ZJ17卷接机组中SRM90重量控制系统的参数设置

赵迎春，王 颖

(营口职业技术学院，辽宁营口 115000)

[通讯作者]王 颖(1974- )，女，副教授，硕士，从事电子技术研究。

ZJ17型卷接机组引进德国Hauni公司的PROTOS70技术，是由常德烟草机械有限责任公司生产制造的高速卷烟机，是国内大部分卷烟厂正在使用的高速卷接设备[1]。SRM90重量控制系统是ZJ17卷接机组的重要组成设备，精确地控制了每条烟支的重量，保证了系统的产品质量。

1 系统工作原理

SRM90重量控制系统采用双闭环检测回路，如图1所示。核扫描器对烟支重量进行检测，根据核扫描器输出的脉冲信号和轴编码器信号计算烟支的实际重量，再将实际重量信号反馈到控制系统，与最初设定的重量信号相比较，再进行重量控制和位置控制，最终控制执行机构[2]。位移传感器对执行机构进行位置检测，把实际位置检测信号反馈到控制系统中，与最初设定的位置信号相比较，再进行位置控制，驱动执行机构，由伺服电机调节平整盘上下移动，从而控制烟支的重量[3]。

图1 系统工作原理图

2 SRM90硬件结构和主要功能

SRM90重量控制系统硬件结构包括输入板(VCY0221)、中央处理板(VCY0211)、输出板(VCY0231)、5V和±15V电源(VCY0201)、双路24V电源(VCY0202)等八个组件。SRM90系统于外部核扫描器、轴编码器、位移传感器、供料成条机信号接口、滤嘴接装机信号接口和CAN总线六部分相连接。

SRM90重量控制系统主要功能是：通过核扫描器产生一个脉冲间隔随烟支密度而变化的脉冲信号[4]，输入到VCY0221输入板，根据此信号计算出烟支的实际重量送至VCY0211中央处理板，采用INTEL公司的C196系列16位单片机作为主控制器，结合模型及算法进行数据处理，最后通过VCY0231输出板输出信号控制伺服电机，从而控制平整盘上下运动，以满足烟支重量的要求[5]。此外，SRM90还有各种统计分析、实时趋势、报警、报表等其它功能。

3 SRM90参数设置

SRM90参数设置非常关键，其决定了SRM90重量控制系统的稳定运行。具体包括状态设置、牌号设置、基本参数设置和内部参数设置四部分。

3.1 状态设置

状态设置如图2所示。“废品功能”按钮可以选择废品检测功能。当切换至打开时，在滤嘴接装机上自动剔出重量不合格的烟支，并且对废品进行计数。“目标重量偏移”按钮可以选择目标重量偏移功能[6]，状态为“打开”或“关闭”。“扫描器选择”为SRM90指定扫描器的类别，根据实际情况可选核扫描方式或微波方式。本系统选择核扫描方式。“重量控制”选择打开时，平整盘电动机工作，测量传感器采集的数据显示在屏幕上。“偏差超限停机”选择打开时，当重量偏差超限时将会导致机器自动停机。

图2 状态设置图

图3 牌号设置图

3.2 牌号设置

牌号设置如图3所示，“牌号”设定范围为1～4。从后面02～23连续参数形成一个参数组，对应一个特定的牌号。输入牌号，就能使系统调出相应的参数组来。本系统显示现时生产的烟支牌号为1。“目标重量”限定生产烟支的重量。设定范围500～1500mg，本系统为800mg。“废品重量高限”设定范围0～255mg，本系统为120mg。“最大重量偏移”在前面SRM90状态设置中目标重量偏移功能选择打开时，烟支目标重量自动偏移的最大值，设定范围-30～0mg，本系统为-15mg。“质量范围”决定了重量高于上一个参数的烟支的百分比。设定范围0～100%，本系统为98.0%。

“软点限度”(或“硬点限度”)设定范围0～80%，本系统为20%。“轻烟端限度”设定了点火端烟丝重量小于该段目标重量的允许值，小于此值时，烟支将作为不合格品被剔除。设定范围0～80%，本系统为20%。“起动位置”指当速度低于起动速度或机器停止时，平准器停在该位置上。“调整增量”仅用于监测上一参数“切口距离”，显示值是轴编码器输出的指示脉冲偏离实际切口的增量脉冲数。当用上一参数连续两次进行轴编码器校准时，本参数值应基本保持不变。设定范围-8.7～8.9。“取样门烟条”：若烟支长度改变，此参数值也随之改变。设定范围80～300支烟，本系统为86。“取样门残余增量”取上一参数“取样门烟条”的残余数。设定范围0～63，本系统为26。“烟条长度”不包含滤嘴长度，设定范围50.0～100.0mm，本系统为64.0mm。

3.3 基本参数设置

基本参数设置如图4所示。“取样增量时间”通常此参数取双长烟支长度一半对应的增量脉冲数，设定范围1～80，本系统为60。“控制阀值”设置启动速度。机器必须达到此速度时，SRM90系统才允许投入工作。设定范围0～1200支/分，本系统为1200。“最大偏移步幅”为目标重量偏移的最大幅度[6]。设定范围1～30mg，本系统为3。“标重偏移方式”有两种方式，参数0表示废品百分比保持为预定值，1表示合格烟支百分比保持为预定值。

“目标速度”用于产量和效率的计算，不直接影响机器的实际速度。“缓冲区改变方式”设定缓冲区自动改变的方式，如何去存储与运行班有关的数据。设定范围：0为无缓冲区改变；1为当改变牌号时缓冲区改变；2为在运行班结束时缓冲区改变；3为改变牌号和运行班结束时缓冲区改变，本系统为3。“轨道选择”可以选择有效的取样轨道号。“取样目标数量”为烟支的取样数量。“循环间隔”表示取样烟支的间隔，即每隔n×4支烟被取出。设定范围n=1～50，本系统为9。“引导性装入”输入100时，可启用初始加载功能，所有参数都变为缺省值；输入0时，无效。

图4 基本参数设置图

图5 内部参数设置图

3.4 内部参数设置

内部参数设置如图5所示。“参考间隔”每经过参数规定的时间，SRM90就自动地短时间关闭核扫描器快门，测定核扫描器的参考脉冲，以便自动修正核扫描器的漂移。通常为5分钟。“位移反馈补偿”表示从SRM90输出电机控制信号起，到电机实际动作，再到位移反馈电压变化，再到A/D转换完成所需的总时间，以25ms为单位。参数太小可能导致平整盘电机振荡；参数过大可能导致平整盘一次动作不能到位。设定范围0～3，本系统为2。“滤波常数”由于核扫描器输出信号不稳定，需要进行滤波处理。参数为数字滤波器的滤波常数。参数越大，滤波作用越强，但控制响应越慢。设定范围1～16，本系统为4。“控制周期”为两次控制运算之间的时间间隔，以16支烟为单位。设定范围1～255，本系统为4。“最大扫描脉冲/最小扫描脉冲”仅在更换扫描器类型时才需要改变，本系统设定值为1600和600。“内部控制指令”用于计算机与SRM90之间的内部控制。

4 结语

为了确保烟支质量，在ZJ17卷接机组上安装了对烟支重量实施控制的SRM90重量控制系统。除此之外，仍需对输出烟支进行全面检查，包括单支重量变异系数是否小于或等于3%，还有烟支长度、圆周、吸阻、硬度、含沫率等。通过对SRM90重量控制系统中57个参数的精确选定，确保了重量控制系统的稳定运行，大大提高了ZJ17卷接机组的产品质量和生产效率。

[参考文献]

[1]常德烟草机械有限责任公司.Zj17型卷接机组使用说明书[Z].2003.

[2]迟广志.香烟包装机组电气控制系统研究[J].包装与食品机械,2012(6):34-37.

[3]邓春宁.MOLINS卷烟机MWC系统存在的缺陷和数字化改造[J].烟草科技,2001(4):16-19.

[4]邢朝晖.SRM90重量控制系统实时监控的改进[J].烟草科技,2003(6):23-26.

[5]谭勇.新型烟支重量控制系统[D].广州:华南理工大学,2002.

[6]汪耀庭.ZJ17机组烟支重量控制系统的设计与实现[D].武汉:华中科技大学,2005.