烟支输送通道中横烟检测装置的设计与运用

发布时间：2020-02-19 19:05所属平台：学报论文发表咨询网浏览： 次

摘要：烟支输送通道上的横烟会导致包装机堵塞而停机，为此设计了横烟检测装置。通过安装在皮带轮上的轴编码器对烟支运行距离进行检测，通过安装在烟支输送通道上的4个激光位移传感器对传感器和烟支之间的距离进行检测从而计算出标准差，当标准差大于设定的标

　　摘要：烟支输送通道上的横烟会导致包装机堵塞而停机，为此设计了横烟检测装置。通过安装在皮带轮上的轴编码器对烟支运行距离进行检测，通过安装在烟支输送通道上的4个激光位移传感器对传感器和烟支之间的距离进行检测从而计算出标准差，当标准差大于设定的标准差阈值且持续的编码器脉冲数超过设定的横烟脉冲数阈值时，判断为横烟，发出报警信号。应用结果表明，该装置可以准确检测出输送通道上的横烟故障，由于横烟造成的包装机平均停机次数从10次/天下降至3次/天，故障率减少了70%。

　　关键词：横烟检测;激光位移传感器;旋转编码器;PLC

　　1引言

　　卷烟机生产出的烟支通过烟支输送装置输送至包装机，烟支输送过程中出现横烟的进入到包装机料库中会造成烟支堵塞而停机。目前对横烟进行检测的主要方法为：在烟支输送通道的烟支烟丝侧装设视觉传感器或光纤传感器，通过卷烟纸和烟丝颜色的对比识别出横烟。这些方法只能检测出烟支烟丝侧的横烟，无法检测出烟支组上方或内部出现的横烟。为此，设计了一种基于激光位移传感器的横烟检测装置，以克服视觉传感器和光纤传感器的缺陷，提高设备运行效率，减少废品量。

　　2系统组成

　　2.1旋转编码器

　　选用型号为HN3806-AB-600N的旋转编码器，其转轴与烟支输送皮带轮轴心相连，皮带轮转动一圈，编码器的转轴跟着转动一圈并均匀输出600个脉冲信号。

　　2.2激光位移传感器

　　选用4个松下HG-C1100激光位移传感器，传感器固定于烟支输送通道上方，激光束垂直向下照射，传感器排列成一条直线并紧挨着，该直线与烟支运行方向垂直，检测器组与正常烟支的距离为100mm，以此为中心上下35mm为有效检测距离，输出信号为0-5V或4-20mA。

　　2.3电路连接

　　采用型号FX3U-30M的三菱PLC作为控制器，PLC输入端接入轴编码器信号以及启动、停止、复位三个按钮信号，PLC输出点驱动声光报警器;触摸屏连接至PLC通讯实现人机交互;模数转换模块FX2N-4AD采集4个激光位移传感器信号，激光位移传感器信号设定为电压输出(0-5V)，转换为的数字量信号为0-1000。

　　3横烟检测过程

　　实时从模数转换模块FX2N-4AD中读取4个激光位移传感器的模数转换信号到D1、D2、D3、D4，计算出标准差D5。没有出现横烟时，每个激光位移传感器总是检测到同一根烟支，距离信号Di是基本相同的，标准差D5非常小。在烟支与烟支的相邻处，4个激光位移传感器会检测到相邻的两根烟，标准差D5会比较大，但持续的距离非常短。横烟从传感器组下经过时，至少有一个激光位移传感器会检测到横烟，此时标准差D5会比较大，且持续的距离比较长，利用该特点，检测出横烟。

　　即：通过高速计数器C235计数“标准差D5>标准差阈值D6”持续的脉冲数，如果脉冲计数值C235>横烟脉冲数阈值D7，则发出报警信号提醒操作工，复位按钮按下后，报警消除，重新开始检测。经测试，无横烟且在非烟支相邻处，标准差D5的值在10以下，出现横烟时，标准差D5为50左右，因此将标准差阈值D6设置为30;烟支相邻处，标准差D5大于30，但持续脉冲数C235在10以下，出现横烟时，标准差D5大于30且持续脉冲数C235在70左右，因此将横烟脉冲数阈值D7设置为40。

　　4应用效果

　　未装设该装置前，由于横烟造成的包装机平均停机次数为10次/天，每次平均处理时间为2分钟，每次平均剔除5包烟(100根烟支);装设横烟检测装置后，操作工可及时发现并取出输送通道中的横烟，由于横烟造成的包装机平均停机次数减为3次/天，故障率减少了70%，降低了操作人员工作量，提高设备了运行效率，减少了废品量。

　　参考文献

　　[1]德国HAUNI公司.COMFLEX卷烟贮存输送系统说明书[G].2009.

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　　[3]刘维国，杨静.YF12烟支通道横烟检测装置的设计[J].甘肃科技纵横，2014，43(07):30-31.

　　[4](意)西尔瓦诺·多纳特(SilvanoDonati)著，赵宏，等译.光电仪器：激光传感与测量[M].西安：西安交通大学出版社，2006.

　　包装论文投稿刊物：《包装学报》2009年创刊，以面向国内外包装行业具有国际视野的包装行业学术型期刊。期刊立足学术研究，以科学发展观为指导，及时报道和刊发包装科技领域的新技术、新成果，促进包装科技进步与交流、繁荣包装文化、找寻包装产业学研结合的桥梁，推动我国包装产业可持续发展和包装工业科技进步。

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