一種水松紙接頭檢測剔除系統(tǒng)的研制與應(yīng)用

李志強(qiáng) 鄭 珂 丁 力

（河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司 安陽卷煙廠，河南 安陽 455000）

近年來在煙支品質(zhì)及質(zhì)量方面中煙公司不斷提出深化改革，多種牌號煙支更是選用了高檔的、特殊的水松紙材料，這些新型水松紙材料大都存在不透光鍍層，YJ1727卷接機(jī)組的水松紙接頭檢測裝置采用的是常規(guī)的光電傳感器，靠的是檢測紙張透過光度判別接頭的存在，新型不透光材料的應(yīng)用使得原機(jī)檢測失效，生產(chǎn)中產(chǎn)生很多各種各樣的內(nèi)部接頭及拼接接頭，這些接頭如果不能及時剔除，將會隨著卷煙過程被卷入煙支中，造成問題煙支，因而嚴(yán)重的影響產(chǎn)品的 質(zhì)量。

1 研究目標(biāo)

近年來面對市場需求許多高檔香煙、細(xì)支香煙采用了帶有金屬元素圖層的高檔水松紙，此類水松紙對于光線的阻隔是100%的，完全顛覆了以往的檢測原理，新型不透光材料的應(yīng)用使得原機(jī)檢測失效，生產(chǎn)中產(chǎn)生很多各種各樣的內(nèi)部接頭及拼接接頭。因此，需要研究一套可以檢測所有水松紙材料的檢測剔除系統(tǒng)。

2 技術(shù)要求

1）水松紙接頭檢測不只限于檢測新型不透光材料，必須能適應(yīng)所有材料。

2）必須有檢出紙張生產(chǎn)時粘接的內(nèi)部接頭，且不受粘接材料的限制。

3）接頭檢出后煙支的剔除盡量減少對合格煙支的浪費(fèi)，單次剔除煙支數(shù)量不得大于10支。

4）接頭的正確剔除率應(yīng)保持在99%以上。

5）設(shè)置人機(jī)界面，剔除煙支的數(shù)量可以按需調(diào)整。

6）接頭數(shù)量及剔除煙支的數(shù)量等數(shù)據(jù)應(yīng)實(shí)時保存，方便檢驗(yàn) 查詢。

3 工作原理

采用超聲波發(fā)射機(jī)，通過對接收聲波信號的強(qiáng)弱來檢測出水松紙接頭，當(dāng)有接頭通過叉型檢測器時，超聲波檢測器就檢測到接頭信號并傳送到系統(tǒng)功能處理模塊PLC,PLC接收接頭信號的同時，還接收經(jīng)過隔離模塊處理的卷煙機(jī)的同步脈沖等信號，并把這些信號在其內(nèi)部通過編程實(shí)現(xiàn)邊沿觸發(fā)、脈沖捕捉、高速計數(shù)中斷、移位寄存、計數(shù)器計數(shù)、中斷、脈沖調(diào)制、條件置位復(fù)位等需求，并通過RS-485接口與前端監(jiān)控觸摸屏進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，用觸摸顯示屏動態(tài)顯示接頭信號，剔除動作，同時觸摸屏設(shè)定好剔除接頭需要的延時時間，剔除煙支的數(shù)量以及有關(guān)的技術(shù)數(shù)據(jù)等實(shí)時傳送給PLC進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)友好的人機(jī)交流。最后，PLC把程序處理的結(jié)果通過輸出接口傳送到卷煙機(jī)的剔除裝置，從而剔除包含有內(nèi)部接頭的不合格產(chǎn)品。

4 實(shí)施流程

系統(tǒng)主要有前端監(jiān)控觸摸屏、系統(tǒng)功能處理可編程模塊、智能信號采集模塊及接頭煙剔除裝置等組成。

圖1 水松紙接頭超聲波檢測剔除系統(tǒng)構(gòu)成

4.1 前端監(jiān)控觸摸屏

前端監(jiān)控通過HMI觸摸屏來進(jìn)行人機(jī)對話，通過計算機(jī)對觸摸屏的編程，實(shí)現(xiàn)用觸摸屏界面完成對水松紙內(nèi)部接頭的檢出顯示。

4.2 系統(tǒng)功能處理模塊

系統(tǒng)功能處理模塊選用西門子S7-200可編程控制CPU模塊（PLC），它接收智能信號采集模塊傳送的內(nèi)部接頭信號，經(jīng)隔離模塊捕捉、脈寬整形的卷煙機(jī)高速同步信號，通過CPU內(nèi)部程序編輯對信號處理、時間延時、參數(shù)設(shè)定、并與前端監(jiān)控觸摸屏的信息交換，最后輸出準(zhǔn)確的處理結(jié)果來控制外部剔除裝置剔除含有接頭的不合格卷煙產(chǎn)品。

4.3 隔離模塊

信號采集隔離模塊采用功能強(qiáng)大的隔離放大器，通過高靈敏度光電控制各種接頭信號，把信號傳送給PLC，將改造系統(tǒng)的電信號與YJ17YJ27完全隔離開，同時過信號采集隔離模塊的輸出功能還可以將剔除信號與原機(jī)分離隔開，充分保護(hù)卷煙機(jī)的正常運(yùn)行及不受本系統(tǒng)的相互干擾。

5 預(yù)期結(jié)果

可以檢測所有透光或不透光的水松紙，準(zhǔn)確檢測剔除水松紙內(nèi)部接頭和拼接接頭，適用于所有機(jī)型的卷煙機(jī)?？梢詫?shí)時準(zhǔn)確的動畫顯示含有內(nèi)部接頭產(chǎn)品的檢出和剔除情況?？梢岳媒缑嬖O(shè)定各項(xiàng)功能，包括超聲波傳感器的標(biāo)定學(xué)習(xí)、煙支剔除數(shù)量、剔除位置，可以查詢接頭數(shù)量、剔除煙支數(shù)量等運(yùn)行數(shù)據(jù)。