基于ipc卷煙機煙支重量控制及質量檢測一體化裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及煙草行業工業過程控制和在線檢測技術，具體涉及一種卷煙機組中利用IPC進行煙支重量控制及質量檢測的一體化裝置。
【背景技術】
[0002]在卷煙的生產過程中，煙支的重量、空頭、漏氣、透氣度、煙支外觀等數據都是煙支生產過程中一個非常重要的工藝指標，這些指標決定著煙支的等級。特別是在當前，隨著煙草設備的發展，煙廠生產能力已經滿足現階段需求，消費者對煙支了解程度的提升和維權意識的提高，煙支的質量就顯得越來越重要，決定著一個煙草品牌的好壞，如何提高煙支在生產過程中的重量和質量的相關指標，就顯得十分重要，成為每個卷煙廠下一步設備技術發展的方向。
[0003]當前卷煙設備上使用的重量控制系統和質量檢測系統都是采用自研發電路板的方式來實現的，設計思路五花八門，各種各樣，設備的互換性極差，對煙廠設備的維護造成十分的不便。這些設備大都是采用幾十年前的技術來實現的，技術落后，穩定性差，故障率高，功能單一，滿足不了煙支高速生產的要求，造成煙支重量波動大，不合格煙支漏剔率和誤剔率高，特別是煙支漏氣檢測，氣源穩定性差，經常有誤剔、漏剔等現象發生。而且現有的卷煙機組中，重量控制系統和質量檢測系統都是兩套獨立的設備，之間沒有聯系，互不相干，這就造成兩種設備中可用的信息之間沒有通訊，設備上重復接線，利用率低下。
【實用新型內容】
[0004]為了克服現有的卷煙機組設備中對煙支重量控制和質量檢測技術的缺點和不足，本實用新型提供了一種基于IPC (工業控制計算機)的卷煙機煙支重量控制及質量檢測一體化裝置，采用IPC及其模塊作為硬件統一平臺，采用EtherCAT總線作為通訊協議，在提高煙草設備穩定性的同時，能對煙支的重量進行精密控制，對煙支的質量如輕煙、重煙、空頭、漏氣、透氣度、煙支外觀、缺嘴等工藝指標進行精細檢測，剔除不合格的煙支，大大提高煙支重量的短期標準偏差，減少煙支壞煙的漏剔率和誤剔率。
[0005]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:一種基于IPC卷煙機煙支重量控制及質量檢測一體化裝置，包括數據處理單元、重量控制單元1模塊、質量檢測單元1模塊、前置信號處理單元、氣源穩定單元、人機界面及通訊單元，所述數據處理單元采用一個嵌入式的IPC作為數據處理的核心，所述重量控制單元1模塊輸入端與重量控制外圍設備信號連接，質量檢測單元1模塊輸入端與質量檢測相關外圍設備信號連接，所述數據處理單元利用EtherCAT總線和重量控制單元1模塊及質量檢測單元1模塊進行數據通訊連接；所述前置信號處理單元輸入端連接傳感器原始信號，輸出端連接質量檢測單元1模塊輸入端，所述氣源穩定單元與數據處理單元輸出端信號連接，所述人機界面及通訊單元包括人機界面程序、CAN通訊接口及網絡通訊接口，通過EtherCAT總線及CAT總線與數據處理單元數據通訊連接。
[0006]基于上述技術方案，所述重量控制單元1模塊包括CPUCX1030、電源CXl 100、超采樣輸入模塊、模擬量輸入模塊、數字量輸入模塊、數字量輸出模塊、模擬量輸入模塊以及總線擴展模塊EKl110，所述模塊為分布式10，使用EtherCAT總線協議與重量控制外圍設備及數據處理單元通訊連接。
[0007]基于上述技術方案，所述質量檢測單元1模塊包括超采樣輸入模塊、模擬量輸入模塊，數字量輸入模塊、數字量輸出模塊、模擬量輸出模塊、模擬量輸入模塊、串口通訊模塊，所述模塊為分布式10，使用EtherCAT總線協議與重量控制外圍設備及數據處理單元通訊連接。
[0008]基于上述技術方案，所述前置信號處理單元包括空頭信號前置放大濾波處理、漏氣信號前置放大濾波處理、煙支外觀前置放大濾波處理、缺嘴信號前置放大濾波處理電路，所述前置信號處理單元通過串口連接質量檢測單元1模塊輸入端，內設用于調節空頭、漏氣、煙支外觀、缺嘴信號的輸出電壓的數字電位器。
[0009]基于上述技術方案，所述氣源穩定單元包括精密氣壓調節閥、電氣比例閥、氣壓表頭及石墨塊，精密氣壓調節閥通過氣管與壓縮空氣氣源連接，精密氣壓調節閥用以把壓縮空氣氣壓調節為漏氣檢測適合的氣壓大小，精密氣壓調節閥輸出端一端通過氣管連接氣壓表頭，另一端通過氣管連接電氣比例閥，所述電氣比例閥由數據處理單元通過質量檢測單元1模塊中的模擬量輸出模塊來控制，根據所設置的漏氣檢測氣壓模擬量的大小自動調節壓縮空氣輸出氣壓值；所述氣壓表頭與電氣比例閥信號連接，所述電氣比例閥輸出端經石墨塊后連接卷煙機檢測鼓輪檢測單元。
[0010]基于上述技術方案，所述空頭信號前置放大濾波處理電路包括Rl和Cl組成一個簡單的RC濾棒電路，所述RC濾棒電路對空頭信號進行前期濾波處理，DlA是一個運放，對信號進行I級放大，DlB結合其它器件組成一個反饋電路，對空頭進行穩定處理，DlD是一個2級放大電路，將空頭信號放大到適合IPC模擬量輸入模塊采集的電壓大小范圍，并驅動輸出；所述缺嘴信號前置放大濾波處理電路，采用一個光耦進行隔離驅動輸出，輸出脈沖高電平為+24V。
[0011]基于上述技術方案，所述漏氣信號前置放大濾波處理電路包括R54和C21組成一個簡單的RC濾棒網絡，D3A是一個運放，對信號進行I級放大，D3B結合其它器件組成一個反饋電路，對空頭進行穩定處理，D5是一個高精度、低噪聲的精密運放，對漏氣信號進行一個較大的放大處理，D3A和D7A結合其它器件組成一個二級濾波網絡，對放大的漏氣信號進行濾波處理，D7B是最終的漏氣信號放大電路，將漏氣信號放大到適合IPC模擬量輸入模塊采集的電壓大小范圍，并驅動輸出。
[0012]基于上述技術方案，所述煙支外觀的放大濾波處理電路，包括R90和C31組成一個簡單的RC濾棒網絡，D6A是一個運放，對信號進行I級放大，D6B是二級放大電路，所述D6A、D6B運放共同將煙支外觀信號放大到適合IPC模擬量輸入模塊采集的電壓大小范圍，并驅動輸出。
[0013]本實用新型的有益效果:1、本實用新型硬件平臺統一、通用，減少自研發電路板，便于維護。2、本實用新型處理速度快、控制和檢測精度高、抗干擾能力強、可靠性高，穩定性好，調整方便。3、本實用新型提升了煙支重量短期標準偏差的工藝指標，大大減少了煙支的誤剔率和漏剔率。4、本實用新型重量控制和質量檢測在一個單元中處理，協同性好。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發明基于IPC的卷煙機煙支重量控制及質量檢測一體化裝置的原理框圖；
[0015]圖2是本發明所提供的漏氣檢測壓縮空氣氣源控制功能圖；
[0016]圖3是本發明所提供的軟件程序流程圖；
[0017]圖4是本發明所使用的IPC及其配套模塊示意圖；
[0018]圖5是本發明所提供的空頭信號處理電路圖；
[0019]圖6是本發明所提供的信號處理電路圖；
[0020]圖7是本發明所提供的單片機電路圖；
[0021]圖8是本發明所提供的串口通訊電路圖；
[0022]圖9是本發明所提供的漏氣信號處理電路圖；
[0023]圖10是本發明所提供的煙支外觀信號處理電路圖；
[0024]圖11是本發明所提供的電源處理電路圖。
【具體實施方式】
[0025]下面結合具體實施例對本實用新型作進一步解釋說明，以便更好的理解本實用新型。
[0026]實施例1: 一種基于IPC卷煙機煙支重量控制及質量檢測一體化裝置，圖1為本實用新型的原理組成框圖，本實施例采用德國BECKH0FF公司的IPC系統及其模塊和EtherCAT總線來實現煙支的重量控制功能和質量檢測功能，由數據處理單元、重量控制單元1模塊、質量檢