摘要：ZJ17卷煙機重量控制系統(tǒng)與人機界面的煙支重量設(shè)定值比較后，驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)調(diào)整劈刀位置，調(diào)整煙槍煙絲供給量，實現(xiàn)煙支重量控制的目的。文章針對ZJ17卷煙機重量控制系統(tǒng)存在的可靠性差、控制精度低等問題，提出基于IPC的重量控制系統(tǒng)改進方案并成功實施。

關(guān)鍵詞：IPC技術(shù)；卷煙機；重量控制；控制精度

中圖分類號：TM571 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）01-0029-02

ZJ17卷煙機重量控制系統(tǒng)主要是由人機界面、重量控制電控單元、微波檢測頭、軸編碼器、劈刀及執(zhí)行機構(gòu)組成。設(shè)備正常運行時，軸編碼器提供時鐘脈沖，微波檢測頭檢測運行煙條的實時密度，重量控制電控單元依據(jù)煙條密度信號計算煙支重量，與人機界面的煙支重量設(shè)定值比較后，驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)調(diào)整劈刀位置，調(diào)整煙槍煙絲供給量，實現(xiàn)煙支重量控制的目的。

1 設(shè)備現(xiàn)狀及改造的必要性

ZJ17卷煙機重量控制系統(tǒng)的重量控制電控單元采用DSP數(shù)字信號處理芯片，存在運算速度低、抗干擾能力差、可靠性低等問題。三相交流電機驅(qū)動的劈刀調(diào)整機構(gòu)存在響應(yīng)滯后、控制精度低、穩(wěn)定性差等問題，容易出現(xiàn)過調(diào)現(xiàn)象，影響煙支重量的穩(wěn)定性。

IPC（Industrial Personal Computer）即工業(yè)個人計算機，是一種加固的增強型個人計算機。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，基于Twincat的軟PLC系統(tǒng)循環(huán)掃描時間已在1ms以下，已能夠滿足中、高速卷煙機對信號處理速度的要求。隨著IPC小型化、模塊化的發(fā)展，目前已有安裝方便、抗干擾能力強、可靠性高的IPC產(chǎn)品出現(xiàn)。

隨著伺服控制技術(shù)的發(fā)展，交流伺服控制系統(tǒng)具備十分優(yōu)良的低速性能，可以實現(xiàn)弱磁高速控制，調(diào)速范圍寬廣，動態(tài)特性和效率較高，采用交流伺服控制電機對劈刀驅(qū)動機構(gòu)進行改進能夠提高劈刀運行時的準確性。

基于IPC的重量控制系統(tǒng)采用了目前市場通用的模塊來完成硬件設(shè)計，統(tǒng)一了系統(tǒng)硬件設(shè)備，軟件系統(tǒng)采用通用的IEC61131-C的標準編程語言來編寫，實現(xiàn)了軟件編程的統(tǒng)一。系統(tǒng)控制軟件在一臺IPC里執(zhí)行，利用計算機強大的計算能力來完成系統(tǒng)控制，進一步提高煙支重量控制精度、提高設(shè)備有效作業(yè)率。目前，IPC控制技術(shù)已經(jīng)在德國HAUNI公司的超高速機組M5、M8等卷接機組上得到了成功

應(yīng)用。

2 技術(shù)方案及實施措施

本改造方案保留原重量控制系統(tǒng)的微波檢測頭、位移傳感器、軸編碼器、劈刀執(zhí)行機構(gòu)等部件，保留原重量控制系統(tǒng)電控單元的布線方式及電纜，更換重量控制系統(tǒng)電控單元為IPC系統(tǒng)，更換劈刀驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)三相交流異步電機為伺服電機，重新設(shè)計重量控制系統(tǒng)的人機界面并優(yōu)化控制算法。電控單元的控制模塊、I/O模塊、接口模塊、通訊模塊都采用IPC標準模塊，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)統(tǒng)一、維護方便。整個系統(tǒng)中使用一組IPC系統(tǒng)，實現(xiàn)煙支的重量控制、數(shù)據(jù)統(tǒng)計以及廢品剔除等功能，IPC模塊與卷煙機工控機、分布I/O之間的通訊均通過EtherCAT實時工業(yè)以太網(wǎng)完成。重新設(shè)計人機界面軟件，優(yōu)化重量控制算法，對重量控制數(shù)據(jù)圖形顯示、參數(shù)設(shè)置、故障顯示診斷以及維修測等功能進行優(yōu)化、簡化，并與卷煙機原程序和界面達到有機的統(tǒng)一。改造后的電控單元如圖1所示：

圖1 改造后電控單元實物圖

2.1 重量控制電控單元的改進

根據(jù)軸編碼器的指示脈沖和增量脈沖信號，結(jié)合密度脈沖信號和位移傳感器位置，計算出煙支的重量，根據(jù)用戶的需求控制煙支的重量，控制劈刀的位置，統(tǒng)計計算出煙支的重量偏差、煙絲曲線等數(shù)據(jù)；同時在人機界面中進行參數(shù)設(shè)置，并顯示重量相關(guān)的數(shù)據(jù)。IPC模塊安裝于原重量控制柜中，通過DIN導(dǎo)軌安裝在固定板上。重量控制系統(tǒng)硬件接口部分都是采用進口的模塊來控制的，軟件運行在IPC模塊中，SRM部分的接口模塊和IPC裝在一起，IPC和人機界面之間也是通過網(wǎng)線來進行通訊的。系統(tǒng)硬件組成如表1所示：

通過IPC技術(shù)改造后重量控制系統(tǒng)具有以下功能：（1）重量控制。重量控制系統(tǒng)能夠通過掃描器送來的密度脈沖信號等，計算出煙支的重量，并將它和人機界面中設(shè)定的重量進行比較，達到控制煙支重量的目的，從而使煙支重量盡可能接近預(yù)設(shè)的目標重量，確保重量在較小的范圍內(nèi)波動，使得標準重量偏差減至最小，減小煙絲的損耗。（2）識別不合格的煙支。重量控制系統(tǒng)將計算出來的煙支實際重量和人機界面中設(shè)定的煙支重量極限值進行比較，超限的煙支即為不合格煙支，打開廢品剔除功能，就可以剔除掉不合格煙支。系統(tǒng)能識別重?zé)?、輕煙、軟點、硬點、輕端等不合格煙支。（3）生產(chǎn)數(shù)據(jù)計算。能夠計算煙支的重量偏差、長期偏差和短期標準偏差，能夠計算出端頭的壓實量和壓實端位置，能夠計算生產(chǎn)過程中每小時的標準偏差。（4）取樣功能。在生產(chǎn)過程中，能夠在人機界面中方便地對煙支進行取樣，取樣方式也可以根據(jù)不同的需要有各種不同的選擇。（5）自診斷功能。系統(tǒng)可以識別掃描器、軸編碼器、位移傳感器等的當前工作狀態(tài)，并能對執(zhí)行機構(gòu)進行強制運行操作，以方便系統(tǒng)調(diào)試。

2.2 劈刀驅(qū)動機構(gòu)改進

采用伺服控制器和驅(qū)動伺服電機替代原機的三機異步電機控制劈刀盤的上下運動，系統(tǒng)組成框圖如圖2所示：

圖2 劈刀控制系統(tǒng)框圖

機器運行時，伺服控制器由重量控制系統(tǒng)來控制，劈刀運行使能信號決定伺服控制器是否運行，劈刀上下行信號控制劈刀伺服電機的運行方向。劈刀執(zhí)行機構(gòu)上的位移傳感器檢測劈刀的實時位置，參與控制算法并在人機界面上進行顯示。

2.3 人機界面改進

仍使用ZJ17卷接機組的人機界面，將重量控制部分的程序重新設(shè)計。新的人機界面系統(tǒng)主要完成以下功能：（1）重量控制系統(tǒng)輸入輸出點的狀態(tài)監(jiān)控、故障診斷及參數(shù)設(shè)置。（2）重量控制系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控、參數(shù)設(shè)置、功能測試及數(shù)據(jù)顯示。（3）煙支重量曲線、緊頭位置曲線的繪制、顯示。（4）重量控制系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示。

3 結(jié)語

本重量控制系統(tǒng)是在煙機設(shè)備國產(chǎn)化的要求下，在消化原系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國卷煙機的特點，采用IPC技術(shù)進行信號采集、數(shù)據(jù)處理和系統(tǒng)控制，使控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、維護方便、控制精確，控制速度也得到了很大的提高。本系統(tǒng)所使用的模塊都是目前市場上通用的標準模塊，檢測速度快、精度高、抗干擾能力強，具有很強的自診斷和保護功能，既保證了硬件上的通用性，又增強了系統(tǒng)的可維護性、易移植性和易擴展性。

參考文獻

[1] 德國HAUNI公司.PROTOS70卷煙機電氣操作手冊

[S].1995.

[2] 德國倍福電氣有限公司.德國倍福產(chǎn)品選型手冊[S].

2006.

[3] 德國倍福電氣有限公司.Twin CAT PLC編程手冊

[S].2005.

[4] 德國倍福電氣有限公司.Twin CAT PLC Control PID

軟件庫使用手冊[S].2003.

作者簡介：周雪軍（1972—），河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司新鄭卷煙廠工程師，研究方向：煙機設(shè)備維護與改進。

摘要：ZJ17卷煙機重量控制系統(tǒng)與人機界面的煙支重量設(shè)定值比較后，驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)調(diào)整劈刀位置，調(diào)整煙槍煙絲供給量，實現(xiàn)煙支重量控制的目的。文章針對ZJ17卷煙機重量控制系統(tǒng)存在的可靠性差、控制精度低等問題，提出基于IPC的重量控制系統(tǒng)改進方案并成功實施。

關(guān)鍵詞：IPC技術(shù)；卷煙機；重量控制；控制精度

中圖分類號：TM571 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）01-0029-02

ZJ17卷煙機重量控制系統(tǒng)主要是由人機界面、重量控制電控單元、微波檢測頭、軸編碼器、劈刀及執(zhí)行機構(gòu)組成。設(shè)備正常運行時，軸編碼器提供時鐘脈沖，微波檢測頭檢測運行煙條的實時密度，重量控制電控單元依據(jù)煙條密度信號計算煙支重量，與人機界面的煙支重量設(shè)定值比較后，驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)調(diào)整劈刀位置，調(diào)整煙槍煙絲供給量，實現(xiàn)煙支重量控制的目的。

1 設(shè)備現(xiàn)狀及改造的必要性

ZJ17卷煙機重量控制系統(tǒng)的重量控制電控單元采用DSP數(shù)字信號處理芯片，存在運算速度低、抗干擾能力差、可靠性低等問題。三相交流電機驅(qū)動的劈刀調(diào)整機構(gòu)存在響應(yīng)滯后、控制精度低、穩(wěn)定性差等問題，容易出現(xiàn)過調(diào)現(xiàn)象，影響煙支重量的穩(wěn)定性。

IPC（Industrial Personal Computer）即工業(yè)個人計算機，是一種加固的增強型個人計算機。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，基于Twincat的軟PLC系統(tǒng)循環(huán)掃描時間已在1ms以下，已能夠滿足中、高速卷煙機對信號處理速度的要求。隨著IPC小型化、模塊化的發(fā)展，目前已有安裝方便、抗干擾能力強、可靠性高的IPC產(chǎn)品出現(xiàn)。

隨著伺服控制技術(shù)的發(fā)展，交流伺服控制系統(tǒng)具備十分優(yōu)良的低速性能，可以實現(xiàn)弱磁高速控制，調(diào)速范圍寬廣，動態(tài)特性和效率較高，采用交流伺服控制電機對劈刀驅(qū)動機構(gòu)進行改進能夠提高劈刀運行時的準確性。

基于IPC的重量控制系統(tǒng)采用了目前市場通用的模塊來完成硬件設(shè)計，統(tǒng)一了系統(tǒng)硬件設(shè)備，軟件系統(tǒng)采用通用的IEC61131-C的標準編程語言來編寫，實現(xiàn)了軟件編程的統(tǒng)一。系統(tǒng)控制軟件在一臺IPC里執(zhí)行，利用計算機強大的計算能力來完成系統(tǒng)控制，進一步提高煙支重量控制精度、提高設(shè)備有效作業(yè)率。目前，IPC控制技術(shù)已經(jīng)在德國HAUNI公司的超高速機組M5、M8等卷接機組上得到了成功

應(yīng)用。

2 技術(shù)方案及實施措施

本改造方案保留原重量控制系統(tǒng)的微波檢測頭、位移傳感器、軸編碼器、劈刀執(zhí)行機構(gòu)等部件，保留原重量控制系統(tǒng)電控單元的布線方式及電纜，更換重量控制系統(tǒng)電控單元為IPC系統(tǒng)，更換劈刀驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)三相交流異步電機為伺服電機，重新設(shè)計重量控制系統(tǒng)的人機界面并優(yōu)化控制算法。電控單元的控制模塊、I/O模塊、接口模塊、通訊模塊都采用IPC標準模塊，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)統(tǒng)一、維護方便。整個系統(tǒng)中使用一組IPC系統(tǒng)，實現(xiàn)煙支的重量控制、數(shù)據(jù)統(tǒng)計以及廢品剔除等功能，IPC模塊與卷煙機工控機、分布I/O之間的通訊均通過EtherCAT實時工業(yè)以太網(wǎng)完成。重新設(shè)計人機界面軟件，優(yōu)化重量控制算法，對重量控制數(shù)據(jù)圖形顯示、參數(shù)設(shè)置、故障顯示診斷以及維修測等功能進行優(yōu)化、簡化，并與卷煙機原程序和界面達到有機的統(tǒng)一。改造后的電控單元如圖1所示：

圖1 改造后電控單元實物圖

2.1 重量控制電控單元的改進

根據(jù)軸編碼器的指示脈沖和增量脈沖信號，結(jié)合密度脈沖信號和位移傳感器位置，計算出煙支的重量，根據(jù)用戶的需求控制煙支的重量，控制劈刀的位置，統(tǒng)計計算出煙支的重量偏差、煙絲曲線等數(shù)據(jù)；同時在人機界面中進行參數(shù)設(shè)置，并顯示重量相關(guān)的數(shù)據(jù)。IPC模塊安裝于原重量控制柜中，通過DIN導(dǎo)軌安裝在固定板上。重量控制系統(tǒng)硬件接口部分都是采用進口的模塊來控制的，軟件運行在IPC模塊中，SRM部分的接口模塊和IPC裝在一起，IPC和人機界面之間也是通過網(wǎng)線來進行通訊的。系統(tǒng)硬件組成如表1所示：

通過IPC技術(shù)改造后重量控制系統(tǒng)具有以下功能：（1）重量控制。重量控制系統(tǒng)能夠通過掃描器送來的密度脈沖信號等，計算出煙支的重量，并將它和人機界面中設(shè)定的重量進行比較，達到控制煙支重量的目的，從而使煙支重量盡可能接近預(yù)設(shè)的目標重量，確保重量在較小的范圍內(nèi)波動，使得標準重量偏差減至最小，減小煙絲的損耗。（2）識別不合格的煙支。重量控制系統(tǒng)將計算出來的煙支實際重量和人機界面中設(shè)定的煙支重量極限值進行比較，超限的煙支即為不合格煙支，打開廢品剔除功能，就可以剔除掉不合格煙支。系統(tǒng)能識別重?zé)?、輕煙、軟點、硬點、輕端等不合格煙支。（3）生產(chǎn)數(shù)據(jù)計算。能夠計算煙支的重量偏差、長期偏差和短期標準偏差，能夠計算出端頭的壓實量和壓實端位置，能夠計算生產(chǎn)過程中每小時的標準偏差。（4）取樣功能。在生產(chǎn)過程中，能夠在人機界面中方便地對煙支進行取樣，取樣方式也可以根據(jù)不同的需要有各種不同的選擇。（5）自診斷功能。系統(tǒng)可以識別掃描器、軸編碼器、位移傳感器等的當前工作狀態(tài)，并能對執(zhí)行機構(gòu)進行強制運行操作，以方便系統(tǒng)調(diào)試。

2.2 劈刀驅(qū)動機構(gòu)改進

采用伺服控制器和驅(qū)動伺服電機替代原機的三機異步電機控制劈刀盤的上下運動，系統(tǒng)組成框圖如圖2所示：

圖2 劈刀控制系統(tǒng)框圖

機器運行時，伺服控制器由重量控制系統(tǒng)來控制，劈刀運行使能信號決定伺服控制器是否運行，劈刀上下行信號控制劈刀伺服電機的運行方向。劈刀執(zhí)行機構(gòu)上的位移傳感器檢測劈刀的實時位置，參與控制算法并在人機界面上進行顯示。

2.3 人機界面改進

仍使用ZJ17卷接機組的人機界面，將重量控制部分的程序重新設(shè)計。新的人機界面系統(tǒng)主要完成以下功能：（1）重量控制系統(tǒng)輸入輸出點的狀態(tài)監(jiān)控、故障診斷及參數(shù)設(shè)置。（2）重量控制系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控、參數(shù)設(shè)置、功能測試及數(shù)據(jù)顯示。（3）煙支重量曲線、緊頭位置曲線的繪制、顯示。（4）重量控制系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示。

3 結(jié)語

本重量控制系統(tǒng)是在煙機設(shè)備國產(chǎn)化的要求下，在消化原系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國卷煙機的特點，采用IPC技術(shù)進行信號采集、數(shù)據(jù)處理和系統(tǒng)控制，使控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、維護方便、控制精確，控制速度也得到了很大的提高。本系統(tǒng)所使用的模塊都是目前市場上通用的標準模塊，檢測速度快、精度高、抗干擾能力強，具有很強的自診斷和保護功能，既保證了硬件上的通用性，又增強了系統(tǒng)的可維護性、易移植性和易擴展性。

參考文獻

[1] 德國HAUNI公司.PROTOS70卷煙機電氣操作手冊

[S].1995.

[2] 德國倍福電氣有限公司.德國倍福產(chǎn)品選型手冊[S].

2006.

[3] 德國倍福電氣有限公司.Twin CAT PLC編程手冊

[S].2005.

[4] 德國倍福電氣有限公司.Twin CAT PLC Control PID

軟件庫使用手冊[S].2003.

作者簡介：周雪軍（1972—），河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司新鄭卷煙廠工程師，研究方向：煙機設(shè)備維護與改進。

摘要：ZJ17卷煙機重量控制系統(tǒng)與人機界面的煙支重量設(shè)定值比較后，驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)調(diào)整劈刀位置，調(diào)整煙槍煙絲供給量，實現(xiàn)煙支重量控制的目的。文章針對ZJ17卷煙機重量控制系統(tǒng)存在的可靠性差、控制精度低等問題，提出基于IPC的重量控制系統(tǒng)改進方案并成功實施。

關(guān)鍵詞：IPC技術(shù)；卷煙機；重量控制；控制精度

中圖分類號：TM571 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）01-0029-02

ZJ17卷煙機重量控制系統(tǒng)主要是由人機界面、重量控制電控單元、微波檢測頭、軸編碼器、劈刀及執(zhí)行機構(gòu)組成。設(shè)備正常運行時，軸編碼器提供時鐘脈沖，微波檢測頭檢測運行煙條的實時密度，重量控制電控單元依據(jù)煙條密度信號計算煙支重量，與人機界面的煙支重量設(shè)定值比較后，驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)調(diào)整劈刀位置，調(diào)整煙槍煙絲供給量，實現(xiàn)煙支重量控制的目的。

1 設(shè)備現(xiàn)狀及改造的必要性

ZJ17卷煙機重量控制系統(tǒng)的重量控制電控單元采用DSP數(shù)字信號處理芯片，存在運算速度低、抗干擾能力差、可靠性低等問題。三相交流電機驅(qū)動的劈刀調(diào)整機構(gòu)存在響應(yīng)滯后、控制精度低、穩(wěn)定性差等問題，容易出現(xiàn)過調(diào)現(xiàn)象，影響煙支重量的穩(wěn)定性。

IPC（Industrial Personal Computer）即工業(yè)個人計算機，是一種加固的增強型個人計算機。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，基于Twincat的軟PLC系統(tǒng)循環(huán)掃描時間已在1ms以下，已能夠滿足中、高速卷煙機對信號處理速度的要求。隨著IPC小型化、模塊化的發(fā)展，目前已有安裝方便、抗干擾能力強、可靠性高的IPC產(chǎn)品出現(xiàn)。

隨著伺服控制技術(shù)的發(fā)展，交流伺服控制系統(tǒng)具備十分優(yōu)良的低速性能，可以實現(xiàn)弱磁高速控制，調(diào)速范圍寬廣，動態(tài)特性和效率較高，采用交流伺服控制電機對劈刀驅(qū)動機構(gòu)進行改進能夠提高劈刀運行時的準確性。

基于IPC的重量控制系統(tǒng)采用了目前市場通用的模塊來完成硬件設(shè)計，統(tǒng)一了系統(tǒng)硬件設(shè)備，軟件系統(tǒng)采用通用的IEC61131-C的標準編程語言來編寫，實現(xiàn)了軟件編程的統(tǒng)一。系統(tǒng)控制軟件在一臺IPC里執(zhí)行，利用計算機強大的計算能力來完成系統(tǒng)控制，進一步提高煙支重量控制精度、提高設(shè)備有效作業(yè)率。目前，IPC控制技術(shù)已經(jīng)在德國HAUNI公司的超高速機組M5、M8等卷接機組上得到了成功

應(yīng)用。

2 技術(shù)方案及實施措施

本改造方案保留原重量控制系統(tǒng)的微波檢測頭、位移傳感器、軸編碼器、劈刀執(zhí)行機構(gòu)等部件，保留原重量控制系統(tǒng)電控單元的布線方式及電纜，更換重量控制系統(tǒng)電控單元為IPC系統(tǒng)，更換劈刀驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)三相交流異步電機為伺服電機，重新設(shè)計重量控制系統(tǒng)的人機界面并優(yōu)化控制算法。電控單元的控制模塊、I/O模塊、接口模塊、通訊模塊都采用IPC標準模塊，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)統(tǒng)一、維護方便。整個系統(tǒng)中使用一組IPC系統(tǒng)，實現(xiàn)煙支的重量控制、數(shù)據(jù)統(tǒng)計以及廢品剔除等功能，IPC模塊與卷煙機工控機、分布I/O之間的通訊均通過EtherCAT實時工業(yè)以太網(wǎng)完成。重新設(shè)計人機界面軟件，優(yōu)化重量控制算法，對重量控制數(shù)據(jù)圖形顯示、參數(shù)設(shè)置、故障顯示診斷以及維修測等功能進行優(yōu)化、簡化，并與卷煙機原程序和界面達到有機的統(tǒng)一。改造后的電控單元如圖1所示：

圖1 改造后電控單元實物圖

2.1 重量控制電控單元的改進

根據(jù)軸編碼器的指示脈沖和增量脈沖信號，結(jié)合密度脈沖信號和位移傳感器位置，計算出煙支的重量，根據(jù)用戶的需求控制煙支的重量，控制劈刀的位置，統(tǒng)計計算出煙支的重量偏差、煙絲曲線等數(shù)據(jù)；同時在人機界面中進行參數(shù)設(shè)置，并顯示重量相關(guān)的數(shù)據(jù)。IPC模塊安裝于原重量控制柜中，通過DIN導(dǎo)軌安裝在固定板上。重量控制系統(tǒng)硬件接口部分都是采用進口的模塊來控制的，軟件運行在IPC模塊中，SRM部分的接口模塊和IPC裝在一起，IPC和人機界面之間也是通過網(wǎng)線來進行通訊的。系統(tǒng)硬件組成如表1所示：

通過IPC技術(shù)改造后重量控制系統(tǒng)具有以下功能：（1）重量控制。重量控制系統(tǒng)能夠通過掃描器送來的密度脈沖信號等，計算出煙支的重量，并將它和人機界面中設(shè)定的重量進行比較，達到控制煙支重量的目的，從而使煙支重量盡可能接近預(yù)設(shè)的目標重量，確保重量在較小的范圍內(nèi)波動，使得標準重量偏差減至最小，減小煙絲的損耗。（2）識別不合格的煙支。重量控制系統(tǒng)將計算出來的煙支實際重量和人機界面中設(shè)定的煙支重量極限值進行比較，超限的煙支即為不合格煙支，打開廢品剔除功能，就可以剔除掉不合格煙支。系統(tǒng)能識別重?zé)?、輕煙、軟點、硬點、輕端等不合格煙支。（3）生產(chǎn)數(shù)據(jù)計算。能夠計算煙支的重量偏差、長期偏差和短期標準偏差，能夠計算出端頭的壓實量和壓實端位置，能夠計算生產(chǎn)過程中每小時的標準偏差。（4）取樣功能。在生產(chǎn)過程中，能夠在人機界面中方便地對煙支進行取樣，取樣方式也可以根據(jù)不同的需要有各種不同的選擇。（5）自診斷功能。系統(tǒng)可以識別掃描器、軸編碼器、位移傳感器等的當前工作狀態(tài)，并能對執(zhí)行機構(gòu)進行強制運行操作，以方便系統(tǒng)調(diào)試。

2.2 劈刀驅(qū)動機構(gòu)改進

采用伺服控制器和驅(qū)動伺服電機替代原機的三機異步電機控制劈刀盤的上下運動，系統(tǒng)組成框圖如圖2所示：

圖2 劈刀控制系統(tǒng)框圖

機器運行時，伺服控制器由重量控制系統(tǒng)來控制，劈刀運行使能信號決定伺服控制器是否運行，劈刀上下行信號控制劈刀伺服電機的運行方向。劈刀執(zhí)行機構(gòu)上的位移傳感器檢測劈刀的實時位置，參與控制算法并在人機界面上進行顯示。

2.3 人機界面改進

仍使用ZJ17卷接機組的人機界面，將重量控制部分的程序重新設(shè)計。新的人機界面系統(tǒng)主要完成以下功能：（1）重量控制系統(tǒng)輸入輸出點的狀態(tài)監(jiān)控、故障診斷及參數(shù)設(shè)置。（2）重量控制系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控、參數(shù)設(shè)置、功能測試及數(shù)據(jù)顯示。（3）煙支重量曲線、緊頭位置曲線的繪制、顯示。（4）重量控制系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示。

3 結(jié)語

本重量控制系統(tǒng)是在煙機設(shè)備國產(chǎn)化的要求下，在消化原系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國卷煙機的特點，采用IPC技術(shù)進行信號采集、數(shù)據(jù)處理和系統(tǒng)控制，使控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、維護方便、控制精確，控制速度也得到了很大的提高。本系統(tǒng)所使用的模塊都是目前市場上通用的標準模塊，檢測速度快、精度高、抗干擾能力強，具有很強的自診斷和保護功能，既保證了硬件上的通用性，又增強了系統(tǒng)的可維護性、易移植性和易擴展性。

參考文獻

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[4] 德國倍福電氣有限公司.Twin CAT PLC Control PID

軟件庫使用手冊[S].2003.

作者簡介：周雪軍（1972—），河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司新鄭卷煙廠工程師，研究方向：煙機設(shè)備維護與改進。