处于临界值附近时，尤其是对于形状呈椭圆或不规则球体的水果（如苹果、梨、柑橘类），在通过分选间隙时极易发生嵌顿式卡死。这种卡阻一旦发生，轻则导致该筛选通道失效、对应级别的物料无法正常收集，重则因物料堆积引发传送带过载，造成整条产线非计划性停机。针对该问题，现有技术中普遍采取的应对措施是依赖人工巡检。操作人员沿产线往复巡查，通过肉眼观察或凭听觉判断卡阻发生位置，发现后需手动停机并使用专用工具将卡死的物料撬出或捅落。这种人工干预模式不仅劳动强度大、人力成本高，而且其响应具有滞后性，无法在卡阻发生的初期及时介入，导致产线连续作业能力受到显著制约。

3、此外，大多数传统筛选系统仅配备基础的启停控制，缺乏对筛选过程关键工况参数的实时感知手段。当发生卡阻时，系统对于卡阻的具体成因缺乏有效感知，现场人员难以在第一时间做出准确判断，直接导致了故障排除效率低下，操作人员往往需要反复尝试不同的处理方式，或因误判而采取不当操作，进一步延长了产线停机时间，增加了设备损耗。

技术实现思路

1、本技术的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种水果加工进料流水线防堵料筛选系统、方法和程序产品，能够实现对于筛选系统进行物料卡阻的自动化感知、成因判别以及主动干预，摆脱对人工巡检和手动处置的过度依赖，从而保障产线运行的高效性和连续性。

2、第一方面，本技术提供的一种水果加工进料流水线防堵料筛选系统，用于对水果物料进行分级筛选，采用如下的技术方案，包括：

3、物料传送模块，所述物料传送模块包括传送带，所述传送带用以将物料引导至由小至大依次排列的物料筛选通道，并沿传送带方向前进；

4、多个滚动模块，所述滚动模块包括分选辊以及用以驱动所述分选辊转动的分选辊电机，所述分选辊与所述传送带的侧沿设有物料间隙，通过物料间隙形成所述物料筛选通道，不同所述滚动模块的分选辊与所述传送带侧沿的物料间隙各不相同，形成不同大小的物料筛选通道，通过物料筛选通道依据物料的体型大小对物料进行分流筛选，所述分选辊在物料到达物料筛选通道时滚动；

5、传感器模块，包括滚动模块传感器和物料筛选通道传感器，所述滚动模块传感器用于获取所述分选辊是否正常滚动的第一监测信号，所述物料筛选通道传感器用于获取所述物料筛选通道是否堵塞的第二监测信号；

6、控制模块，与所述传感器模块连接，获取所述第一监测信号和所述第二监测信号，通过获取的信号进行堵料状态判断，并基于堵料状态的判断结果执行对应防堵料控制。

7、通过采用上述技术方案，本技术通过分选辊构建物料筛选通道，迫使物料在通过间隙的同时产生旋转运动，能够驱动物料以动态姿态通过间隙，大幅降低堵料概率，并通过滚动模块传感器与物料筛选通道传感器的双元传感器融合感知架构，分别从滚动驱动与通道状态两个维度对筛选过程进行信息获取和实时状态表征，能够实现堵料状态的有效分类识别，并能够在无需人工干预的情况下实现堵料自动处置。

8、作为优选，所述滚动模块还包括用以对分选辊的位置进行调节的调节机构，所述调节机构对所述分选辊进行位置调节时，使得所述分选辊与所述传送带的侧沿的物料间隙改变，从而改变物料筛选通道的大小。

9、通过采用上述技术方案，一方面，能够适配不同的物料选型需求，通过调节机构快速、精确地改变各筛选通道的尺寸；另一方面，在防堵控制过程中，该调节机构本身可作为一种主动疏通手段予以调用，暂时增大物料间隙，使卡涩物料得以释放。

10、作为优选，所述滚动模块传感器至少包括对所述分选辊的转动进行监测的编码器、对所述分选辊电机的电参量进行监测的电机传感器，或对所述分选辊在转动时承受负载进行监控的扭矩传感器中的一类或数类。

11、作为优选，所述物料筛选通道传感器至少包括布设于所述物料筛选通道对物料筛选通道进行监控的光电传感器或监控摄像头中的一类或数类。

12、通过采用上述技术方案，采用上述一种或多种传感器的组合，能够获取分选辊转动时的运行状态以及物料筛选通道是否畅通，将分选辊能否正常转动以及物料筛选通道是否畅通作为堵料状态的判断依据，能够多层次的获取工况信息，并可根据不同工况需求灵活选配或组合使用。

13、作为优选，还包括上料机构，所述上料机构用于将物料排布于所述传送带上；所述控制模块基于堵料状态的判断结果对所述上料机构进行控制。

14、通过采用上述技术方案，当判断发生堵料状态时，控制模块除了可对筛选环节和输送环节进行调控外，还可从源头供料环节进行干预，使系统的防堵控制形成了从源头供料到中间输送再到终端筛选的全链路闭环调控能力。

15、第二方面，本技术提供的一种水果加工进料流水线防堵料筛选方法，基于上述的防堵料筛选系统实现，采用的技术方案包括如下步骤：

16、s100，依据物料筛选要求对所述分选辊进行位置调节，使得所述物料筛选通道的大小与物料分级筛选的要求匹配；

17、s200，将物料排布于所述传送带的起始端，将物料引导至由小至大依次排列的所述物料筛选通道，并沿所述传送带方向前进；

18、s300，通过所述分选辊驱动物料在行进过程中进行滚动，使得物料通过不同大小的物料筛选通道进行分流筛选；

19、s400，获取所述分选辊是否正常转动的第一监测信号；

20、s500，获取所述物料筛选通道是否堵塞的第二监测信号；

21、s600，基于所述第一监测信号和所述第二监测信号进行堵料状态判断；

22、s700，基于堵料状态的判断结果对防堵料筛选系统执行对应防堵料控制。

23、通过采用上述技术方案，通过从筛选执行、信号感知、状态判别到差异化控制的全流程步骤编排，构建了一套完整的、具有自主决策能力的智能防堵处理逻辑，使得整个筛选过程在面对卡阻工况时能够自动完成从异常发现到问题解决的全流程处理，无需人工巡检介入，显著提升了产线在遭遇扰动时的自恢复能力和连续化作业水平。

24、作为优选，s600中，所述基于所述第一监测信号和所述第二监测信号进行堵料状态判断的具体方法为：

25、若第一监测信号显示分选辊转动异常，且第二监测信号显示物料筛选通道堵塞，判断堵料状态为物料卡涩；

26、若第一监测信号显示分选辊转动异常，第二监测信号显示物料筛选通道正常，判断堵料状态为异物阻塞分选辊或滚动模块故障；

27、若第一监测信号显示分选辊转动正常，且第二监测信号显示物料筛选通道堵塞，判断堵料状态为物料卡涩分选辊空转或物料堆积。

28、通过采用上述技术方案，基于两个维度的监测信号形成了具有不同物理成因堵料状态的区分，以对应不同的工况。该区分使得后续的防堵控制能够做到对应实施，避免了现有技术中因无法判别成因而盲目操作的弊端，是后续差异化控制策略得以有效实施的前提和基础。

29、作为优选，s700中，对于各类所述堵料状态，对应的所述防堵料控制具体包括：

30、对于物料卡涩，所述对应防堵料控制包括分选辊正向加速正转、分选辊反向旋转、分选辊正反微动、分选辊让位增大物料间隙、输送带降速；

31、对于异物阻塞分选辊或滚动模块故障，所述对应防堵料控制包括分选辊反转、输送带及上料机构暂停、发送报警信号；

32、对于物料卡涩分选辊空转或物料堆积，所述对应防堵料控制包括分选辊正向加速正转、分选辊正反微动、分选辊让位增大物料间隙、上料机构降频。

33、通过采用上述技术方案，使得三类控制策略各自针对不同成因的堵料工况，形成了差异明确、手段匹配的处置方案，显著提升了故障处理的有效性和效率。

34、作为优选，对于任意一类所述堵料状态，将对应的所述防堵料控制分为若干层级，并依据层级由低至高地执行所述防堵料控制，每个层级的所述防堵料控制重复尝试有限次数，若无法使得第一监测信号及第二检测信号恢复正常则执行下一层级的所述防堵料控制；若完成最高层级的所述防堵料控制无法使得第一监测信号及第二检测信号恢复正常则停机报警。

35、通过采用上述技术方案，多层级的防堵控制设计使得系统能够以渐进式方式处理堵料问题，优先重复尝试有限次数温和防堵控制，以应对偶发性卡阻，在无效后尝试力度更大的防堵控制。当所有层级的尝试均告失败时，系统执行停机报警。该多层级有限次数的执行机制在自主恢复与安全边界之间进行平衡，提升了系统的整体鲁棒性和安全性。

36、第三方面，一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序或指令，所述计算机程序或指令被执行时能够实现上述的水果加工进料流水线防堵料筛选方法中的步骤。

37、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

38、1.本技术通过采用由独立电机驱动的主动式分选辊替代传统无动力被动滚轮或固定栅格结构，使分选辊在物料到达筛选通道时主动滚动，驱动物料以动态旋转姿态通过间隙，从根本上改变了物料与筛选通道的相互作用模式，能够显著降低嵌顿式卡阻的发生概率。在此基础上，进一步通过调节机构实现物料间隙的按需调整，既可快速适配不同规格水果的筛选要求、提升设备柔性化生产能力，又可在卡阻发生时作为主动疏通手段予以调用，进一步丰富了防堵控制的执行维度。

39、2.本技术通过同时配置滚动模块传感器和物料筛选通道传感器，分别从分选辊驱动运行状态和通道物理畅通状态两个相互独立且互补的维度对筛选过程进行实时表征，为系统提供了全面、精准的工况信息输入，使系统能够有效区分物料卡涩、异物阻塞或设备故障、物料堆积等多种不同物理成因的异常工况，使系统具备了对堵料问题进行精准归因的智能判别能力。

40、3.本技术通过控制模块将传感器的融合判别结果与差异化的防堵控制策略相耦合，形成了感知—判别—执行的完整闭环控制链路。针对不同成因的堵料状态，系统能够自动调用匹配的疏通策略，实现了从异常发现、成因分析到问题解决的全流程自主处理，最大程度争取不停机自恢复机会的前提下，又保障了设备在无法自主恢复时的安全停机，彻底摆脱了现有技术对人工巡检和手动处置的过度依赖，显著提升了产线运行的连续化、智能化水平。