一种烟支卷制过程剔废阀联动控制装置及其控制方法与流程

本发明属于烟草行业卷烟机领域，具体涉及一种烟支卷制过程剔废阀联动控制装置及其控制方法。

背景技术：

烟支卷制过程由卷烟机完成，卷烟机一般由ve、max和se三部分组成。由于卷烟机速度快、并且过程中有很多的材料自动拼接，所以不可避免的是，烟支卷制过程是有次品(或称废品产生)的。近年来，随着传感器技术以及控制系统技术实时性的飞速发展，当前烟草行业的主要卷烟机型基本都具备以下传感器：在se部位有重量、水分、圆周检测传感器；max部分有吸阻、通风度、漏气、缺嘴、外观等，这些检测数据可以在线直接表征烟支的物理指标。上述检测器，可以对单支烟进行实时检测，有单支烟超过系统预设的检测上下限时，这些烟都是需要被max部分的鼓轮上的质量传感器后的剔废阀剔除的。

因此，从理论上讲，卷烟机产生的烟支是不会有质量缺陷的，但是，在实际情况中，却依旧有废品流入下一工序，轻则要进行产品报废，重则流入市场则会造成市场投诉。造成上述情况的原因比较多，比如有：剔废阀性能下降，剔废阀驱动模块故障，外围气压太小等等。这种实际情况的存在，就会导致次品烟支混入成品烟支，最终导致产品质量缺陷。上述情况，因过程中无法被操作员、维修员、质量管理员等及时发现，极易造成批量质量缺陷。

为解决上述问题，河南中烟工业有限责任公司的实用新型专利(一种卷烟机剔废轮实时监控装置，cn201621237586.4)以及鸿捷源自动化系统有限公司的实用新型专利(卷烟机剔废阀故障检测装置，cn200920204231.9)都公开了卷烟机运行过程中监控剔废阀工作状态的装置。上述方法和装置可以提醒缺陷烟支的漏剔，但是不能解决缺陷烟支的漏剔，依旧还是要进行追溯处理。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种使得卷烟机n个剔废阀之间相互联动控制的装置和方法，使得卷烟机所有的剔废阀能够进行联动性级联控制，其系统失效率是所有剔废阀失效率的乘积，本发明最大限度地保障卷烟生产质量。

为了实现上述发明目的，第一方面，一种烟支卷制过程剔废阀联动控制装置，该装置包括第一质量传感器、第一剔废阀，第一剔废阀校验传感器，第二质量传感器、中间剔废阀，中间剔废阀校验传感器，第三质量传感器、终位剔废阀，终位剔废阀校验传感器，信号处理系统；

所述的第一剔废阀，其定位于第一质量传感器后侧；

所述的第一剔废阀校验传感器，其定位于第一剔废阀后侧，中间剔废阀和第二质量传感器前。

所述的中间剔废阀，其定位于第二质量传感器后侧；

所述的中间剔废阀校验传感器，其定位于中间剔废阀后侧，且位于终位剔废阀和第三质量传感器前侧；

所述的终位剔废阀，其定位于第三质量传感器后侧；

所述的终位剔废阀校验传感器，其定位于终位剔废阀后侧；

所述的信号处理系统，其包括高速主控制器，超采样输入模块，超采样输出模块；

所述的超采样输入模块，其用于第一质量传感器、第二质量传感器及第三质量传感器和第一剔废阀校验传感器、中间剔废阀校验传感器及终位剔废阀的高速信号输入；

所述的超采样输出模块，其用于输出高速信号驱动第一剔废阀、中间剔废阀及终位剔废阀；

所述的第一质量传感器、第二质量传感器、第三质量传感器的安装相位是：a、b、c；

所述的第一剔废阀、中间剔废阀、终位剔废阀的安装相位是：a+n1，b+n2，c+n3；

所述的第一剔废阀校验传感器、中间剔废阀校验传感器、终位剔废阀校验传感器的安装相位是：a+n1+1,b+n2+1,c+n3+1；

其中，所述的相位顺序依次从小到大排列是：

a<a+n1<a+n1+1<b<b+n2<b+n2+1<c<c+n3<c+n3+1；

所述的第一质量传感器、第二质量传感器以及第三质量传感器用于烟支指标进行检测，以判定烟支是否存在不合格烟支，若存在不合格烟支，所述的第一剔废阀、中间剔废阀、终位剔废阀用于接收信号处理系统发出的剔除指令发生剔除操作，所述的第一剔废阀校验传感器、中间剔废阀校验传感器、终位剔废阀校验传感器校验剔废是否成功，当成功时，表示烟支正常剔除,当不成功时，由信号处理系统继续发出烟支的剔废指令。

可选地，第一质量传感器为烟支缺滤嘴检测传感器，所述的第二质量传感器为烟支物理指标检测传感器；第三质量传感器为烟支外观检测传感器。

可选地，所述的第一剔废阀使用高速剔废阀，第一剔废阀校验传感器使用光电管，中间剔废阀使用高速剔废阀，中间剔废阀校验传感器使用光电管，终位剔废阀使用高速剔废阀，终位剔废阀校验传感器使用光电管。

基于以上控制装置，本发明提供一种烟支卷制过程剔废阀联动控制方法，该方法包括如下步骤：

步骤101为烟支到达max流程，烟支的流向自第一质量传感器传送至第三质量传感器，最终烟支的去向有3个：步骤401烟支正常剔除，步骤402烟支未正常剔除，报警停机；步骤403烟支检测全部正常，到达下一工序；

在步骤102，烟支在相位a到达max第一质量传感器，在步骤103，信号处理系统实时得到max第一质量传感器的信号并实时给出检测结果，当检测合格时，烟支随鼓轮运动，到达步骤201，在相位b时烟支到达max第二质量传感器；当检测不合格时，到达步骤104，信号处理系统在n1个相位后即相位(a+n1)向第一剔废阀发出该烟支剔废指令；然后到达步骤105，信号处理系统在n1+1个相位后即相位(a+n1+1)通过第一剔废阀校验传感器校验剔废是否成功，当成功时，表示烟支正常剔除，到达步骤401，当不成功时，转入步骤203，由信号处理系统在相位b+n2继续向中间剔废阀发出该烟支的剔废指令；

在步骤201，烟支在相位b到达max第二质量传感器，在步骤202，信号处理系统实时得到max第二质量传感器的信号并实时给出检测结果，当检测合格时，烟支随鼓轮运动，到达步骤301，在相位c时烟支到达max第三质量传感器；当检测不合格时，到达步骤203，信号处理系统在n2个相位后即相位b+n2向中间剔废阀发出该烟支剔废指令；然后到达步骤204，信号处理系统在n2+1个相位后即相位b+n2+1通过中间剔废阀校验传感器校验剔废是否成功，当成功时，表示烟支正常剔除，到达步骤401，当不成功时，转入步骤303，由信号处理系统在相位c+n3继续向终位剔废阀发出该烟支的剔废指令；同时，如果在相位a+n1+1时，信号处理系统寄存了1个烟支剔除失败的信号，则即使烟支在相位b的第二质量传感器检测合格，信号处理系统也会在相位b+n2继续由超采样输出模块向中间剔废阀发出该烟支的剔废指令，在相位b+n2+1通过中间剔废阀校验传感器校验剔废是否成功，当成功时，表示烟支正常剔除，当不成功时，则需要由信号处理系统在相位c+n3继续由超采样输出模块向终位剔废阀发出该烟支的剔废指令；

在步骤301，烟支在相位c到达max第三质量传感器，在步骤302，信号处理系统实时得到max第三质量传感器(13)的信号并实时给出检测结果，当检测合格时，烟支随鼓轮运动，烟支继续往前运动至步骤403即下一工序；当检测不合格时，到达步骤303，信号处理系统在n3个相位后即相位c+n3向终位剔废阀发出该烟支剔废指令；然后到达步骤304，信号处理系统在n3+1个相位后即相位c+n3+1通过终位剔废阀校验传感器校验剔废是否成功，当成功时，表示烟支正常剔除,到达步骤401，当不成功时，转入步骤402；同时，如果在相位b+n2+1时，信号处理系统寄存了1个烟支剔除失败的信号，则即使烟支在相位c的烟支空松传感器检测合格，信号处理系统也会在相位c+n3继续由超采样输出模块向终位剔废阀发出该烟支的剔废指令，在相位c+n3+1通过终位剔废阀校验传感器校验剔废是否成功，当成功时，表示烟支正常剔除,当不成功时，转入步骤402；

在步骤402，表示烟支未正常剔除，信号处理系统报警并可发出各种形式报警、停机指令及相关信息显示。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1.本发明提供的三个剔废阀联动控制，当一个剔废阀失效时，后续的剔废阀可以直接接管剔废，能够确保缺陷产品不流入下一工序；

2.本发明提供的系统剔废失效率是每个剔废阀失效率的乘积，因此系统剔废失效率呈几何级下降，最大限度地保障卷烟生产质量。

附图说明

图1为本发明提供的装置的结构示意图；

图2为本发明提供的信号处理系统的示意图；

图3为本发明提供的控制流程图。

具体实施方式

为了更好地理解本发明的技术方案及目的，以下结合说明书附图对本发明的实施方式作进一步描述。本实施例选择在中国常德烟草烟机有限责任公司出产的zj17e型卷接机上实施。

如图1所示，一种烟支卷制过程剔废阀联动控制装置，包括第一质量传感器11、第一剔废阀1，第一剔废阀校验传感器2，第二质量传感器12、中间剔废阀3，中间剔废阀校验传感器4，第三质量传感器13、终位剔废阀5，终位剔废阀校验传感器6，信号处理系统7；

所述的第一剔废阀1，其定位于第一质量传感器11后侧；

所述的第一剔废阀校验传感器2，其定位于第一剔废阀1后侧，中间剔废阀3和第二质量传感器12前。

所述的中间剔废阀3，其定位于第二质量传感器12后侧；

所述的中间剔废阀校验传感器4，其定位于中间剔废阀3后侧，且位于终位剔废阀5和第三质量传感器13前侧；

所述的终位剔废阀5，其定位于第三质量传感器13后侧；

所述的终位剔废阀校验传感器6，其定位于终位剔废阀5后侧；

所述的信号处理系统7，其包括高速主控制器8，超采样输入模块9，超采样输出模块10；

如图2所示，所述的超采样输入模块9，其用于第一质量传感器11、第二质量传感器12及第三质量传感器13和第一剔废阀校验传感器2、中间剔废阀校验传感器4及终位剔废阀5的高速信号输入；

所述的超采样输出模块，其用于输出高速信号驱动第一剔废阀1、中间剔废阀3及终位剔废阀5；

所述的第一质量传感器11、第二质量传感器12、第三质量传感器13的安装相位是：a、b、c；

所述的第一剔废阀1、中间剔废阀3、终位剔废阀5的安装相位是：a+n1，b+n2，c+n3；

所述的第一剔废阀校验传感器2、中间剔废阀校验传感器4、终位剔废阀校验传感器6的安装相位是：a+n1+1,b+n2+1,c+n3+1；

其中，所述的相位顺序依次从小到大排列是：

a<a+n1<a+n1+1<b<b+n2<b+n2+1<c<c+n3<c+n3+1；

在本实施例中，第一剔废阀使用festo高速剔废阀，第一剔废阀校验传感器使用sick光电管，中间剔废阀使用festo高速剔废阀，中间剔废阀校验传感器使用sick光电管，终位剔废阀5使用festo高速剔废阀，终位剔废阀校验传感器6使用sick光电管；

信号处理系统7主控制器采用beckhoff(倍福)ipccx2020，输入模块采用超采样高速输入模块el1262，输出模块采用超采样高速输出模块el2262；

超采样高速输入模块el1262用于连接3个质量传感器和3个校验传感器，超采样高速输出模块el2262用于驱动3个高速剔废阀。

为了对烟支多个指标进行缺陷检测，本实施例提供的第一质量传感器11为烟支缺滤嘴检测传感器，第二质量传感器12为烟支物理指标检测传感器(检测吸阻、漏气、通风度、外形等)，以下简称cis传感器，第三质量传感器13为烟支空松检测传感器。

为便于本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，且考虑到当前卷烟机电控系统的普遍设计方法，以下为本实施例中的装置的各器件的安装相位(每个相位代表1支烟)：烟支到达max入口，此处为相位0；缺滤嘴传感器安装相位为30(相位a)，第一剔废阀安装相位为38(相位a+n1)，第一剔废阀校验传感器安装相位为39(相位a+n1+1)；cis传感器安装相位为88(相位b)，中间剔废阀安装相位为108(相位b+n2)，中间剔废阀校验传感器安装相位为109(相位b+n2+1)；烟支空松检测传感器安装相位为128(相位c)，终位剔废阀安装相位为148(相位c+n3)，终位剔废阀校验传感器安装相位为149(相位c+n3+1)。

以下是具体的联动控制方法：

参考图3，首先当烟支到达max流程后，烟支的流向为从缺滤嘴检测传感器到烟支空头传感器直至下一工序。最终烟支的去向有3个：分别是缺陷烟支正常剔除，缺陷烟支未正常剔除，报警停机；烟支经3个质量传感器检测且全部检测合格，进入下一工序。

在相位30时，烟支到达缺滤嘴传感器，此时，信号处理系统的el1262模块得到该传感器的检测信号并给出检测结果，当检测合格时，烟支随鼓轮运动，烟支会继续在相位88到达cis传感器。当检测不合格时，信号处理系统在8个相位后即相位38通过el2262向第一剔废阀发出该烟支的剔废指令。然后，信号处理系统在9个相位后即相位39通过第一剔废阀(1)校验传感器校验剔废是否成功，当成功时，表示烟支正常剔除,当不成功时，则需要由信号处理系统在相位108继续由el2262向中间剔废阀发出该烟支的剔废指令。

在相位88时，烟支到达cis传感器，此时，信号处理系统的el1262模块得到该传感器的检测信号并给出检测结果，当检测合格时，烟支随鼓轮运动，烟支会继续在相位128到达烟支空松传感器。当检测不合格时，信号处理系统在20个相位后即相位108向中间剔废阀发出该烟支的剔废指令。然后，信号处理系统在21个相位后即相位109通过中间剔废阀校验传感器校验剔废是否成功，当成功时，表示烟支正常剔除,当不成功时，则需要由信号处理系统在相位148继续由el2262向终位剔废阀发出该烟支的剔废指令。同时，如果在相位39时，信号处理系统寄存了1个烟支剔除失败的信号，则即使在相位88的cis检测传感器检测合格，信号处理系统也会在相位108继续由el2262向中间剔废阀发出该烟支的剔废指令，在相位109通过中间剔废阀校验传感器校验剔废是否成功，当成功时，表示烟支正常剔除,当不成功时，则需要由信号处理系统在相位148继续由el2262向终位剔废阀发出该烟支的剔废指令。

在相位128时，烟支到达烟支空松传感器，此时，信号处理系统的el1262模块得到该传感器的检测信号并给出检测结果，当检测合格时，烟支随鼓轮运动，烟支会进入下一工序。当检测不合格时，信号处理系统在20个相位后即相位148向终位剔废阀发出该烟支的剔废指令。然后，信号处理系统在21个相位后即相位149通过终位剔废阀校验传感器校验剔废是否成功，当成功时，表示烟支正常剔除,当不成功时，则需要由信号处理系统发出报警停机指令，设备停机，并发出y3剔除失败的报警信息，由操作维修人员进行检查处理。同时，如果在相位109时，信号处理系统寄存了1个烟支剔除失败的信号，则即使在相位128的烟支空松传感器检测合格，信号处理系统也会在相位148继续由el2262向终位剔废阀发出该烟支的剔废指令，在相位149通过终位剔废阀校验传感器校验剔废是否成功，当成功时，表示烟支正常剔除,当不成功时，则需要由信号处理系统发出报警停机指令，设备停机，并发出y1y2y3剔除均失败的报警信息，由操作维修人员进行检查处理。

本发明使得卷烟机所有的剔废阀能够进行联动性级联控制，因此，其系统失效率是所有剔废阀失效率的乘积，因此，本发明能够最大限度地保障卷烟生产质量。