魏新科，郭文龙，赵永进
摘要：介绍卷烟机盘纸、水松纸接头检测剔除系统的工作原理、系统结构、功能特点以及实际应用效果。
关键词：盘纸；水松纸；内部接头；检测剔除；触摸屏；PLC；信号采集
中图分类号：TS43文献标识码：B
我国烟草企业的卷烟机都要使用大量的盘纸及水松纸等原材料，其中存在着很多接头，如果不能及时剔除，将会被卷入烟支中，造成问题烟支。尽管现有的部分卷烟机具有盘纸和水松纸黑胶布剔除功能，但使用效果并不好。
开封市兆华科技有限公司工程技术人员与安阳卷烟厂共同研究开发了利用光纤进行检测的卷烟机盘纸、水松纸接头剔除系统，彻底解决了这一问题。该系统能准确可靠地剔除各种接头，剔除率达100%。
一、问题分析
内部接头有颜色、粘接胶质和接头纸材料不同等区别，检测剔除十分困难。由于接头是两张盘纸或水松纸的断头粘接时形成的，尽管其有各种不同处，但总与卷烟纸材有差别。因此，可以采用光导纤维做检测元件，通过对信号采集模块的调整来检测出盘纸、水松纸接头，然后剔除。
二、系统构成（见图1）
系统由前端监控触摸屏、系统功能处理可编程模块、智能信号采集模块及接头烟剔除装置等组成。
1．前端监控触摸屏
前端监控通过富士触摸屏进行人机对话；通过计算机对触摸屏的编程，实现对盘纸、水松纸内部接头的检出显示；通过对系统工作参数界面的设定，实现对不同机器系统动态参数的快速及时整定，及对工作参数的记录等。前端监控触摸屏通过RS-485接口与系统功能模块进行适时的信号处理、数据交换，从而实现人机的友好对话。
2．系统功能处理模块
系统功能处理模块选用西门子S7-200可编程控制CPU模块（PLC），它接收智能信号采集模块传送的内部接头信号，经隔离模块捕捉及脉宽整形的卷烟机高速同步信号通过CPU内部程序编辑对信号处理、时间延时、参数设定，并与前端监控触摸屏的信息交换，输出准确的处理结果来控制外部剔除装置剔除含有接头的不合格卷烟产品。
3．智能信号采集模块
智能信号采集模块采用功能强大的光纤放大器，它接收高灵敏度光纤检测到的各种接头信号，按现场工作要求编程设定工作模式、反应速度、测量范围、输出模式、显示类型以及定时器等功能项。把检测的各种接头信号精确、可靠地传送给系统功能处理模块。
4．含有内部接头的不合格产品的剔除
由系统功能处理模块输出的不合格产品的剔除信号控制卷烟机的剔除装置，按实际需要剔除含有内部接头的不合格产品，以保证产品质量。
三、系统工作原理
当有接头通过时，光线检测器即检测到接头信号并传送到光纤放大器，对信号进行捕捉、延时等处理后送到系统功能处理模块PLC的输入接口。PLC在接收接头信号的同时，还接收经过隔离模块处理的卷烟机同步脉冲信号，在其内部通过编程实现边沿触发、脉冲捕捉、高速计数中断、移位寄存、计数器计数、中断、脉冲调制、条件置位复位等需求，并通过RS-485接口与前端监控触摸屏进行数据交换，动态显示接头信号和剔除动作，同时触摸屏设定好剔除接头需要的延时时间、剔除烟支的数量以及有关的技术数据等实时传送给PLC进行处理。最后，PLC把程序处理的结果通过输出接口传送到卷烟机剔除装置，剔除不合格产品。
四、系统功能及特点
1．适用于所有机型的卷烟机。
2．配置触摸显示屏，可以实时准确地动画显示含有内部接头产品的检出和剔除情况。可以利用界面设定各项功能。产品原材料更换后能简单、方便、及时地重新调整、设置。
3．检测剔除效果好，一经调试完成检测剔除准确无误，实现了卷烟生产工艺的无缝连接。
4．可对任何种类的盘纸、水松纸接头进行检测。
5．能检测剔除各种特殊盘纸、水松纸的原材料内部接头。
五、应用
目前，本系统已在新疆卷烟厂的所有卷烟机、河南安阳卷烟厂的所有七台帕希姆机组，河南新郑卷烟厂的21号帕希姆机组成功应用，剔除率达100%。