運(yùn)用PLC對(duì)ZB25型卷煙包裝機(jī)組條包缺包檢測(cè)系統(tǒng)升級(jí)

馮展坤

摘 要：ZB25型卷煙包裝機(jī)組原有條包缺包檢測(cè)系統(tǒng)偶爾會(huì)出現(xiàn)缺包檢測(cè)失敗現(xiàn)象，為此加裝了另一由S7-200PLC控制的缺包檢測(cè)裝置對(duì)原系統(tǒng)作為補(bǔ)充，并入原機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)后，極大提高了缺包檢測(cè)的成功率。

關(guān)鍵詞：PLC；ZB25；卷煙包裝；檢測(cè)系統(tǒng)

ZB25型卷煙包裝機(jī)組的電氣控制采用帶專利的名為MICRO II的PC單板機(jī)集群系統(tǒng)。由于機(jī)械上包裝煙包的動(dòng)作是固定的，所以設(shè)計(jì)上所有機(jī)械動(dòng)作的狀態(tài)檢測(cè)和包裝質(zhì)量在線檢測(cè)都是通過(guò)絕對(duì)型軸編碼器，在包裝周期中以精確到1°的相位進(jìn)行檢測(cè)定位的（通常以一包香煙前進(jìn)一個(gè)工位為360°周期，在條盒包裝前以兩包煙一垛前進(jìn)一個(gè)工位為360°周期，在條盒包裝后以5垛一條前進(jìn)一個(gè)工位為360°周期）。

ZB25型卷煙包裝系統(tǒng)還為了提高維修效率，創(chuàng)造性的在檢測(cè)開(kāi)關(guān)和控制系統(tǒng)的連線中加入自診斷功能。當(dāng)檢測(cè)開(kāi)關(guān)正常時(shí)，在“0”檢測(cè)狀態(tài)下，檢測(cè)開(kāi)關(guān)以4ms為周期，0.2ms為脈沖寬度輸出方波，“1”檢測(cè)狀態(tài)則方波反相輸出。當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)不到檢測(cè)開(kāi)關(guān)發(fā)送過(guò)來(lái)的脈沖方波信號(hào)則判斷該檢測(cè)開(kāi)關(guān)故障，機(jī)器停止并在顯示屏給出相應(yīng)的故障提示信息，從而可以很快知道哪個(gè)檢測(cè)開(kāi)關(guān)故障并對(duì)其進(jìn)行更換。

在原機(jī)系統(tǒng)中，缺包檢測(cè)是在包裝流程到了條盒外包裝紙對(duì)5垛煙（10包）進(jìn)行包裝的通道上，通過(guò)5只帶自診斷功能的容性接近開(kāi)關(guān)對(duì)條盒包裝以后的5垛煙包的上層5包煙分別進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)任一檢測(cè)接近開(kāi)關(guān)在檢測(cè)相位檢測(cè)不到煙包時(shí)則系統(tǒng)判定為缺包，通過(guò)鎖存移位，到達(dá)后續(xù)通道的剔除工位時(shí)，在剔除相位將該條缺包的條煙進(jìn)行剔除。

由于采用容性接近開(kāi)關(guān)，這種開(kāi)關(guān)的特性對(duì)空氣濕度、檢測(cè)距離都比較敏感，所以這樣的檢測(cè)系統(tǒng)缺點(diǎn)比較明顯：

（1）當(dāng)空氣濕度發(fā)生改變時(shí)檢測(cè)精度會(huì)發(fā)生變化，要經(jīng)常根據(jù)天氣情況對(duì)檢測(cè)開(kāi)關(guān)的設(shè)定進(jìn)行調(diào)整。

（2）由于5垛煙表面還有一層條盒包裝紙，而且煙包由于擠壓變形，煙包高度會(huì)發(fā)生變化，這些都會(huì)對(duì)檢測(cè)精度產(chǎn)生不良影響。

（3）只對(duì)煙垛上層煙包進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)下層煙包缺包時(shí)系統(tǒng)就無(wú)能為力。

為了降低這種質(zhì)量事故的發(fā)生機(jī)率，那就需要彌補(bǔ)原系統(tǒng)的缺陷對(duì)其進(jìn)行技術(shù)改造升級(jí)。分析原系統(tǒng)的檢測(cè)裝置，造成事故的根本原因有兩個(gè)：（1）容性接近開(kāi)關(guān)對(duì)任何物質(zhì)在其檢測(cè)距離內(nèi)都有反應(yīng)，不能有針對(duì)性的只對(duì)煙包進(jìn)行判斷檢測(cè)，而且靈敏度受諸多因素影響；（2）只對(duì)上層煙包進(jìn)行檢測(cè)，可靠性大大降低。

檢測(cè)的精髓在于能對(duì)特定物質(zhì)的特定特性或特定狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確反映。在煙草行業(yè)中，最主要的是能對(duì)煙絲這種特定物質(zhì)的各種特性和狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，但是目前市面上還找不到這種針對(duì)煙絲的特殊檢測(cè)裝置，所以替代現(xiàn)用的容性檢測(cè)開(kāi)關(guān)的選型就成了解決問(wèn)題的核心。缺包檢測(cè)實(shí)際上是煙包存在與否的檢測(cè)，而且由于條盒包裝紙的存在，可行的方法只能是對(duì)條盒煙整體進(jìn)行密度檢測(cè)，在通用的檢測(cè)元件中，只有容性接近開(kāi)關(guān)可以近似的實(shí)現(xiàn)這種檢測(cè)，這就是原系統(tǒng)采用容性接近開(kāi)關(guān)的原因。在沒(méi)有特殊檢測(cè)元件的情況下要改進(jìn)這種檢測(cè)方法，只有去掉條盒紙的影響，直接對(duì)上下兩層煙包的存在與否進(jìn)行檢測(cè)。采用檢測(cè)光線強(qiáng)度方式的光電開(kāi)關(guān)就能很好的滿足這種需要。

由于安裝位置的限制，決定選擇漫反射式光纖傳感器作為檢測(cè)開(kāi)關(guān)。這種傳感器是通過(guò)檢測(cè)反射光線的強(qiáng)度判斷光纖檢測(cè)頭前是否存檢測(cè)物。傳感器在通道上進(jìn)行不間斷的光線強(qiáng)度檢測(cè)，通過(guò)設(shè)定適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度判定信號(hào)判斷煙包存在與否，實(shí)現(xiàn)煙包的缺包檢測(cè)。

由于原機(jī)電氣控制系統(tǒng)的專利保密，加裝的兩只漫反射式光纖傳感器是不能通過(guò)修改原系統(tǒng)設(shè)置直接加入到原檢測(cè)系統(tǒng)中的，所以需要另加PLC來(lái)進(jìn)行這部分功能的實(shí)施和控制。由于檢測(cè)點(diǎn)的前移，為了對(duì)檢測(cè)到的缺包信號(hào)進(jìn)行鎖存和移位到原系統(tǒng)的缺包檢測(cè)輸入點(diǎn)，則還需要：（1）煙垛的工位移位同步信號(hào)，將PLC鎖存著的缺包垛煙的標(biāo)識(shí)信號(hào)移位到條包裝工位的入口；（2）條煙的工位移位同步信號(hào)，將從垛移位過(guò)來(lái)的缺包標(biāo)識(shí)信號(hào)移位到原系統(tǒng)的缺包檢測(cè)工位。

由于1條煙有5垛煙，所以在包裝的機(jī)械動(dòng)作上必然是移進(jìn)5垛煙后才向前包裝成1條煙，而且這兩者的驅(qū)動(dòng)同一個(gè)電機(jī)，所以垛的前移動(dòng)作速度是條的前移動(dòng)作速度的5倍。另外每條煙都用一張外包裝紙進(jìn)行包裝，所以包裝紙的輸送速度與條前移動(dòng)作同步。這樣只需要在條外包裝紙的輸送軸（這個(gè)地方較容易安裝和觀察）上安裝兩個(gè)齒比為1：5的同步金屬凸輪和對(duì)應(yīng)的感性接近開(kāi)關(guān)就可以取得相應(yīng)的條同步移位信號(hào)和垛同步移位信號(hào)。

缺包檢測(cè)的基本要素已經(jīng)齊備，但由于自診斷功能的存在使加裝系統(tǒng)的缺包輸出信號(hào)的處理成為棘手問(wèn)題。

首先，加裝系統(tǒng)的缺包檢測(cè)信號(hào)如果不加處理直接輸出表示缺包的單純低電平或不缺包的單純高電平信號(hào)，則機(jī)組的電控系統(tǒng)就會(huì)將缺包檢測(cè)接近開(kāi)關(guān)判定為故障，造成機(jī)器停機(jī)并且不能重新復(fù)位啟動(dòng)。因此，需要加裝系統(tǒng)的輸出信號(hào)能模擬自診斷的周期脈沖方波信號(hào)：沒(méi)有缺包信號(hào)時(shí)輸出周期為4ms，脈沖寬度為3.8（4-0.2）ms的“1”狀態(tài)PWM信號(hào)；有缺包信號(hào)時(shí)輸出周期為4ms，脈沖寬度為0.2ms的“0”狀態(tài)PWM信號(hào)。

其次，由于兩套缺包檢測(cè)裝置的輸出方波信號(hào)很難保持同步，如果將兩組檢測(cè)輸出信號(hào)直接并接進(jìn)機(jī)組電控系統(tǒng)，則由于信號(hào)的不同步迭加，產(chǎn)生紊亂的方波信號(hào)，機(jī)組電控系統(tǒng)同樣會(huì)判定為檢測(cè)開(kāi)關(guān)故障。再者，兩套缺包檢測(cè)裝置不一定得出相同的檢測(cè)狀態(tài)，如果將兩組檢測(cè)輸出信號(hào)直接并接進(jìn)機(jī)組電控系統(tǒng)，當(dāng)兩組信號(hào)相反時(shí)則會(huì)造成短路故障，將兩套系統(tǒng)同時(shí)燒毀。

所以必須將兩組信號(hào)經(jīng)過(guò)PLC進(jìn)行整合處理后才輸出到機(jī)組MICRO II電控系統(tǒng)：將原缺包檢測(cè)信號(hào)的輸出通道斷開(kāi)，將該信號(hào)接入到PLC輸入端口I0.4，在PLC程序中，當(dāng)任何一只光纖傳感器（I0.2或I0.3）在檢測(cè)同步相位（I0.0）檢測(cè)不到煙包時(shí)則產(chǎn)生缺包信號(hào)并進(jìn)行鎖存。由于該檢測(cè)位位于條盒包裝前的兩個(gè)工位，所以缺包信號(hào)要經(jīng)過(guò)垛同步（I0.0）作兩個(gè)移位。垛煙前進(jìn)兩個(gè)工位后到達(dá)條包裝工位，程序相應(yīng)進(jìn)入條同步（I0.1）移位，缺包信號(hào)作出四個(gè)移位后，該缺包條煙到達(dá)原機(jī)的缺包檢測(cè)工位，在原機(jī)的缺包檢測(cè)相位時(shí)（225o），檢查原機(jī)缺包檢測(cè)信號(hào)（I0.4）狀態(tài)，程序?qū)蓚€(gè)信號(hào)“或”處理，結(jié)果通過(guò)輸出端口Q0.0生成對(duì)應(yīng)狀態(tài)的PWM信號(hào)輸出到原機(jī)組電氣控制系統(tǒng)。endprint

由于原機(jī)缺包檢測(cè)接近開(kāi)關(guān)帶自診斷功能，所以其輸出波形為脈沖方波信號(hào)，如何才能保證I0.4正確反映缺包與否所對(duì)應(yīng)的“0”、“1”狀態(tài)呢？研究S7-200編程軟件Micro/WIN的軟件幫助手冊(cè)發(fā)現(xiàn)：

S7-200允許用戶為某些或全部局部數(shù)字量輸入點(diǎn)選擇一個(gè)定義時(shí)延（可從0.2ms至12.8ms之間選擇）的輸入濾波器。該延時(shí)幫助過(guò)濾輸入接在線可能對(duì)輸入狀態(tài)造成不良改動(dòng)的噪音。通過(guò)設(shè)置輸入時(shí)延，用戶可以過(guò)濾數(shù)字量輸入信號(hào)。輸入狀態(tài)改變時(shí)，輸入必須在時(shí)延期限內(nèi)保持在新?tīng)顟B(tài)，才能被認(rèn)為是有效的。濾波器會(huì)消除噪音脈沖，并強(qiáng)制輸入線在數(shù)據(jù)被接受之前必須先穩(wěn)定下來(lái)。

這樣就可以將I0.4-I0.7這組輸入端口的輸入時(shí)延設(shè)為1.6ms，0.2ms<1.6ms<3.8ms，從而將0.2ms的尖脈沖（正或負(fù)）信號(hào)過(guò)濾掉，“0”、“1”狀態(tài)就表現(xiàn)為單純的低高電平狀態(tài)，原機(jī)缺包信號(hào)就能正確的輸入到端口I0.4以供PLC程序使用。

最后，由于為了不造成兩組檢測(cè)裝置輸出信號(hào)的相互干擾甚至短路，所以斷開(kāi)了原缺包檢測(cè)接近開(kāi)關(guān)的輸入到原系統(tǒng)的通道。但是當(dāng)PLC不運(yùn)行時(shí)，則會(huì)造成兩組缺包檢測(cè)裝置都失效的后果。為此，通過(guò)加裝一個(gè)由PLC控制的繼電器，當(dāng)PLC運(yùn)行時(shí)斷開(kāi)原缺包檢測(cè)的輸出通道，原系統(tǒng)的缺包檢測(cè)信號(hào)輸入到PLC，由PLC內(nèi)部將兩組缺包檢測(cè)裝置的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行“或”處理后將結(jié)果通過(guò)Q0.0生成PWM信號(hào)輸出到原系統(tǒng)；PLC停止時(shí)，原通道通過(guò)繼電器的常閉觸點(diǎn)保持，PLC的輸出失效。

綜上所述，PLC輸入點(diǎn)要5個(gè)，輸出點(diǎn)要2個(gè)，并且其中一個(gè)輸入點(diǎn)要帶1.6ms延時(shí)功能，一個(gè)輸出點(diǎn)要生成4ms周期即0.25K Hz頻率的PWM信號(hào)，由于繼電器輸出型的PLC的輸出脈沖頻率只能達(dá)到1Hz，所以選擇型號(hào)為CPU 221 DC/DC/DC的晶體管輸出型S7-200 PLC。

最后，PLC的選型已經(jīng)確定和程序的運(yùn)行邏輯經(jīng)過(guò)上面的分析已經(jīng)理順，但是對(duì)成敗還有一個(gè)決定性的因素，那就是兩個(gè)同步接近開(kāi)關(guān)的調(diào)整。由于機(jī)器按嚴(yán)格的相位運(yùn)行，所以加裝的這個(gè)系統(tǒng)也應(yīng)該按照機(jī)器的相位進(jìn)行檢測(cè)控制。早前為了對(duì)缺包信號(hào)進(jìn)行移位所加的兩個(gè)同步接近開(kāi)關(guān)的觸發(fā)凸輪是安裝在條盒外包裝紙輸送軸上的，該軸剛好與條盒包裝的相位同步，條盒前進(jìn)一個(gè)工位該軸旋轉(zhuǎn)360o。所以通過(guò)調(diào)整凸輪上齒觸發(fā)同步接近開(kāi)關(guān)的時(shí)機(jī)就能對(duì)應(yīng)調(diào)整垛的檢測(cè)相位和原缺包檢測(cè)信號(hào)的提取相位（即條盒缺包信號(hào)的輸出相位）。在垛同步接近開(kāi)關(guān)的相位調(diào)整上，選擇垛煙包經(jīng)過(guò)了缺包檢測(cè)光纖檢測(cè)位置后1/3煙包寬度時(shí)觸發(fā)為標(biāo)準(zhǔn)，這個(gè)時(shí)候煙包對(duì)光纖發(fā)射過(guò)來(lái)的光線反射較穩(wěn)定，檢測(cè)較為準(zhǔn)確。而條同步接近開(kāi)關(guān)的相位調(diào)整，由于原缺包檢測(cè)開(kāi)關(guān)在機(jī)器的225°時(shí)輸出有效，為了保證PLC輸出有效，因此設(shè)定條同步接近開(kāi)關(guān)在機(jī)器222°相位時(shí)觸發(fā)，并保持6°以保證原系統(tǒng)能準(zhǔn)確收到該信號(hào)，即228°時(shí)同步凸輪離開(kāi)接近開(kāi)關(guān)。

由于改造前經(jīng)過(guò)縝密的考慮，各種因素都基本在設(shè)計(jì)階段就作出適當(dāng)?shù)奶幚?，所以改造過(guò)程相當(dāng)順利。改造完成后，由于采用了與原系統(tǒng)完全不同的檢測(cè)手段，所以對(duì)原系統(tǒng)作出了很好的補(bǔ)充，經(jīng)過(guò)了一段時(shí)間運(yùn)行，的確能與預(yù)期一樣，大大增加了缺包檢測(cè)的成功率，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。endprint

由于原機(jī)缺包檢測(cè)接近開(kāi)關(guān)帶自診斷功能，所以其輸出波形為脈沖方波信號(hào)，如何才能保證I0.4正確反映缺包與否所對(duì)應(yīng)的“0”、“1”狀態(tài)呢？研究S7-200編程軟件Micro/WIN的軟件幫助手冊(cè)發(fā)現(xiàn)：

S7-200允許用戶為某些或全部局部數(shù)字量輸入點(diǎn)選擇一個(gè)定義時(shí)延（可從0.2ms至12.8ms之間選擇）的輸入濾波器。該延時(shí)幫助過(guò)濾輸入接在線可能對(duì)輸入狀態(tài)造成不良改動(dòng)的噪音。通過(guò)設(shè)置輸入時(shí)延，用戶可以過(guò)濾數(shù)字量輸入信號(hào)。輸入狀態(tài)改變時(shí)，輸入必須在時(shí)延期限內(nèi)保持在新?tīng)顟B(tài)，才能被認(rèn)為是有效的。濾波器會(huì)消除噪音脈沖，并強(qiáng)制輸入線在數(shù)據(jù)被接受之前必須先穩(wěn)定下來(lái)。

這樣就可以將I0.4-I0.7這組輸入端口的輸入時(shí)延設(shè)為1.6ms，0.2ms<1.6ms<3.8ms，從而將0.2ms的尖脈沖（正或負(fù)）信號(hào)過(guò)濾掉，“0”、“1”狀態(tài)就表現(xiàn)為單純的低高電平狀態(tài)，原機(jī)缺包信號(hào)就能正確的輸入到端口I0.4以供PLC程序使用。

最后，由于為了不造成兩組檢測(cè)裝置輸出信號(hào)的相互干擾甚至短路，所以斷開(kāi)了原缺包檢測(cè)接近開(kāi)關(guān)的輸入到原系統(tǒng)的通道。但是當(dāng)PLC不運(yùn)行時(shí)，則會(huì)造成兩組缺包檢測(cè)裝置都失效的后果。為此，通過(guò)加裝一個(gè)由PLC控制的繼電器，當(dāng)PLC運(yùn)行時(shí)斷開(kāi)原缺包檢測(cè)的輸出通道，原系統(tǒng)的缺包檢測(cè)信號(hào)輸入到PLC，由PLC內(nèi)部將兩組缺包檢測(cè)裝置的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行“或”處理后將結(jié)果通過(guò)Q0.0生成PWM信號(hào)輸出到原系統(tǒng)；PLC停止時(shí)，原通道通過(guò)繼電器的常閉觸點(diǎn)保持，PLC的輸出失效。

綜上所述，PLC輸入點(diǎn)要5個(gè)，輸出點(diǎn)要2個(gè)，并且其中一個(gè)輸入點(diǎn)要帶1.6ms延時(shí)功能，一個(gè)輸出點(diǎn)要生成4ms周期即0.25K Hz頻率的PWM信號(hào)，由于繼電器輸出型的PLC的輸出脈沖頻率只能達(dá)到1Hz，所以選擇型號(hào)為CPU 221 DC/DC/DC的晶體管輸出型S7-200 PLC。

最后，PLC的選型已經(jīng)確定和程序的運(yùn)行邏輯經(jīng)過(guò)上面的分析已經(jīng)理順，但是對(duì)成敗還有一個(gè)決定性的因素，那就是兩個(gè)同步接近開(kāi)關(guān)的調(diào)整。由于機(jī)器按嚴(yán)格的相位運(yùn)行，所以加裝的這個(gè)系統(tǒng)也應(yīng)該按照機(jī)器的相位進(jìn)行檢測(cè)控制。早前為了對(duì)缺包信號(hào)進(jìn)行移位所加的兩個(gè)同步接近開(kāi)關(guān)的觸發(fā)凸輪是安裝在條盒外包裝紙輸送軸上的，該軸剛好與條盒包裝的相位同步，條盒前進(jìn)一個(gè)工位該軸旋轉(zhuǎn)360o。所以通過(guò)調(diào)整凸輪上齒觸發(fā)同步接近開(kāi)關(guān)的時(shí)機(jī)就能對(duì)應(yīng)調(diào)整垛的檢測(cè)相位和原缺包檢測(cè)信號(hào)的提取相位（即條盒缺包信號(hào)的輸出相位）。在垛同步接近開(kāi)關(guān)的相位調(diào)整上，選擇垛煙包經(jīng)過(guò)了缺包檢測(cè)光纖檢測(cè)位置后1/3煙包寬度時(shí)觸發(fā)為標(biāo)準(zhǔn)，這個(gè)時(shí)候煙包對(duì)光纖發(fā)射過(guò)來(lái)的光線反射較穩(wěn)定，檢測(cè)較為準(zhǔn)確。而條同步接近開(kāi)關(guān)的相位調(diào)整，由于原缺包檢測(cè)開(kāi)關(guān)在機(jī)器的225°時(shí)輸出有效，為了保證PLC輸出有效，因此設(shè)定條同步接近開(kāi)關(guān)在機(jī)器222°相位時(shí)觸發(fā)，并保持6°以保證原系統(tǒng)能準(zhǔn)確收到該信號(hào)，即228°時(shí)同步凸輪離開(kāi)接近開(kāi)關(guān)。

由于改造前經(jīng)過(guò)縝密的考慮，各種因素都基本在設(shè)計(jì)階段就作出適當(dāng)?shù)奶幚?，所以改造過(guò)程相當(dāng)順利。改造完成后，由于采用了與原系統(tǒng)完全不同的檢測(cè)手段，所以對(duì)原系統(tǒng)作出了很好的補(bǔ)充，經(jīng)過(guò)了一段時(shí)間運(yùn)行，的確能與預(yù)期一樣，大大增加了缺包檢測(cè)的成功率，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。endprint

由于原機(jī)缺包檢測(cè)接近開(kāi)關(guān)帶自診斷功能，所以其輸出波形為脈沖方波信號(hào)，如何才能保證I0.4正確反映缺包與否所對(duì)應(yīng)的“0”、“1”狀態(tài)呢？研究S7-200編程軟件Micro/WIN的軟件幫助手冊(cè)發(fā)現(xiàn)：

S7-200允許用戶為某些或全部局部數(shù)字量輸入點(diǎn)選擇一個(gè)定義時(shí)延（可從0.2ms至12.8ms之間選擇）的輸入濾波器。該延時(shí)幫助過(guò)濾輸入接在線可能對(duì)輸入狀態(tài)造成不良改動(dòng)的噪音。通過(guò)設(shè)置輸入時(shí)延，用戶可以過(guò)濾數(shù)字量輸入信號(hào)。輸入狀態(tài)改變時(shí)，輸入必須在時(shí)延期限內(nèi)保持在新?tīng)顟B(tài)，才能被認(rèn)為是有效的。濾波器會(huì)消除噪音脈沖，并強(qiáng)制輸入線在數(shù)據(jù)被接受之前必須先穩(wěn)定下來(lái)。

這樣就可以將I0.4-I0.7這組輸入端口的輸入時(shí)延設(shè)為1.6ms，0.2ms<1.6ms<3.8ms，從而將0.2ms的尖脈沖（正或負(fù)）信號(hào)過(guò)濾掉，“0”、“1”狀態(tài)就表現(xiàn)為單純的低高電平狀態(tài)，原機(jī)缺包信號(hào)就能正確的輸入到端口I0.4以供PLC程序使用。

最后，由于為了不造成兩組檢測(cè)裝置輸出信號(hào)的相互干擾甚至短路，所以斷開(kāi)了原缺包檢測(cè)接近開(kāi)關(guān)的輸入到原系統(tǒng)的通道。但是當(dāng)PLC不運(yùn)行時(shí)，則會(huì)造成兩組缺包檢測(cè)裝置都失效的后果。為此，通過(guò)加裝一個(gè)由PLC控制的繼電器，當(dāng)PLC運(yùn)行時(shí)斷開(kāi)原缺包檢測(cè)的輸出通道，原系統(tǒng)的缺包檢測(cè)信號(hào)輸入到PLC，由PLC內(nèi)部將兩組缺包檢測(cè)裝置的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行“或”處理后將結(jié)果通過(guò)Q0.0生成PWM信號(hào)輸出到原系統(tǒng)；PLC停止時(shí)，原通道通過(guò)繼電器的常閉觸點(diǎn)保持，PLC的輸出失效。

綜上所述，PLC輸入點(diǎn)要5個(gè)，輸出點(diǎn)要2個(gè)，并且其中一個(gè)輸入點(diǎn)要帶1.6ms延時(shí)功能，一個(gè)輸出點(diǎn)要生成4ms周期即0.25K Hz頻率的PWM信號(hào)，由于繼電器輸出型的PLC的輸出脈沖頻率只能達(dá)到1Hz，所以選擇型號(hào)為CPU 221 DC/DC/DC的晶體管輸出型S7-200 PLC。

最后，PLC的選型已經(jīng)確定和程序的運(yùn)行邏輯經(jīng)過(guò)上面的分析已經(jīng)理順，但是對(duì)成敗還有一個(gè)決定性的因素，那就是兩個(gè)同步接近開(kāi)關(guān)的調(diào)整。由于機(jī)器按嚴(yán)格的相位運(yùn)行，所以加裝的這個(gè)系統(tǒng)也應(yīng)該按照機(jī)器的相位進(jìn)行檢測(cè)控制。早前為了對(duì)缺包信號(hào)進(jìn)行移位所加的兩個(gè)同步接近開(kāi)關(guān)的觸發(fā)凸輪是安裝在條盒外包裝紙輸送軸上的，該軸剛好與條盒包裝的相位同步，條盒前進(jìn)一個(gè)工位該軸旋轉(zhuǎn)360o。所以通過(guò)調(diào)整凸輪上齒觸發(fā)同步接近開(kāi)關(guān)的時(shí)機(jī)就能對(duì)應(yīng)調(diào)整垛的檢測(cè)相位和原缺包檢測(cè)信號(hào)的提取相位（即條盒缺包信號(hào)的輸出相位）。在垛同步接近開(kāi)關(guān)的相位調(diào)整上，選擇垛煙包經(jīng)過(guò)了缺包檢測(cè)光纖檢測(cè)位置后1/3煙包寬度時(shí)觸發(fā)為標(biāo)準(zhǔn)，這個(gè)時(shí)候煙包對(duì)光纖發(fā)射過(guò)來(lái)的光線反射較穩(wěn)定，檢測(cè)較為準(zhǔn)確。而條同步接近開(kāi)關(guān)的相位調(diào)整，由于原缺包檢測(cè)開(kāi)關(guān)在機(jī)器的225°時(shí)輸出有效，為了保證PLC輸出有效，因此設(shè)定條同步接近開(kāi)關(guān)在機(jī)器222°相位時(shí)觸發(fā)，并保持6°以保證原系統(tǒng)能準(zhǔn)確收到該信號(hào)，即228°時(shí)同步凸輪離開(kāi)接近開(kāi)關(guān)。

由于改造前經(jīng)過(guò)縝密的考慮，各種因素都基本在設(shè)計(jì)階段就作出適當(dāng)?shù)奶幚?，所以改造過(guò)程相當(dāng)順利。改造完成后，由于采用了與原系統(tǒng)完全不同的檢測(cè)手段，所以對(duì)原系統(tǒng)作出了很好的補(bǔ)充，經(jīng)過(guò)了一段時(shí)間運(yùn)行，的確能與預(yù)期一樣，大大增加了缺包檢測(cè)的成功率，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。endprint