煙草行業(yè)傳感器應(yīng)用

煙草行業(yè)傳感器檢測技術(shù)假設(shè)干創(chuàng)新應(yīng)用實例山東大學(xué)控制學(xué)院李現(xiàn)明例1：ADS774在煙支重量檢測系統(tǒng)的應(yīng)用賈愛琴(中國電子科技集團(tuán)公司第27研究所)PASSIM卷煙機(jī)組是英國莫林斯公司設(shè)計的高速卷煙機(jī)。重量檢測系統(tǒng)是該卷煙機(jī)組中一個獨(dú)立的閉環(huán)系統(tǒng)，他實時檢測每支煙的重量，實現(xiàn)對煙支重量控制、煙支剔除、數(shù)據(jù)顯示、故障告警等功能。檢測煙支重量時，首先通過A／D變換器，將反映煙支重量的模擬電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，用數(shù)字的方式進(jìn)行處理。因此，為提高煙支檢測精度，采用高精度、高分辨率的A／D變換器成為其中的關(guān)鍵技術(shù)，他的性能直接影響重量檢測性能。設(shè)計中采用12位的ADS774作為A／D變換器，下面對器件、變換電路設(shè)計及其工作原理進(jìn)行詳細(xì)介紹。1轉(zhuǎn)換器ADS774簡介ADS774是BURR—BR0WN(BB)公司設(shè)計生產(chǎn)的逐次逼近式模數(shù)轉(zhuǎn)換器，4種可選電壓范圍輸入：0——+1OV，O——+20，-5——+5V和-1O——+10V，12位或8位可選輸出，單一+5V供電；采用低功耗C0MS工藝和新的電容陣列技術(shù)；包含有內(nèi)部時鐘、微處理器接口、三態(tài)輸出緩沖器以及假設(shè)干組內(nèi)部可調(diào)阻抗，功耗最大為20mw，轉(zhuǎn)換時間≤8.5微妙。ADS774有5個輸入控制信號，可以與大多數(shù)微處理器和其他數(shù)字系統(tǒng)直接相連接。ADS774可以在2種模式下工作：一種是工作過程由微處理器控制，即所謂非獨(dú)立方式；一種是獨(dú)立運(yùn)行工作模式，即通過R／C輸入觸發(fā)信號的采樣、保持和轉(zhuǎn)換。在PASSIM重量檢測系統(tǒng)設(shè)計中，采用的是獨(dú)立運(yùn)行模式，其轉(zhuǎn)換過程只受R／C信號控制。圖1中CE，12／8接‘高’狀態(tài)；CS，A0接‘低’狀態(tài)，R／C接轉(zhuǎn)換啟動脈沖輸入。輸出狀態(tài)信號STATUS連接鎖存器的IE(鎖存使能)端，輸出信號那么與鎖存器輸入相連，鎖存器的輸出可直接連接到微處理器的數(shù)據(jù)總線。將12／8接高電平，也就是要使12數(shù)據(jù)同時輸出。端口12(雙向調(diào)節(jié))與端口9(模擬公共地)相連，以實現(xiàn)單向操作。如果要實現(xiàn)雙向操作，可將端口12與端口8(+2.5V參考)相連或與外部參考電壓相連。根據(jù)狀態(tài)真值表，ADS774的4個邏輯狀態(tài)CE，CS，R／C和STATUS，當(dāng)CE為‘高’，CS為‘低’，R／C為下降沿，STATUS為‘低’同時出現(xiàn)時，ADS774開始啟動轉(zhuǎn)換，此時，輸出數(shù)據(jù)總線處于高阻狀態(tài)。當(dāng)CE為‘高’，CS為‘低’，R／C為‘高’，STATUS為“低〞時，根據(jù)12／8和A0的邏輯狀態(tài)，分2種情況將有效的數(shù)據(jù)放到數(shù)據(jù)總線上。當(dāng)12／8信號線為高電平時，12位輸出線(DB0——DB11)同時有效，A0的變化不起作用；當(dāng)12／8信號線為低電平時，數(shù)據(jù)以2個8位字節(jié)的形式輸出，AO為低電平時，輸出高8位有效，當(dāng)AO為高電平時，輸出數(shù)據(jù)的低4位。ADS774的設(shè)計特點保證了A0的可隨時輸入，并且不會對轉(zhuǎn)換器造成傷害。8個數(shù)據(jù)端也可以不同時有效。A0一般由地址線中不重要的位來驅(qū)動，輸出數(shù)據(jù)可以存到2個具有連續(xù)地址的存儲單元中。圖2、圖3所示為獨(dú)立工作模式下，R／C信號的時序圖。圖2中，R／C端出現(xiàn)一個低電平時，三態(tài)輸出門處于高阻狀態(tài)，轉(zhuǎn)換完畢時，才允許外部器件讀取結(jié)果。圖3顯示，當(dāng)R／C端出現(xiàn)一個高電平時，前次轉(zhuǎn)換的結(jié)果可以從輸出端讀出。R／C的下降沿啟動新的轉(zhuǎn)換，然后，三態(tài)輸出門重將處于高阻狀態(tài)，直到下一R／C低電平出現(xiàn)為止。R／C信號的下跳沿啟動開始轉(zhuǎn)換，在R/C有一正脈沖且狀態(tài)標(biāo)志為低時完成轉(zhuǎn)換，然后可在STATUS負(fù)脈沖出現(xiàn)時完成輸出，或由R／C正脈沖完成輸出。在兩種情況下，為了使A／DC可靠實現(xiàn)采樣保持轉(zhuǎn)換，R／C脈沖的低電平保持時間必須超過25ns。3ADS774在煙支重量檢測系統(tǒng)中的應(yīng)用原理ADS774作為高分辨率的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，應(yīng)用在了PASSIM卷煙機(jī)組的重量檢測系統(tǒng)中，他工作在獨(dú)立模式下，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換只受R／C信號控制，其原理框圖如圖4所示。模擬的重量信號為單極性0—10V輸入，A／D轉(zhuǎn)換器在128ECP脈沖信號觸發(fā)下，完成對模擬信號的采樣保持和轉(zhuǎn)換。A／D轉(zhuǎn)換器的12位數(shù)據(jù)輸出，在轉(zhuǎn)換完成之后，由狀態(tài)信號STATUS進(jìn)行鎖定；鎖定輸出接微處理器的數(shù)據(jù)總線，并由微處理器讀入內(nèi)部存儲器進(jìn)行處理。ECP為同步脈沖信號，一個ECP脈沖對應(yīng)一支煙。128ECP為ECP頻率的128倍，即一支煙對應(yīng)128個脈沖，也就是說，對每支煙進(jìn)行128次采樣和處理。ADS774將每支煙的128次重量信號采樣值，以12位數(shù)字方式送到微處理器，微處理器根據(jù)128次采樣數(shù)據(jù)，經(jīng)過擬合加權(quán)處理，計算出一支煙的平均重量模擬信號是連續(xù)的，而數(shù)字信號是離散，采樣點越增多，擬合出的重量曲線越真實，計算出的重量也越準(zhǔn)確，提高采樣頻率，無疑可以提高處理精度。ADS774為12位數(shù)據(jù)輸出，他的分辨率可達(dá)1／212。以每支煙800mg標(biāo)準(zhǔn)計算，精度可達(dá)0.2mg。4設(shè)計中應(yīng)注意的問題ADS774在使用中有一些需要注意的問題：(1)ADS774的模擬地(9腳)和數(shù)字地(15腳)在內(nèi)部沒有連接，在印制板設(shè)計中，應(yīng)用盡可能短的線，分別將這兩端與公共地連接起來，將9腳和模擬地連接，將15腳和數(shù)字地連接。如果一個系統(tǒng)的公共地不能明確確定，那么需要將9腳和15腳在ADS774處連接起來，用1根較寬的印制板線將連起來的線引到系統(tǒng)地上。這樣可以阻止引起來自輸入信號的供電電源的公共返回局部的電壓跳變。(2)ADS774的轉(zhuǎn)換啟動由3個邏輯輸入端(CE，CS和R／C)的任何一個跳變決定的。當(dāng)3個信號中的最后一個到達(dá)所需狀態(tài)時，轉(zhuǎn)換開始，所以3個輸入要適時地控制。必要時，3個輸入要同時轉(zhuǎn)換狀態(tài)，不管哪個輸入啟動轉(zhuǎn)換，都要盡可能地縮短延時。如果想要利用一個信號單獨(dú)地啟動一個轉(zhuǎn)換，那么另外2個信號至少要在啟動信號轉(zhuǎn)變后的5Ons內(nèi)保持穩(wěn)定。(3)ADS774的狀態(tài)輸出信號STATUS提供了轉(zhuǎn)換器當(dāng)前的狀態(tài)。當(dāng)狀態(tài)信號為高電平時，器件處在轉(zhuǎn)換中，此時三態(tài)輸出緩沖器處于高阻狀態(tài)，無法從輸出端讀出正確數(shù)據(jù)。在此期間，輸出線上的信號轉(zhuǎn)變將被忽略掉，以免影響轉(zhuǎn)換器正常工作。例2AT89C2051在包裝機(jī)小包張口檢測

系統(tǒng)中的應(yīng)用

陳明(武漢數(shù)字工程研究所)

毛杰俞忠民(武漢卷煙廠)

1引言G．D包裝機(jī)是目前我國煙草行業(yè)引進(jìn)國外煙支包裝的主流設(shè)備，它根本上完全承擔(dān)煙廠煙支包裝的任務(wù)。隨著卷煙生產(chǎn)的不斷開展及工業(yè)水平的不斷提高，許多高檔香煙產(chǎn)品的外包裝工藝也越來越考究，其外包裝紙盒上都采用金屬涂抹工藝，這樣使得包裝的要求越來越高。但是由于其設(shè)備設(shè)計上的缺乏，武漢煙廠反映煙支小包張口、翹邊現(xiàn)象常有發(fā)生，影響包裝質(zhì)量，損害產(chǎn)品形象，侵犯了消費(fèi)者的利益。這一問題在各個卷煙廠是一個普遍現(xiàn)象。根據(jù)上述問題，針對這些實際情況，研制出G．D小包張口檢測系統(tǒng)。G．D小包張口檢測系統(tǒng)是用于識別及跟蹤剔除在煙支包裝過程中產(chǎn)生的破損單包香煙，以提高包裝機(jī)的成品合格率。該檢測系統(tǒng)由單片微型計算機(jī)組成，完成實時檢測、跟蹤剔除及統(tǒng)計損包數(shù)量等功能。該系統(tǒng)的推出，很好地解決了在實際生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的破損單包香煙的問題，對于保障產(chǎn)品的質(zhì)量尤其是高檔卷煙的質(zhì)量有著重要的意義。2系統(tǒng)描述1)微處理器單元G.D小包張口檢測系統(tǒng)采用Atmel公司生產(chǎn)的AT89C2051單片微型計算機(jī)作為主芯片,是帶2K字節(jié)閃速存儲器的8位單片機(jī)，具有以下特點：與MCS51產(chǎn)品兼容；2K字節(jié)可編程閃速存儲器；壽命：1000寫/擦循環(huán)；數(shù)據(jù)保存時間：10年；工作電壓：2.7V—6V；全靜態(tài)工作：0HZ-24HZ兩級程序存儲器鎖定；128*8位內(nèi)部RAM；15條可編程I／0線；兩個16位定時器／計數(shù)器；5個中斷源；可編程串行UART通道；直接LED驅(qū)動輸出；片內(nèi)模擬比較器；低功耗的閑置和掉電模式。AT89C2051是一種帶2K字節(jié)閃速可編程可擦除只讀存儲器(PEROM)的低電壓、高性能CMOS8位微控制器。該器件采用Atmel高密度、固定存儲器制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51TM指令集和輸出管腿相兼容。由于將多功能8位CPU和閃速存儲器組合在單個芯片中Atmel的AT89C2051是一種高效微控制器，在很多嵌入式控制領(lǐng)域提供了一種靈活性高且穩(wěn)定的方案。AT89C2051具有以下一些標(biāo)準(zhǔn)特性：2K字節(jié)的閃速存儲器，128字節(jié)RAM，15個I／O線，2個16位定時器／計數(shù)器，5個兩級中斷源結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行口，一個精確的模擬比較器、片內(nèi)振蕩器和時鐘電路。此外，AT89C2051設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下工作，支持兩種軟件可選的省電模式。在閑置模式下CPU停止工作，但RAM、定時器／計數(shù)器、串口和中斷系統(tǒng)仍然在工作。在掉電模式下，保存并凍結(jié)RAM的內(nèi)容，振蕩器禁止所有其他芯片功能，直到下一個硬件復(fù)位為止。I/O分配如下：(2)顯示單元本系統(tǒng)采用LED指示燈和兩位LED數(shù)碼管分別來指示出電源、剔除、停機(jī)、剔除煙包數(shù)等等輸入輸出狀態(tài)，直觀地顯示出G.D包裝機(jī)的運(yùn)行情況及本張口檢測系統(tǒng)完成實時檢測、跟蹤剔除及損包數(shù)量等功能的情況，一目了然，便于工廠維修人員調(diào)試和維修。4功能描述本檢測系統(tǒng)接收來自損煙包檢測傳感器和剔除到位檢測傳感器的信號后，經(jīng)過CPU處理，完成剔除破損煙包的動作，實現(xiàn)剔除功能，并且記錄下剔除煙包的數(shù)量，在LED上顯示出來，質(zhì)量人員分析統(tǒng)計。當(dāng)出現(xiàn)大量破損煙包(連續(xù)l0包)時，產(chǎn)生一個停機(jī)信號，故障排除后按下本檢測系統(tǒng)的“停機(jī)復(fù)位〞按鈕，停機(jī)信號消除。5系統(tǒng)軟件設(shè)計本系統(tǒng)軟件由主程序、中斷效勞程序和各個子程序組成。程序設(shè)計采用結(jié)構(gòu)化模塊程序設(shè)計的思想，各個模塊間采用程序調(diào)用方式連接，使軟件系統(tǒng)簡潔可靠，易于維護(hù)，易于升級，為功能擴(kuò)展預(yù)留下空間。(1)主程序在主程序中，首先對系統(tǒng)各個I／O口、內(nèi)部各個工作存放器、控制器進(jìn)行初始化。經(jīng)過相關(guān)處理后調(diào)用顯示子程序，開中斷監(jiān)測G．D包裝機(jī)運(yùn)行情況。程序框圖如圖2所示：(2)中斷效勞程序在中斷效勞程序中，INT1用來監(jiān)測損煙包檢測信號，設(shè)置相應(yīng)標(biāo)記。INT2根據(jù)中斷程序l的情況完成是否剔除、是否停機(jī)、是否剔除包數(shù)加1等功能。程序框圖如圖3所示。6系統(tǒng)特點高可靠性：由于采用了光電傳感器和單片機(jī)為中央處理器，使得傳感器檢測的準(zhǔn)確性及本系統(tǒng)的抗干擾能力得到了有利的保證。完全兼容性：充分考慮了原G．D包裝機(jī)的設(shè)計，本系統(tǒng)的應(yīng)用不影響包裝機(jī)的正常運(yùn)行。安裝方便性：系統(tǒng)安裝方便，不改變原G．D包裝機(jī)的原形，結(jié)構(gòu)簡單。免維護(hù)性：由于上述的特點，使得本系統(tǒng)不需維護(hù)。例3：CV—751視覺系統(tǒng)控制器在煙草機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用實例張楊(深圳卷煙廠)開掘現(xiàn)有機(jī)器設(shè)備的工作效率，使之最大限度的投入生產(chǎn)是各加工企業(yè)的共同目標(biāo)。因此，幾乎每家煙草加工企業(yè)都在加裝和改裝舊的機(jī)器設(shè)備上下足了工夫。以GDX軟包機(jī)為例，軟包煙自身的面紙比起硬包煙太軟使得在生產(chǎn)過程中相對容易發(fā)生外包裝的變形產(chǎn)生缺陷煙包的幾率相應(yīng)也高。為了保持接近300包／分鐘高速穩(wěn)定運(yùn)行，又為了保證進(jìn)入銷售渠道的煙包的質(zhì)量，利用在GDX1的煙橋上加裝小包影像檢測儀是個非常有效而簡捷的方法。在軟盒包裝機(jī)上應(yīng)用小包影像檢測儀對于包裝機(jī)的整體來說影響不大，這里選用CLOV—VC—301型小包分檢儀控制器來做分析說明。這種型號的控制器除了包括高速精準(zhǔn)的彩色視覺系統(tǒng)CV—751控制器的核心組件外，還包括兩個CV—070照像機(jī)、RCA—RCA監(jiān)視器纜線、I/O終端機(jī)、獨(dú)立的單片機(jī)控制板、變壓控制器、液晶顯示面板。另外還有與之相關(guān)的氣閥、電源開關(guān)、光源、散熱風(fēng)扇等。其中，CV—751是一款優(yōu)秀的高速精準(zhǔn)的彩色視覺系統(tǒng)控制器，它可以應(yīng)用在很多生產(chǎn)加工企業(yè)中。通過5種檢測模式對多種批量生產(chǎn)的單元以及單元組在高速運(yùn)動中進(jìn)行檢測，正是由于其自身的穩(wěn)定性和精準(zhǔn)性，加上幾乎不影響生產(chǎn)的連續(xù)性，所以這種控制器廣泛應(yīng)用于很多的零部件上。在GDX1的煙橋上應(yīng)用于檢測缺陷煙包時，效率很高。下面就從幾個方面深入分析。在電路方面，從方便維護(hù)裝置和整體考慮出發(fā)，選用220VAC／額定功率100W的電源。這組電源可以很方便地從GDX1的電柜中得到一組分路，對機(jī)器本身的正常運(yùn)行不會有任何影響。在CLOV—VC—301控制器中，220VAC電源直接為散熱風(fēng)扇供電，保證其內(nèi)部的各電器元件在最正確狀態(tài)下運(yùn)行。同時，通過220VAC變壓整流到24VDC為其它的零部件供電，包括CV—751控制器、控制電磁閥、單片機(jī)板、光源、顯示液晶面板、照像機(jī)等等。與CV—751相連的有單片機(jī)控制板和液晶顯示板，分別實現(xiàn)影像的采集控制和顯示不同窗口剔除的缺陷煙包。在機(jī)械安裝方面，CLOV—VC—301控制器作為一個箱體，放在軟盒包裝機(jī)GDX1主控操作面板上方附近，方便操作工的監(jiān)控和技術(shù)人員的調(diào)校。而光源、照像機(jī)、最終剔除氣閥等也裝在一個箱體內(nèi)。它安裝在連接軟盒包裝機(jī)X1和4350之間的煙橋上，這里剛好是煙包成形之后、煙包玻璃紙包裝之前的一個環(huán)節(jié)。在箱體內(nèi)安裝了兩個24VAC的光源，同時為了使箱體的光分布廣泛不形成死角，箱體內(nèi)漆了一層漫反射的白色油漆，這樣會使煙包在煙橋通過的時間段內(nèi)能保證有清晰的圖像。成像的原理是煙包在相對勻速運(yùn)行的煙橋皮帶上傳送時，這里是采用光纖對射的方式，通過一對光纖對每一包成形煙包的尾部感應(yīng)。照像機(jī)以1／2000秒的速度成像，實現(xiàn)對煙包的檢測。這款CV—751可以加裝兩個照像機(jī)，在箱體內(nèi)分別以45度和90度安裝，通過對光圈和焦距的調(diào)整，得到煙橋上煙包的清晰影像。而在這個箱體的下面又加裝了一個收集箱，受到鼓勵的電磁閥將缺陷煙包剔除到這個箱體內(nèi)。CV—751有5種檢測模式，分別是：范圍檢測、量測檢測、檢測+位置、絕對位置、相對位置。這5種模式可以對多種產(chǎn)品提供檢測，例如對光碟片外表不均勻涂料檢測可以用范圍模式；對包裝過程中檢測遺失的產(chǎn)品可以用量測模式；如果場區(qū)目標(biāo)物位置不固定，使得視窗相同位置無法進(jìn)行檢測時，使用“檢測+位置〞功能，就能讓視窗檢測附著在目標(biāo)物的動作上；而檢測IC晶片到主構(gòu)架的失準(zhǔn)這樣的精細(xì)檢測就可以用絕對模式；用于檢測兩個或多個目標(biāo)位置，量測兩點之間的距離并鑒定其結(jié)果的例子非常適用于相對位置模式。由此可以看出，CV—751型彩色視覺統(tǒng)控制器的功能還是十分強(qiáng)大、實用的。CV—751控制器面板的具體操作十分簡潔易懂，這里就不詳盡解釋了。由于本篇表達(dá)的是連接了兩個照像機(jī)鏡頭，所以它的程序號碼限定為8個，即00—07。它可以對8種不同牌號的煙包進(jìn)行檢測。CV—751控制器使用COMPACTFLASH記憶體，儲存的信息可以用RS—232C通訊功能與個人電腦相連接，這樣可以方便備份。在根本設(shè)定方面分以下幾個步驟：(1)首先選定一個程序號碼，例如00；通過光標(biāo)的移動選定模式MODE，在檢測煙包這樣的實例中選擇了5種量測模式中的INS／TRG；(2)而在選定快門速度SHUTIER時要根據(jù)實際情況，如光源、煙包外包裝的顏色、材料的質(zhì)地等因素，CV—751的速度范圍在1／30—1／10000之間，這里選定1／2000比較適宜；(3)選擇快門速度之后就要選擇不同的照像機(jī)CAM1、CAM2進(jìn)行屏幕登錄SCRNREG，在應(yīng)用于小包影像檢測時并沒有對檢測物的位置和角度進(jìn)行改變，所以也沒有對相應(yīng)的選項POS做出調(diào)整。(4)前面提到這里選用的CV—751的程序碼有8個，也就是說可以為8種不同外包裝包進(jìn)行檢測，而每一種煙包提供了8個檢測窗可以用某一窗口對煙包進(jìn)行檢測，例如選WIND-1，然后通過光標(biāo)的移動在CAM1、CAM2中選擇一個鏡頭登陸。(6)接下來選擇檢查模式INSPECT，CV—751提供了1O種選項：AREA、OUTER、INNER等，根據(jù)不同的需要進(jìn)行不同的操作，這里選ARER模式。(7)CV—751核心的功能就是彩色視覺系統(tǒng)的采集。當(dāng)對煙包的不同顏色進(jìn)行抽取時，要把光標(biāo)留在SE—LECT，按ENT后，移動游標(biāo)到將被抽取的顏色位置，配合TRG的放大和縮小，重復(fù)對該區(qū)域的顏色選取，直到所選顏色在屏幕上完全顯示出來。有時候由于目標(biāo)物的顏色變化和照明度的波動，并不能取到令人滿意的顏色區(qū)域，因此用AUTO功能可以自動選擇穩(wěn)定的顏色。而通過SEN的調(diào)整，可以對顏色的感應(yīng)度加以改變，選擇范圍是0—9，號碼越小表示顏色的高認(rèn)知度，反之表示顏色的低認(rèn)知度。在顏色的抽取上還可以用到一些小技巧，這里有一個IGNORE功能可以忽略不需要的顏色，這樣可以把范圍縮小，從而方便對抽取的顏色進(jìn)行更加容易的控制。如果選擇錯誤，或者所選顏色并不適宜，可以長按CLEAR刪除，重復(fù)以上方法進(jìn)行新的抽取。(8)屏幕的量測區(qū)域叫做視窗，視窗形狀有正方形、圓形、四邊形、弧形等。根據(jù)所選顏色區(qū)域，按MEASURE選出相對適合的視窗類型，并調(diào)整視窗的大小。與之相對應(yīng)的還有MASK選項，它和MEASURE有些相似，也是要根據(jù)實際的顏色來選擇一個視窗形狀，只不過它所選擇的視窗的顏色是被忽略的，這個功能是個很有效的技巧應(yīng)用。(9)CV—751有五種屏幕選擇，在SCREEN每按一次都會出現(xiàn)一種屏幕顯示，這五種形態(tài)分別在原始屏幕和其它四種被處理過的屏幕按順序切換。這種功能提供了視窗二階化影像和灰度影像的表現(xiàn)方式，這是從專業(yè)化角度來說明各視窗的顏色抽取。(10)最后要根據(jù)實際抽取到的顏色像素的大小來確定公差TOL，上限H和下限L。如果所選項煙包某個視窗的顏色的像素在公差范圍之內(nèi)，在CV—751控制器上對應(yīng)的這個視窗檢測結(jié)果顯示OK，即是綠色，而在公差范圍之外就是NG，即是紅色，這里由CV一751向剔除電磁閥發(fā)出一個高電平剔除這個不在公差范圍的像素值，也就是缺陷煙包。另外在液晶顯示屏上的統(tǒng)計數(shù)據(jù)中會交替顯示生產(chǎn)的總煙包數(shù)，剔除的煙包數(shù)，以及顯示8個視窗分別的剔除數(shù)值。當(dāng)操作人員發(fā)現(xiàn)某個窗口的數(shù)值持續(xù)增大，就說明煙包的某個位置的外包裝有缺陷，或者是這個視窗的公差設(shè)定值不適宜，可以通知維修人員在最短時間內(nèi)對其進(jìn)行調(diào)校。這里需要補(bǔ)充說明的是：如果對某個視窗沒有進(jìn)行設(shè)定，那么這個視窗沒有檢測結(jié)果，即顯示白色。小包影像檢測器的調(diào)整步驟在上面都已經(jīng)詳細(xì)說明，但是在實踐中還有很多外界因素會對控制器的作業(yè)產(chǎn)生影響。這里特別列舉了一些影響較大實際問題：(1)由于成像照像機(jī)和剔除電磁閥等部件所在的箱體安裝在4350煙橋上，通過光纖測定從皮帶上傳送的煙包后，觸發(fā)照像機(jī)對煙包成像，但是煙包在傳送時會因為皮帶的抖動而對煙包的成像有一定干擾，這里有兩種情況：一種是皮帶本身的疲勞變長或是打滑，通過更換新皮帶可以解決問題；一種是煙包在進(jìn)入成像箱體口時，被箱體入口的定位板阻擋，會造成煙包跳動，嚴(yán)重的會阻塞煙包流動，可以重新調(diào)整定位板使煙流順暢。(2)當(dāng)由于一些原因短暫停機(jī)時，煙包有可能會在4350煙橋上形成長龍，這樣，光纖在它所認(rèn)為的煙包后部觸發(fā)信號時，會產(chǎn)生誤剔除，連續(xù)的動作，控制器會報錯，在CLOV—VC—301控制器箱體中的錯誤指示燈亮起，這時需要復(fù)位錯誤按鈕，或關(guān)閉電源重新開機(jī)。(3)CLOV—VC—301控制器可以儲存8種牌號的煙包數(shù)據(jù)，但是當(dāng)實際生產(chǎn)其中一種牌號煙時，由于包裝面紙的批次不同，在印刷材料上表現(xiàn)的顏色也不盡相同，這點對操作工來說并不引起注意，但是控制器的影像識別上就會有很出入，需要調(diào)整相素，甚至有時要對這個牌號的些窗口的顏色重新選取。同理，視窗MEASUR也會因為生產(chǎn)的斷續(xù)性而發(fā)生偏移，也需要在產(chǎn)時重新微調(diào)。(4)照像機(jī)的鏡頭有時會被煙塵弄臟，一定不要用風(fēng)槍去吹，這樣會對鏡頭有十分嚴(yán)重的損壞，可以用鏡頭紙輕輕擦拭干凈。有時由于機(jī)器運(yùn)行的震動使焦距環(huán)和光圈環(huán)定位螺絲松動，目標(biāo)物就會變得模糊，這時需要重新微調(diào)焦距或者光圈，使成像煙包表現(xiàn)清晰。(5)控制器的光源是兩條24VDC的光管，經(jīng)實踐應(yīng)用四、五個月后，光線會變暗，對顏色的提取會變差，這時候用降低靈敏度的方法對煙包的檢測就會失去意義，所以要適時更換新的光源，以保證控制器的正常運(yùn)作。(6)當(dāng)信息REGISTERSET進(jìn)行存儲時，不要切斷電源，否那么會造成數(shù)據(jù)的喪失。(7)剔除電磁閥選用的是FESTO的，質(zhì)量很好，但是由于在生產(chǎn)煙包的環(huán)境中的煙塵都是很細(xì)微的顆粒，在經(jīng)過一段時間的使用后，有可能會因為進(jìn)塵而影響剔除功能的發(fā)揮，要特別留意。例4：GDX1包裝機(jī)組小包封簽檢測器的改進(jìn)劉春林，林國華；常德卷煙廠1存在問題GDX1包裝機(jī)組小包封簽檢測器的作用是在GDX1高速運(yùn)行時，對小包煙的封簽進(jìn)行檢測，并對缺失封簽的小包煙跟蹤剔除。原裝的封簽檢測器是在x1小包機(jī)局部采用2只色標(biāo)傳感器，分別裝在4號輪出口處與5號輪入口處，對粘貼封簽部位的顏色進(jìn)行檢測，只要有任一只檢測器被觸發(fā)，那么證明小包煙缺封簽，信號經(jīng)過移位后，由電磁閥將該煙包在5號輪剔除。隨著卷煙包裝材料的不斷更新改進(jìn)，尤其是一些高檔的軟包卷煙，大都選用一種金屬紙質(zhì)的封簽，質(zhì)地較硬且膠水不易吸收。這種小包煙由Xl小包機(jī)送往CH透明紙包裝機(jī)的過程中，如果在輸送通道上停留時問過長，已經(jīng)粘貼的封簽會有脫落現(xiàn)象。由于原裝的封簽檢測器安裝在X1小包機(jī)局部，不能對X1小包機(jī)以后的煙包封簽進(jìn)行檢測，就會導(dǎo)致封簽脫落的煙包進(jìn)入成品。2改進(jìn)方法將色標(biāo)傳感器安裝于CH透明紙包裝機(jī)轉(zhuǎn)塔出口提升擋板處，當(dāng)小包煙進(jìn)行透明紙包裝后，由色標(biāo)傳感器對煙包的封簽進(jìn)行檢測并在CH剔除站剔除無封簽煙包。在提升擋板的正中鉆一個小孔，使色標(biāo)傳感器的光斑透過小孔照射到里面煙包的封簽位置處，檢測該處煙包有無封簽。為滿足檢測的同步性和剔除的準(zhǔn)確性，還需在CH慢時鐘傳動軸上加裝2個凸輪和傳感器，其控制電路見圖1。3電路原理如圖1所示，3SAI與3SA2均為PNP型高電平輸出，3B1為色標(biāo)傳感器(當(dāng)檢測到無封簽煙包時輸出為高電平)，3SAI的凸輪凸出局部為(10度—l5度，3SA2的凸輪凸出局部為5度—l0度且呈18O度對稱。正常情況下，A點為低電平，B點為高電平，移位存放器(1)不被觸發(fā)；當(dāng)檢測到煙包無封簽時，A點為高電平，B點為高電平，移位存放器(1)被觸發(fā)，C點輸出一個高電平。該煙包向前移動，在3SA1移位信號的作用下，C點的高電平依次向D、E、F、G點移動，當(dāng)該煙包到達(dá)CH’剔除站時，G點輸出一個高電平與剔除相位信號(該信號為高電平)一起剔除無封簽煙包。目前國內(nèi)使用的GDX1包裝機(jī)組有兩種控制電路：FZ邏輯控制型和MICRO11微機(jī)控制型。本電路是針對FZ邏輯控制型的GDXI，對于MICROⅡ微機(jī)控制型的GDXI，只要利用CH手動剔除的輸入點，將電路適當(dāng)改進(jìn)即可。例5：PIC16C74單片機(jī)在卷煙機(jī)煙支漏氣檢測中的應(yīng)用張娜趙輝杰；信息產(chǎn)業(yè)部電子第27所在PROTOS卷煙機(jī)中，煙支的質(zhì)量檢測一直是一個重點、難點，特別是漏氣檢測，由于其傳感器信號弱、干擾大，好煙和壞煙之間的差異小，分辨檢測起來很難做到準(zhǔn)確有效，經(jīng)常會出現(xiàn)漏剔、誤剔的情況。德國HUNNI公司現(xiàn)在生產(chǎn)的檢測模塊，采用傳統(tǒng)的模擬電路硬件比較方法，簡單地把漏氣信號的特征值與一個事先設(shè)定的“標(biāo)準(zhǔn)〞比較去判斷，由于標(biāo)準(zhǔn)的不準(zhǔn)確和非動態(tài)性，很難做到實時、準(zhǔn)確。同時，硬件本身器件多，體積大，可靠性方面存在很大的隱患，針對這些特點，本系統(tǒng)采用單片PIC16C74加一些簡單的外部電路來處理，使器件數(shù)和體積都明顯減小、增強(qiáng)了可靠性，同時利用軟件編程算法解決標(biāo)準(zhǔn)問題和靈敏度，真正做到實時準(zhǔn)確。1系統(tǒng)的組成及工作原理1.1系統(tǒng)的組成該系統(tǒng)接收漏氣傳感器送來的信號和卷煙機(jī)產(chǎn)生的SCP單支煙脈沖信號，處理后輸出漏氣壞煙信號和漏氣好煙信號，并顯示漏氣壞煙剔除和數(shù)據(jù)通信。其框圖如圖1所示。1.2工作原理系統(tǒng)接收漏氣傳感器發(fā)送的類正弦信號，加以穩(wěn)定工作點和放大處理，完成信號處理功能，在SCP脈沖的下降沿，利用PIC單片機(jī)的A／D部件取出信號的峰值，并完成模數(shù)轉(zhuǎn)換存到RAM中。同樣，在SCP的上升沿，取信號的谷值。在P1C16C74中用峰值減去谷值，作為單支煙的特征值。軟件上利用“窗口平滑技術(shù)〞實時求出512支好煙特征值的平均值，做為評判的標(biāo)準(zhǔn)，從而保證了標(biāo)準(zhǔn)的實時準(zhǔn)確性，再根據(jù)操作者設(shè)定的靈敏度的值，軟件中采用“容錯算法〞產(chǎn)生一個容錯帶，防止單值比較的漏剔、誤剔問題。利用產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)和單