ZJ17卷接機組中SRM90重量控制系統的參數設置

趙迎春，王 穎

(營口職業技術學院，遼寧營口 115000)

[通訊作者]王 穎(1974- )，女，副教授，碩士，從事電子技術研究。

ZJ17型卷接機組引進德國Hauni公司的PROTOS70技術，是由常德煙草機械有限責任公司生產制造的高速卷煙機，是國內大部分卷煙廠正在使用的高速卷接設備[1]。SRM90重量控制系統是ZJ17卷接機組的重要組成設備，精確地控制了每條煙支的重量，保證了系統的產品質量。

1 系統工作原理

SRM90重量控制系統采用雙閉環檢測回路，如圖1所示。核掃描器對煙支重量進行檢測，根據核掃描器輸出的脈沖信號和軸編碼器信號計算煙支的實際重量，再將實際重量信號反饋到控制系統，與最初設定的重量信號相比較，再進行重量控制和位置控制，最終控制執行機構[2]。位移傳感器對執行機構進行位置檢測，把實際位置檢測信號反饋到控制系統中，與最初設定的位置信號相比較，再進行位置控制，驅動執行機構，由伺服電機調節平整盤上下移動，從而控制煙支的重量[3]。

圖1 系統工作原理圖

2 SRM90硬件結構和主要功能

SRM90重量控制系統硬件結構包括輸入板(VCY0221)、中央處理板(VCY0211)、輸出板(VCY0231)、5V和±15V電源(VCY0201)、雙路24V電源(VCY0202)等八個組件。SRM90系統于外部核掃描器、軸編碼器、位移傳感器、供料成條機信號接口、濾嘴接裝機信號接口和CAN總線六部分相連接。

SRM90重量控制系統主要功能是：通過核掃描器產生一個脈沖間隔隨煙支密度而變化的脈沖信號[4]，輸入到VCY0221輸入板，根據此信號計算出煙支的實際重量送至VCY0211中央處理板，采用INTEL公司的C196系列16位單片機作為主控制器，結合模型及算法進行數據處理，最后通過VCY0231輸出板輸出信號控制伺服電機，從而控制平整盤上下運動，以滿足煙支重量的要求[5]。此外，SRM90還有各種統計分析、實時趨勢、報警、報表等其它功能。

3 SRM90參數設置

SRM90參數設置非常關鍵，其決定了SRM90重量控制系統的穩定運行。具體包括狀態設置、牌號設置、基本參數設置和內部參數設置四部分。

3.1 狀態設置

狀態設置如圖2所示。“廢品功能”按鈕可以選擇廢品檢測功能。當切換至打開時，在濾嘴接裝機上自動剔出重量不合格的煙支，并且對廢品進行計數。“目標重量偏移”按鈕可以選擇目標重量偏移功能[6]，狀態為“打開”或“關閉”。“掃描器選擇”為SRM90指定掃描器的類別，根據實際情況可選核掃描方式或微波方式。本系統選擇核掃描方式。“重量控制”選擇打開時，平整盤電動機工作，測量傳感器采集的數據顯示在屏幕上。“偏差超限停機”選擇打開時，當重量偏差超限時將會導致機器自動停機。

圖2 狀態設置圖

圖3 牌號設置圖

3.2 牌號設置

牌號設置如圖3所示，“牌號”設定范圍為1～4。從后面02～23連續參數形成一個參數組，對應一個特定的牌號。輸入牌號，就能使系統調出相應的參數組來。本系統顯示現時生產的煙支牌號為1。“目標重量”限定生產煙支的重量。設定范圍500～1500mg，本系統為800mg。“廢品重量高限”設定范圍0～255mg，本系統為120mg。“最大重量偏移”在前面SRM90狀態設置中目標重量偏移功能選擇打開時，煙支目標重量自動偏移的最大值，設定范圍-30～0mg，本系統為-15mg。“質量范圍”決定了重量高于上一個參數的煙支的百分比。設定范圍0～100%，本系統為98.0%。

“軟點限度”(或“硬點限度”)設定范圍0～80%，本系統為20%。“輕煙端限度”設定了點火端煙絲重量小于該段目標重量的允許值，小于此值時，煙支將作為不合格品被剔除。設定范圍0～80%，本系統為20%。“起動位置”指當速度低于起動速度或機器停止時，平準器停在該位置上。“調整增量”僅用于監測上一參數“切口距離”，顯示值是軸編碼器輸出的指示脈沖偏離實際切口的增量脈沖數。當用上一參數連續兩次進行軸編碼器校準時，本參數值應基本保持不變。設定范圍-8.7～8.9。“取樣門煙條”：若煙支長度改變，此參數值也隨之改變。設定范圍80～300支煙，本系統為86。“取樣門殘余增量”取上一參數“取樣門煙條”的殘余數。設定范圍0～63，本系統為26。“煙條長度”不包含濾嘴長度，設定范圍50.0～100.0mm，本系統為64.0mm。

3.3 基本參數設置

基本參數設置如圖4所示。“取樣增量時間”通常此參數取雙長煙支長度一半對應的增量脈沖數，設定范圍1～80，本系統為60。“控制閥值”設置啟動速度。機器必須達到此速度時，SRM90系統才允許投入工作。設定范圍0～1200支/分，本系統為1200。“最大偏移步幅”為目標重量偏移的最大幅度[6]。設定范圍1～30mg，本系統為3。“標重偏移方式”有兩種方式，參數0表示廢品百分比保持為預定值，1表示合格煙支百分比保持為預定值。

“目標速度”用于產量和效率的計算，不直接影響機器的實際速度。“緩沖區改變方式”設定緩沖區自動改變的方式，如何去存儲與運行班有關的數據。設定范圍：0為無緩沖區改變；1為當改變牌號時緩沖區改變；2為在運行班結束時緩沖區改變；3為改變牌號和運行班結束時緩沖區改變，本系統為3。“軌道選擇”可以選擇有效的取樣軌道號。“取樣目標數量”為煙支的取樣數量。“循環間隔”表示取樣煙支的間隔，即每隔n×4支煙被取出。設定范圍n=1～50，本系統為9。“引導性裝入”輸入100時，可啟用初始加載功能，所有參數都變為缺省值；輸入0時，無效。

圖4 基本參數設置圖

圖5 內部參數設置圖

3.4 內部參數設置

內部參數設置如圖5所示。“參考間隔”每經過參數規定的時間，SRM90就自動地短時間關閉核掃描器快門，測定核掃描器的參考脈沖，以便自動修正核掃描器的漂移。通常為5分鐘。“位移反饋補償”表示從SRM90輸出電機控制信號起，到電機實際動作，再到位移反饋電壓變化，再到A/D轉換完成所需的總時間，以25ms為單位。參數太小可能導致平整盤電機振蕩；參數過大可能導致平整盤一次動作不能到位。設定范圍0～3，本系統為2。“濾波常數”由于核掃描器輸出信號不穩定，需要進行濾波處理。參數為數字濾波器的濾波常數。參數越大，濾波作用越強，但控制響應越慢。設定范圍1～16，本系統為4。“控制周期”為兩次控制運算之間的時間間隔，以16支煙為單位。設定范圍1～255，本系統為4。“最大掃描脈沖/最小掃描脈沖”僅在更換掃描器類型時才需要改變，本系統設定值為1600和600。“內部控制指令”用于計算機與SRM90之間的內部控制。

4 結語

為了確保煙支質量，在ZJ17卷接機組上安裝了對煙支重量實施控制的SRM90重量控制系統。除此之外，仍需對輸出煙支進行全面檢查，包括單支重量變異系數是否小于或等于3%，還有煙支長度、圓周、吸阻、硬度、含沫率等。通過對SRM90重量控制系統中57個參數的精確選定，確保了重量控制系統的穩定運行，大大提高了ZJ17卷接機組的產品質量和生產效率。

[參考文獻]

[1]常德煙草機械有限責任公司.Zj17型卷接機組使用說明書[Z].2003.

[2]遲廣志.香煙包裝機組電氣控制系統研究[J].包裝與食品機械,2012(6):34-37.

[3]鄧春寧.MOLINS卷煙機MWC系統存在的缺陷和數字化改造[J].煙草科技,2001(4):16-19.

[4]邢朝暉.SRM90重量控制系統實時監控的改進[J].煙草科技,2003(6):23-26.

[5]譚勇.新型煙支重量控制系統[D].廣州:華南理工大學,2002.

[6]汪耀庭.ZJ17機組煙支重量控制系統的設計與實現[D].武漢:華中科技大學,2005.