[发明专利]基于IPC卷烟机烟支重量控制及质量检测一体化装置及方法

权利要求书

1.一种基于IPC卷烟机烟支重量控制及质量检测一体化装置，其特征是：包括数据处理单元、重量控制单元IO模块、质量检测单元IO模块、前置信号处理单元、气源稳定单元、人机界面及通讯单元，所述数据处理单元采用一个嵌入式的IPC作为数据处理的核心，利用计算机强大的数据处理能力来对数据进行分析处理，在数据处理单元中运行一套程序，所述程序包括了系统硬件配置程序、重量控制处理和质量检测处理程序，所述重量控制单元IO模块用于采集烟支重量相关数据，质量检测单元IO模块用于采集烟支质量检测相关数据，所述数据处理单元利用EtherCAT总线和重量控制单元IO模块及质量检测单元IO模块进行数据通讯；所述前置信号处理单元用于对传感器原始信号进行放大和滤波处理，并将处理后的信号输送至质量检测单元IO模块，所述气源稳定单元由数据处理单元输出端控制，用以调节重量检测中所用压缩空气输出气压的大小，所述人机界面及通讯单元包括人机界面程序、CAN通讯接口、网络通讯接口，人机界面和数据处理单元进行数据交换，采集相关数据，直观的在计算机上显示。

2.根据权利要求1所述的基于IPC卷烟机烟支重量控制及质量检测一体化装置，其特征是：所述重量控制单元IO模块包括CPUCX1030、电源CX1100、超采样输入模块、模拟量输入模块、数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输入模块以及总线扩展模块EK1110，所述模块作为分布式IO，使用EtherCAT总线协议通讯，采集重量控制相关的数据，并将采集数据整合成一个数据包，以数据帧的形式发送给数据处理单元，同时接收数据处理单元发送来的数据，控制劈刀运行装置，控制烟支中包裹烟丝的多少。

3.根据权利要求1所述的基于IPC卷烟机烟支重量控制及质量检测一体化装置，其特征是：所述质量检测单元IO模块包括超采样输入模块、模拟量输入模块，数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输出模块、模拟量输入模块、串口通讯模块，所述模块作为分布式IO，使用EtherCAT总线协议通讯，采集质量检测相关的数据，并将采集数据整合成一个数据包，以数据帧的形式发送给数据处理单元，同时接收数据处理单元发送来的数据，剔除不合格的烟支，达到烟支质量检测的目的。

4.根据权利要求1所述的基于IPC卷烟机烟支重量控制及质量检测一体化装置，其特征是：所述前置信号处理单元包括空头信号前置放大滤波处理、漏气信号前置放大滤波处理、烟支外观前置放大滤波处理、缺嘴信号前置放大滤波处理电路，所述前置信号处理单元通过串口和数据处理单元进行通讯，采用数字电位器来调节空头、漏气、烟支外观、缺嘴信号的输出电压，在人机界面单元上直接调整信号的输出。

5.根据权利要求1所述的基于IPC卷烟机烟支重量控制及质量检测一体化装置，其特征是：所述气源稳定单元包括精密气压调节阀、电气比例阀、气压表头及石墨块，精密气压调节阀通过气管与压缩空气气源连接，精密气压调节阀用以把压缩空气气压调节为漏气检测适合的气压大小，精密气压调节阀输出端一端通过气管连接气压表头，另一端通过气管连接电气比例阀，所述电气比例阀由数据处理单元通过质量检测单元IO模块中的模拟量输出模块来控制，根据所设置的漏气检测气压模拟量的大小自动调节压缩空气输出气压值；所述气压表头与电气比例阀信号连接，所述电气比例阀输出端经石墨块后连接卷烟机检测鼓轮检测单元。

6.一种基于IPC卷烟机烟支重量控制及质量检测方法，其特征是：采用IPC及其模块作为硬件统一平台，采用EtherCAT总线作为通讯协议，实现烟支的重量控制功能和质量检测，包括数据处理单元、重量控制单元IO模块、质量检测单元IO模块、前置信号处理单元、气源稳定单元、人机界面及通讯单元，所述重量控制单元IO模块和质量检测单元IO模块采集烟支重量控制和质量检测相关数据，所述数据通过EtherCAT总线协议发送给数据处理单元，数据处理单元将传输数据进行运算处理，将结果发送至重量控制单元IO模块和质量检测单元IO模块输出。

7.根据权利要求6所述的基于IPC卷烟机烟支重量控制及质量检测方法，其特征是：所述数据处理单元运行重量控制和质量检测的软件程序为：加电启动后，人机界面和数据处理单元都先进行自身的初始化工作，数据处理单元初始化完成后，将通过EtherCAT总线接收重量控制单元和质量检测单元相关的IO模块数据，将这些数据经过汇总，计算出当前车速是否大于人机界面中设置的重量控制启动阈值，如果车速还未达到设定值，则跳到质量检测相关程序；如果车速达到设定值，则采集重量控制相关的IO数据，计算出当前烟支的重量，利用这个重量值统计短期标准偏差、轻烟、重烟等数据，同时统计出烟丝曲线数据，并根据这个烟支重量和设定的烟支重量相比较，控制劈刀上行或下行，达到控制烟支重量的目的；

完成重量控制程序处理后，开始处理执行质量检测相关程序，首先判断是否接收到机器同步轮脉冲信号，如果没有则结束质量检测相关程序运行，如果有同步轮脉冲，则采集质量检测相关的IO数据：漏气传感器电压值、空头传感器电压值、烟支外观传感器电压值、缺嘴信号，分别执行漏气检测、空头检测、烟支外观检测、缺嘴检测、帽盖检测功能，判断烟支是否合格，不合格的烟支将其通过剔除装置，在剔除阀上剔除；质量检测相关程序执行完毕后，发送相关数据到人机界面，同时接收人机界面设置的参数，控制漏气检测气压值的大小。