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摘要：卷烟机卷烟纸和接装纸接头检测工艺设计，通过采用可编程序控制器和智能检测器件，解决了从英国莫林公司进口的MK95型卷烟机无法正常在线检测出搭接头烟支并剔除的问题，实现了在线实时检测卷烟机卷烟纸和接装纸接头的烟支，改成在原机空头烟支剔除轮处剔除，实现了分段剔除，每次剔除烟支数量18～20支，达到了高速卷烟机的水平，并给出了硬件和软件框图。
关键词：MK95型卷烟机；卷烟纸；接装纸；搭接头；PLC
中图分类号：TS433 文献标识码：A 文章编号：1006-8937(2010)18-0066-02
1 改造原因
MK95型卷烟机由英国莫林公司进口，原机设计的卷烟机卷烟纸和接装纸接头检测就不科学，在搓合后两支烟没分切前切断吸风来剔除烟支，此烟支不能回收，并且此方法的由于是控制吸风，吸风回路容易堵塞，致使剔除环节不稳定，保证不了卷烟纸和接装纸接头烟支的实时剔除，后来，由于原机电气控制系统老化严重，由沈阳自动化研究所进行了改造，卷烟纸和接装纸搭接头烟支应是通过光电开关检测器后，将信号传送给PLC，由于富士PLC-NBl型处理器运行速度较慢，当卷烟机速度运行3000支，min以下时才偶尔能检测到接头，仍然继续利用原机停吸风的办法在原来剔除位置进行剔除，剔除的烟支还是没有分切的烟支，不能回收而浪费，当设备运行速度超过3000支/min时，卷烟纸和接装纸上的搭接头几乎都检测不到，也就无法实现剔除。又因为卷烟机的额定速度为5000支/min，设备不可能低速运行，为此，剔除功能按原设计也就无法实现，致使完全靠人工挑出，工作量很大，一旦工作不到位，使带卷烟纸或接装纸搭接头的烟支流入市场，将影响企业产品信誉。
2 方案确定
通过对现场工艺的研究，一是搭接头烟支最好不在原机剔除位置剔除，改用空头烟支剔除口处剔除理想，因为是此处剔除的为单支烟支，使用正压风吹出烟支，这样人工还可以回收合格的烟支。二是因为原机PLC处理运行速度慢，故采用独立的小型PLC进行程序控制，可以选择保证检测信号处理速度的PLC,来确保设备高速运行的情况下，准确检测到卷烟纸和接装纸上的搭接头并准确剔除带搭接头的烟支。三是搭接头烟支分别在里排和外排，程序中用一次检测信号，剔除的烟支数量在40支以上，才能保证搭接头烟支被准确剔除，这样就相对的增加了材料消耗，为此，决定优化程序，分两段段剔除，每次剔除数量控制在先进机型的水平即每次剔除20支一下，既保证了产品质量，又降低了材料消耗。
3 改进方法
3.1 硬件选型和电路设计
PLC选用CPMIA-10CDR型，光电开关选用FS-V33CP,光纤探头选用FV-77TG，电磁阀选用高速电磁阀111B-551BA，由于CPMlA集成有24V直流传感器/负载电源，因此，可以把24V直流的接近开关，光电开关，等直接联入PLC控制的数字量输入口，数字量输出口通过固态继电器控制电磁阀。电路设计如图1所示。
3.2 程序设计
根据MK95卷烟机系统的生产工艺流程采用顺序检测进行控制的原理，程序设计达到卷烟纸和接装纸带搭接头的烟支剔除准确的原则，检测信号被采集后，送到PLC中的链接寄存器LR和保持寄存器HR中，然后利用原机同步信号逐一同步移位，分两段进行剔除，保证剔除数量既少，又不漏剔，同时便于阅读和调试。程序框图如图2所示。
3.3 工作原理
欧姆龙PLC的输入端口CO，00随时采集同步接近开关信号，C0.01和C0.02随时采集卷烟纸和接装纸搭接头烟支信号，并将采集到的信号进行寄存和同步移位，按照搭接头烟支的位置进行分段输出剔除信号，控制固态继电器驱动高速电磁阀剔除搭接头烟支。如此反复循环工作，完成卷烟纸和接装纸搭接头烟支自动剔除。此控制的部分器件、地址分配见表1。
4 改造效果
湖南中烟工业有限责任公司四平卷烟厂改造了5台MK95型卷烟机卷烟纸和接装纸搭接头烟支的检测和剔除工艺控制系统，独立的小型PLC控制系统投入使用一年多来，运行十分稳定，每次检测到卷烟纸和接装纸搭接头后，烟支剔除数量控制在18-20支/次之间，达到了搭接头烟支自动剔除的目的，和先进机型PROTOSTO每次剔除的烟支数量相近，烟支搭接头缺陷烟支在车间内部反馈次数由16次，月减少到0次/月，年市场投诉率为零。保证了产品质量，提高了产品信誉，间接效益十分可观。
参考文献：
[1]孙军，烟包喷码图像自动检测控制系统的设计应用[J].烟草科技，2010，(5)：17-18,33.
[2]宋德玉.可编程控制器的原理及应用设计技术[M].北京：冶金工业出版社,1999.
[3]赵朝阳，史丽萍，基于PLC的变电站监控自动化的研究与实现[J].电气应用,2006,25(6)：46-48.
[4]张鹏，沈敏德，范维华，基于Profibus-DP的塔式卷烟自动分拣机的应用[J].烟草科技,2007，(3)：23-24.
[5]孙军，智能相机在香烟包装领域的应用[J].企业技术开发，2010,(6)：15-16.
关键词：MK95型卷烟机；卷烟纸；接装纸；搭接头；PLC
中图分类号：TS433 文献标识码：A 文章编号：1006-8937(2010)18-0066-02
1 改造原因
MK95型卷烟机由英国莫林公司进口，原机设计的卷烟机卷烟纸和接装纸接头检测就不科学，在搓合后两支烟没分切前切断吸风来剔除烟支，此烟支不能回收，并且此方法的由于是控制吸风，吸风回路容易堵塞，致使剔除环节不稳定，保证不了卷烟纸和接装纸接头烟支的实时剔除，后来，由于原机电气控制系统老化严重，由沈阳自动化研究所进行了改造，卷烟纸和接装纸搭接头烟支应是通过光电开关检测器后，将信号传送给PLC，由于富士PLC-NBl型处理器运行速度较慢，当卷烟机速度运行3000支，min以下时才偶尔能检测到接头，仍然继续利用原机停吸风的办法在原来剔除位置进行剔除，剔除的烟支还是没有分切的烟支，不能回收而浪费，当设备运行速度超过3000支/min时，卷烟纸和接装纸上的搭接头几乎都检测不到，也就无法实现剔除。又因为卷烟机的额定速度为5000支/min，设备不可能低速运行，为此，剔除功能按原设计也就无法实现，致使完全靠人工挑出，工作量很大，一旦工作不到位，使带卷烟纸或接装纸搭接头的烟支流入市场，将影响企业产品信誉。
2 方案确定
通过对现场工艺的研究，一是搭接头烟支最好不在原机剔除位置剔除，改用空头烟支剔除口处剔除理想，因为是此处剔除的为单支烟支，使用正压风吹出烟支，这样人工还可以回收合格的烟支。二是因为原机PLC处理运行速度慢，故采用独立的小型PLC进行程序控制，可以选择保证检测信号处理速度的PLC,来确保设备高速运行的情况下，准确检测到卷烟纸和接装纸上的搭接头并准确剔除带搭接头的烟支。三是搭接头烟支分别在里排和外排，程序中用一次检测信号，剔除的烟支数量在40支以上，才能保证搭接头烟支被准确剔除，这样就相对的增加了材料消耗，为此，决定优化程序，分两段段剔除，每次剔除数量控制在先进机型的水平即每次剔除20支一下，既保证了产品质量，又降低了材料消耗。
3 改进方法
3.1 硬件选型和电路设计
PLC选用CPMIA-10CDR型，光电开关选用FS-V33CP,光纤探头选用FV-77TG，电磁阀选用高速电磁阀111B-551BA，由于CPMlA集成有24V直流传感器/负载电源，因此，可以把24V直流的接近开关，光电开关，等直接联入PLC控制的数字量输入口，数字量输出口通过固态继电器控制电磁阀。电路设计如图1所示。
3.2 程序设计
根据MK95卷烟机系统的生产工艺流程采用顺序检测进行控制的原理，程序设计达到卷烟纸和接装纸带搭接头的烟支剔除准确的原则，检测信号被采集后，送到PLC中的链接寄存器LR和保持寄存器HR中，然后利用原机同步信号逐一同步移位，分两段进行剔除，保证剔除数量既少，又不漏剔，同时便于阅读和调试。程序框图如图2所示。
3.3 工作原理
欧姆龙PLC的输入端口CO，00随时采集同步接近开关信号，C0.01和C0.02随时采集卷烟纸和接装纸搭接头烟支信号，并将采集到的信号进行寄存和同步移位，按照搭接头烟支的位置进行分段输出剔除信号，控制固态继电器驱动高速电磁阀剔除搭接头烟支。如此反复循环工作，完成卷烟纸和接装纸搭接头烟支自动剔除。此控制的部分器件、地址分配见表1。
4 改造效果
湖南中烟工业有限责任公司四平卷烟厂改造了5台MK95型卷烟机卷烟纸和接装纸搭接头烟支的检测和剔除工艺控制系统，独立的小型PLC控制系统投入使用一年多来，运行十分稳定，每次检测到卷烟纸和接装纸搭接头后，烟支剔除数量控制在18-20支/次之间，达到了搭接头烟支自动剔除的目的，和先进机型PROTOSTO每次剔除的烟支数量相近，烟支搭接头缺陷烟支在车间内部反馈次数由16次，月减少到0次/月，年市场投诉率为零。保证了产品质量，提高了产品信誉，间接效益十分可观。
参考文献：
[1]孙军，烟包喷码图像自动检测控制系统的设计应用[J].烟草科技，2010，(5)：17-18,33.
[2]宋德玉.可编程控制器的原理及应用设计技术[M].北京：冶金工业出版社,1999.
[3]赵朝阳，史丽萍，基于PLC的变电站监控自动化的研究与实现[J].电气应用,2006,25(6)：46-48.
[4]张鹏，沈敏德，范维华，基于Profibus-DP的塔式卷烟自动分拣机的应用[J].烟草科技,2007，(3)：23-24.
[5]孙军，智能相机在香烟包装领域的应用[J].企业技术开发，2010,(6)：15-16.