專利名稱：單臺卷煙機煙絲消耗量動態(tài)計量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于煙草加工領(lǐng)域，特別涉及一種單臺卷煙機煙絲消耗量的計量系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
卷煙生產(chǎn)中，單臺卷煙機煙絲消耗量的準確統(tǒng)計是優(yōu)化工藝和設(shè)備參數(shù)的依據(jù)， 有利于增產(chǎn)降耗，節(jié)約成本?，F(xiàn)有的煙絲計量方法包括連續(xù)式計量法和間歇式計量法。連續(xù)式計量法使用電子皮帶秤對輸送帶上的煙絲進行動態(tài)稱量，其不足之處是計量精度低、體積大、故障率高，且不能反映卷包車間單臺卷煙機的煙絲消耗量。間歇式計量法通常在卷煙機的供料系統(tǒng)中增加一計量箱，計量箱中的電子秤對間歇落入的煙絲進行計量，這種方法雖然能獲得單臺卷煙機的煙絲消耗量，但要對卷煙機供料系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進行改造，計量精度易受落料誤差和機械振動的影響，計量誤差較大。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種單臺卷煙機煙絲消耗量動態(tài)計量系統(tǒng)，以提高煙絲消耗量計量的準確性，避免對卷煙機供料系統(tǒng)的改造，降低使用成本。本實用新型所述單臺卷煙機煙絲消耗量動態(tài)計量系統(tǒng)，包括煙條運行檢測器、煙條密度檢測器、切刀位置檢測器、計數(shù)器、數(shù)據(jù)采集器和處理器；煙條運行檢測器與數(shù)據(jù)采集器連接，將其產(chǎn)生的使能信號傳送給數(shù)據(jù)采集器，并通過數(shù)據(jù)采集器將所述使能信號傳送給處理器；煙條密度檢測器與數(shù)據(jù)采集器連接，用于實時檢測每支煙條的密度，并將每支煙條的密度信號轉(zhuǎn)換成電信號傳送至數(shù)據(jù)采集器；切刀位置檢測器與計數(shù)器連接，卷煙機切刀每轉(zhuǎn)一周，切刀位置檢測器產(chǎn)生一個開始脈沖信號ζ和多個切刀位置脈沖信號A，并將所產(chǎn)生的開始脈沖信號Z和切刀位置脈沖信號A傳送給計數(shù)器；計數(shù)器與數(shù)據(jù)采集器連接， 計數(shù)器將接收到的開始脈沖信號Z濾波延遲后產(chǎn)生Z’脈沖，并將所述Z’脈沖傳送給數(shù)據(jù)采集器作為數(shù)據(jù)采集器的開始采集信號，計數(shù)器將接收到的切刀位置脈沖信號A濾波后產(chǎn)生克隆A’脈沖，并將所述A’脈沖傳送給數(shù)據(jù)采集器作為數(shù)據(jù)采集器的采樣信號；數(shù)據(jù)采集器與處理器連接，數(shù)據(jù)采集器每接收到一個Z’脈沖開始采集卷煙機所生產(chǎn)的一支煙條的密度電信號，每接收到一個A’脈沖，采集一支煙條的一個密度電信號，并將采集的煙條密度電信號傳送給處理器，當一支煙條的密度電信號采集完后，向處理器發(fā)出中斷請求信號，處理器接收到所述中斷請求信號后，產(chǎn)生中斷，當接收到煙條運行檢測器所產(chǎn)生的使能信號后， 啟動計算程序計算出一支煙條的煙絲消耗量，然后將計算結(jié)果與該支煙條之前的累計煙絲消耗量相加，并將相加結(jié)果予以存儲。對于所述累計煙絲消耗量作以下說明例如，設(shè)卷煙機所生產(chǎn)的第1支煙條的煙絲消耗量為W1，第2支煙條的煙絲消耗量W2，……，第η支煙條的煙絲消耗量Wn，則第1支煙條之前的累計煙絲消耗量為“0”，第2支煙條之前的累計煙絲消耗量為“W1 ”，第3支煙條之前的累計煙絲消耗量為“W1+W2”，……，第η支煙條之前的累計煙絲消耗量為“W1+W2+…… +Wn-Ι”。這樣連續(xù)累加，即可獲得單臺卷煙機一個工作班的煙絲消耗量。為了便于判斷系統(tǒng)是否正常，本發(fā)明所述單臺卷煙機煙絲消耗量動態(tài)計量系統(tǒng)還設(shè)置了與數(shù)據(jù)采集器連接的故障指示燈和系統(tǒng)復(fù)位按鈕，并將計數(shù)器與處理器連接；計數(shù)器對接 收到的開始脈沖信號Z進行計數(shù)，并將開始脈沖信號Z的計數(shù)值傳送給處理器，處理器將依據(jù)接收到的來自計數(shù)器的開始脈沖信號Z的計數(shù)值計算的煙支數(shù)量與依據(jù)接收到的來自數(shù)據(jù)采集器的中斷請求信號計算的煙支數(shù)量進行比較，作出系統(tǒng)是否出現(xiàn)故障的判斷，當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，處理器輸出故障信號，該故障信號經(jīng)數(shù)據(jù)采集器傳送至故障指示燈，導(dǎo)通故障指示燈予以提示，系統(tǒng)復(fù)位按鈕產(chǎn)生系統(tǒng)復(fù)位信號，所述系統(tǒng)復(fù)位信號經(jīng)數(shù)據(jù)采集器傳送給處理器，處理器接收到系統(tǒng)復(fù)位信號后，向計數(shù)器和數(shù)據(jù)采集器發(fā)送重新初始化信號，系統(tǒng)即開始運行。本實用新型所述單臺卷煙機煙絲消耗量動態(tài)計量系統(tǒng)中，煙條密度檢測器優(yōu)選放射源密度檢測器或微波密度檢測器或紅外線密度檢測器。本實用新型所述單臺卷煙機煙絲消耗量動態(tài)計量系統(tǒng)中，處理器優(yōu)選計算機或單片機或PLC。本實用新型所述單臺卷煙機煙絲消耗量動態(tài)計量系統(tǒng)中，切刀位置檢測器優(yōu)選編碼器，計數(shù)器和數(shù)據(jù)采集器優(yōu)選PCI總線卡，煙條運行檢測器優(yōu)選光電開關(guān)。本實用新型具有以下有益效果1、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型所述系統(tǒng)為卷煙機煙絲消耗量的計量提供了一種不同構(gòu)思的技術(shù)方案。2、實驗表明，本實用新型所述系統(tǒng)相對于現(xiàn)有技術(shù)可大大提高卷煙機煙絲消耗量的計量精度，實現(xiàn)單臺卷煙機煙絲消耗量的準確計量。3、本實用新型所述單臺卷煙機煙絲消耗量動態(tài)計量系統(tǒng)不僅結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便，而且使用時不需要對卷煙機進行任何改造，因而有利于降低使用成本和在各類卷煙機推廣使用。

圖1是本實用新型所述單臺卷煙機煙絲消耗量動態(tài)計量系統(tǒng)的第一種結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本實用新型所述單臺卷煙機煙絲消耗量動態(tài)計量系統(tǒng)的第二種結(jié)構(gòu)框圖；圖3是本實用新型所述單臺卷煙機煙絲消耗量動態(tài)計量系統(tǒng)中某些構(gòu)件(器件) 在卷煙機上的安裝位置示意圖；圖4是本實用新型實施實例中的計數(shù)器的電路接線原理圖；圖5是本實用新型實施實例中的數(shù)據(jù)采集器的電路接線原理圖；圖6是本實用新型實施實例中的單臺卷煙機煙絲消耗量動態(tài)計量系統(tǒng)的主線程流程圖；圖7是本實用新型實施實例中的單臺卷煙機煙絲消耗量動態(tài)計量系統(tǒng)的中斷程序流程圖。圖中，1-煙條運行檢測器、2-煙條密度檢測器、3-切刀位置檢測器、4-計數(shù)器、5-數(shù)據(jù)采集器、6-處理器、7-故障指示燈、8-系統(tǒng)復(fù)位按鈕、9-切刀、10-傳動箱、11-刀頭、 12-操作面板。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型所述單臺卷煙機煙絲消耗量動態(tài)計量系統(tǒng)作進一步說明。本實施例中，卷煙機為PASSIM卷煙機(英國MOLINS公司生產(chǎn)，型號PASSIM70)， PASSIM卷煙機的切刀9每轉(zhuǎn)一周生產(chǎn)出一支雙長煙。本實施例中，單臺卷煙機煙絲消耗量動態(tài)計量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖2所示，由煙條運行檢測器1、煙條密度檢測器2、切刀位置檢測器3、計數(shù)器4、數(shù)據(jù)采集器5、處理器6、故障指示燈7和系統(tǒng)復(fù)位按鈕8構(gòu)成。煙條運行檢測器1采用光電開關(guān)(德國SICK公司生產(chǎn)，型號WT12-2B523)，煙條密度檢測器2為PASSIM卷煙機(英國MOLINS公司生產(chǎn)，型號 PASSIM70)的放射源密度檢測器，切刀位置檢測器3選用編碼器(瑞士 ELCO公司生產(chǎn)，型號EC40B6-L5PR-512)，系統(tǒng)復(fù)位按鈕8采用XB2-BA31C按鈕(法國施耐德公司生產(chǎn))，故障指示燈7型號為XB2BVB4C(法國施耐德公司生產(chǎn))，計數(shù)器4采用6602 PCI總線卡(美國NationaUnstruments生產(chǎn))，數(shù)據(jù)采集器5采用6023E PCI總線卡(美國National Instruments生產(chǎn))，處理器6采用工業(yè)計算機(SIMENS生產(chǎn)，型號6ES76438LG234AA3)。上述構(gòu)件(器件)中，切刀位置檢測器3安裝于卷煙機切刀9的刀頭11傳動箱10上，煙條密度檢測器2位于卷煙機刀頭11入口處，故障指示燈7和系統(tǒng)復(fù)位按鈕8安裝在卷煙機的操作面板12上，如圖3所示。本實施例中，所述計數(shù)器4的電路接線原理如圖4所示，切刀位置脈沖信號A (簡稱A脈沖)接入到6602 PCI總線卡的2號端子，開始脈沖信號Z(簡稱Z脈沖)接入到 6602 PCI總線卡的3號端子，6602 PCI總線卡的5號端子輸出產(chǎn)生的V脈沖，6602PCI總線卡的 29 號端子輸出 A，脈沖；6602 PCI 總線卡的 11、14、18、20、24、27、33、36、39、41、42、 46、49、50、55、59、62、65號端子都與5V的電源地相連。本實施例中，所述數(shù)據(jù)采集器5的電路接線原理如圖5所示，A’脈沖接入到6023E PCI總線卡的10號端子，Z’脈沖接入到6023E PCI總線卡的11號端子，故障復(fù)位按鈕產(chǎn)生的復(fù)位信號接入到6023E PCI總線卡的17號端子，煙條運行檢測器1產(chǎn)生的使能信號接入到6023E PCI總線卡的52號端子，6023E PCI總線卡的47號端子輸出處理器6產(chǎn)生的故障信號，該信號接到故障指示燈，6023E PCI總線卡的34號和68號端子分別接入煙條密度信號的負和正信號，34號和68號端子之間并聯(lián)了一個IK歐的電阻，該電阻對輸入的煙條密度信號有濾波的功能，6023E卩(1總線卡的4、7、9、12、13、15、35、36、50、53號端子都與5￥ 的電源地相連。組成單臺卷煙機煙絲消耗量動態(tài)計量系統(tǒng)的各構(gòu)件的連接關(guān)系與信號傳遞和功能如下煙條運行檢測器1與數(shù)據(jù)采集器5連接，將其產(chǎn)生的使能信號傳送給數(shù)據(jù)采集器， 并通過數(shù)據(jù)采集器5將所述使能信號傳送給處理器6 ；煙條密度檢測器2與數(shù)據(jù)采集器5連接，用于實時檢測每支煙條的密度，并將每支煙條的密度信號轉(zhuǎn)換成電壓信號傳送至數(shù)據(jù)采集器5 ；[0031]PASSIM卷煙機的切刀9每轉(zhuǎn)一周生產(chǎn)出一支煙條，PASSIM卷煙機的切刀9每轉(zhuǎn)一周，切刀位置檢測器3產(chǎn)生一個開始脈沖信號Z和512個切刀位置脈沖信號A (切刀9每轉(zhuǎn)約0. 703度，切刀位置檢測器3產(chǎn)生一個切刀位置脈沖信號A)，切刀位置檢測器3與計數(shù)器 4連接，將其所產(chǎn)生的開始脈沖信號Z和512個切刀位置脈沖信號A傳送給計數(shù)器4 ；計數(shù)器4與數(shù)據(jù)采集器5、處理器6連接，計數(shù)器4將接收到的開始脈沖信號Z濾波延遲后產(chǎn)生 V脈沖，并將所述Z’脈沖傳送給數(shù)據(jù)采集器5作為數(shù)據(jù)采集器的開始采集信號，計數(shù)器4 將接收到的512個切刀位置脈沖信號A依次濾波后產(chǎn)生512個克隆A’脈沖，并將所述512 個A’脈沖依次傳送給數(shù)據(jù)采集器5作為數(shù)據(jù)采集器的采樣信號，計數(shù)器4對接收到開始脈沖信號Z進行計數(shù)，并將開始脈沖信號Z的計數(shù)值傳送給處理器6 ；數(shù)據(jù)采集器5與處理器6、故障指示燈7和系統(tǒng)復(fù)位按鈕8連接，數(shù)據(jù)采集器5每接收到一個Z’脈沖開始采集卷煙機所生產(chǎn)的一支煙條的密度電信號，每接收到一個A’脈沖，采集一支煙條的一個密度電信號，并將采集的煙條密度電信號傳送給處理器6，當一支煙條的512個密度電信號采集完后，向處理器發(fā)出中斷請求信號，處理器接收到所述中斷請求信號后，產(chǎn)生中斷，當接收到煙條運行檢測器所產(chǎn)生的使能信號后，啟動計算程序計算出一支煙條的煙絲消耗量，然后將計算結(jié)果與該支煙條之前的累計煙絲消耗量相加，并將相加結(jié)果予以存儲；處理器6將依據(jù)接收到的來自計數(shù)器的開始脈沖信號Z的計數(shù)值計算的煙支數(shù)量與依據(jù)接收到的來自數(shù)據(jù)采集器的中斷請求信號計算的煙支數(shù)量進行比較，作出系統(tǒng)是否出現(xiàn)故障的判斷，當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，處理器6輸出故障信號，該故障信號經(jīng)數(shù)據(jù)采集器5傳送至故障指示燈7，導(dǎo)通故障指示燈予以提示；系統(tǒng)復(fù)位按鈕8產(chǎn)生系統(tǒng)復(fù)位信號，所述系統(tǒng)復(fù)位信號經(jīng)數(shù)據(jù)采集器5傳送給處理器6，處理器6接收到系統(tǒng)復(fù)位信號后， 向計數(shù)器4和數(shù)據(jù)采集器5發(fā)送重新初始化信號，系統(tǒng)即開始運行。本實施例所述單臺卷煙機煙絲消耗量動態(tài)計量系統(tǒng)的工作流程如下1、主線程流程 所述主線流程如圖6所示，用于初始化計數(shù)器4和數(shù)據(jù)采集器5，并判斷系統(tǒng)是否處于正常狀態(tài)，該主線程運行于處理器6上，處理器起動后即開始運行，步驟如下(1)初始化計數(shù)器4和數(shù)據(jù)采集器5 ；(2)將煙支計數(shù)1和煙支計數(shù)2初始化為0，煙支計數(shù)1定義為由計數(shù)器輸出的Z 脈沖計數(shù)值計算的單支煙數(shù)量(序號)，煙支計數(shù)2定義為由數(shù)據(jù)采集器發(fā)出的中斷請求信號計算的單支煙數(shù)量(序號)；(3)讀取計數(shù)器4輸出的Z脈沖計數(shù)值，該值乘以2后得到煙支計數(shù)1 ；(4)求煙支計數(shù)1和煙支計數(shù)2差的絕對值，當該值小于3則系統(tǒng)處于正常狀態(tài)， 否則，系統(tǒng)處于故障狀態(tài)，通過數(shù)據(jù)采集器輸出故障信號，系統(tǒng)處于故障狀態(tài)時，根據(jù)數(shù)據(jù)采集器的輸入的復(fù)位信號復(fù)位計數(shù)器和數(shù)據(jù)采集器的寄存器和IO通道，將煙支計數(shù)1和煙支計數(shù)2重置為0 ；(5)主線程等待5ms ；(6)重復(fù)步驟⑵至(5)的操作。2、中斷程序流程所述中斷程序流程如圖7所示，用于計算單支煙條的煙絲消耗量，并進行累加，得到單臺卷煙機一個工作班的煙絲消耗量。數(shù)據(jù)采集器5每完成512個煙條密度信號的采樣后，向處理器6發(fā)出一個中斷請求信號，處理器收到該請求信號后，產(chǎn)生中斷，調(diào)用該中斷程序，中斷程序啟動后，按以下步驟運行(1)讀取數(shù)據(jù)采集器輸出的使能信號，并判斷是否使能，如果使能，則進入步驟 (2)，否則，跳至步驟(6)；(2)判斷系統(tǒng)是否處于正常狀態(tài)(判斷方法見上述主線程流程)，若系統(tǒng)正常，則進入步驟(3)，否則，跳至步驟(6)；(3)判斷是否要將累計煙絲消耗量清零，不需要清零則進入步驟G)，否則，將累計煙絲消耗量清零，并跳至步驟(6)；(4)通過下式計算單支煙條的煙絲消耗量W = K/ln(V0/V)式中，W為單支煙條的煙絲消耗量，單位為mg，V。為無煙條通過密度檢測器時，數(shù)據(jù)采集器輸出的電壓值，V為數(shù)據(jù)采集器采集的各煙條的密度信號所轉(zhuǎn)換成的電壓信號的平均值，K為比例系數(shù)，它與煙條長度、煙絲濕度等參數(shù)有關(guān)，通過系統(tǒng)校準可得到，本實施實例中K值為0. 05 0. 09。(5)累加煙絲消耗，將該單支煙條的煙絲消耗量與該支煙條之前的累計煙絲消耗量相加，得到當前煙絲消耗量，并將相加結(jié)果予以存儲；(6)計算煙支計數(shù)2，算法為原煙支計數(shù)2加上2等于當前煙支計數(shù)2 ；(7)程序結(jié)束按上述流程運行，當卷煙機一個工作班結(jié)束后，即可獲得該工作班的煙絲消耗總量。
權(quán)利要求1.一種單臺卷煙機煙絲消耗量動態(tài)計量系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括煙條運行檢測器 (1)、煙條密度檢測器( 、切刀位置檢測器( 、計數(shù)器(4)、數(shù)據(jù)采集器( 和處理器(6)；煙條運行檢測器(1)與數(shù)據(jù)采集器( 連接，將其產(chǎn)生的使能信號傳送給數(shù)據(jù)采集器， 并通過數(shù)據(jù)采集器( 將所述使能信號傳送給處理器(6)；煙條密度檢測器(2)與數(shù)據(jù)采集器(5)連接，用于實時檢測每支煙條的密度，并將每支煙條的密度信號轉(zhuǎn)換成電信號傳送至數(shù)據(jù)采集器(5)；切刀位置檢測器(3)與計數(shù)器(4)連接，將其所產(chǎn)生的開始脈沖信號Z和切刀位置脈沖信號A傳送給計數(shù)器；計數(shù)器(4)與數(shù)據(jù)采集器( 連接，計數(shù)器(4)將接收到的開始脈沖信號Z濾波延遲后產(chǎn)生Z’脈沖，并將所述Z’脈沖傳送給數(shù)據(jù)采集器( 作為數(shù)據(jù)采集器的開始采集信號， 計數(shù)器(4)將接收到的切刀位置脈沖信號A濾波后產(chǎn)生克隆A’脈沖，并將所述A’脈沖傳送給數(shù)據(jù)采集器( 作為數(shù)據(jù)采集器的采樣信號；數(shù)據(jù)采集器( 與處理器(6)連接，將采集的煙條密度電信號傳送給處理器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單臺卷煙機煙絲消耗量動態(tài)計量系統(tǒng)，其特征在于還包括分別與數(shù)據(jù)采集器( 連接的故障指示燈(7)和系統(tǒng)復(fù)位按鈕(8)；計數(shù)器(4)還與處理器(6)連接，對接收到開始脈沖信號Z進行計數(shù)，并將開始脈沖信號Z的計數(shù)值傳送給處理器(6)；處理器(6)在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時輸出故障信號，該故障信號經(jīng)數(shù)據(jù)采集器(5)傳送至故障指示燈(7)；系統(tǒng)復(fù)位按鈕(8)產(chǎn)生系統(tǒng)復(fù)位信號，所述系統(tǒng)復(fù)位信號經(jīng)數(shù)據(jù)采集器( 傳送給處理器(6)，處理器(6)接收到系統(tǒng)復(fù)位信號后，向計數(shù)器(4)和數(shù)據(jù)采集器( 發(fā)送重新初始化信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的單臺卷煙機煙絲消耗量動態(tài)計量系統(tǒng)，其特征在于所述煙條密度檢測器( 為放射源密度檢測器或微波密度檢測器或紅外線密度檢測器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的單臺卷煙機煙絲消耗量動態(tài)計量系統(tǒng)，其特征在于所述處理器(6)為計算機或單片機或PLC。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的單臺卷煙機煙絲消耗量動態(tài)計量系統(tǒng)，其特征在于所述處理器(6)為計算機或單片機或PLC。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的單臺卷煙機煙絲消耗量動態(tài)計量系統(tǒng)，其特征在于所述切刀位置檢測器(3)為編碼器，所述計數(shù)器(4)和數(shù)據(jù)采集器(5)為PCI總線卡，所述煙條運行檢測器(1)為光電開關(guān)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的單臺卷煙機煙絲消耗量動態(tài)計量系統(tǒng)，其特征在于所述切刀位置檢測器C3)為編碼器，所述計數(shù)器(4)和數(shù)據(jù)采集器( 為PCI總線卡，所述煙條運行檢測器⑴為光電開關(guān)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的單臺卷煙機煙絲消耗量動態(tài)計量系統(tǒng)，其特征在于所述切刀位置檢測器C3)為編碼器，所述計數(shù)器(4)和數(shù)據(jù)采集器( 為PCI總線卡，所述煙條運行檢測器⑴為光電開關(guān)。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的單臺卷煙機煙絲消耗量動態(tài)計量系統(tǒng)，其特征在于所述切刀位置檢測器C3)為編碼器，所述計數(shù)器(4)和數(shù)據(jù)采集器( 為PCI總線卡，所述煙條運行檢測器⑴為光電開關(guān)。
專利摘要一種單臺卷煙機煙絲消耗量動態(tài)計量系統(tǒng)，包括煙條運行檢測器、煙條密度檢測器、切刀位置檢測器、計數(shù)器、數(shù)據(jù)采集器和處理器；煙條運行檢測器、煙條密度檢測器分別與數(shù)據(jù)采集器連接，切刀位置檢測器與計數(shù)器連接，計數(shù)器與數(shù)據(jù)采集器連接，數(shù)據(jù)采集器與處理器連接。為了便于判斷系統(tǒng)是否正常，所述單臺卷煙機煙絲消耗量動態(tài)計量系統(tǒng)還設(shè)置了與數(shù)據(jù)采集器連接的故障指示燈和系統(tǒng)復(fù)位按鈕，并將計數(shù)器與處理器連接。
文檔編號A24C5/34GK201938343SQ2010205100
公開日2011年8月24日 申請日期2010年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月31日
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