YB45包装机在包装过程中针对铝箔纸的质量检测有左侧铝箔纸偏移检测、右侧铝箔纸偏移检测和铝箔纸PULL检测[1]，这几个检测是在商标纸包上烟支裹包前对铝箔纸所进行的检测，在商标纸包上烟支裹包后未设计有小盒铝箔纸缺陷检测装置。烟支裹包在三号轮、四号轮包装过程中产生的铝箔纸破损或铝箔纸缺失，设备均不能自动检测剔除。许多卷烟厂在生产过程中都不同程度出现缺铝箔纸或铝箔纸破损的小盒卷烟混入成品条盒卷烟中[2]，而且小盒卷烟的铝箔纸破损或铝箔纸缺失后，往往会使烟支在三号轮、四号轮包装过程中丢失，造成小盒卷烟严重缺支。

　　2　设计方案及原理

　　为了能对小盒卷烟内的铝箔纸质量缺陷进行有效检测，选用电感式传感器作为检测元件，电感式传感器可以透过商标纸等非金属材料对小盒卷烟内的铝箔纸质量缺陷进行有效检测。检测装置由2个电感式传感器、2个反射式光纤传感器、1个剔除同步光电传感器、1个剔除气阀、1个剔除气嘴和1个可编程逻辑控制器PLC组成。

　　在YB45包装机的第一条烟包输送通道[3]两侧的挡板上各安装1个电感式传感器，由这2个电感式传感器对小盒卷烟的两个侧面进行扫描检测。在其中一个电感式传感器的两侧各安装1个反射式光纤传感器，检测同步信号由这2个反射式光纤传感器设定，调整这2个反射式光纤传感器的左右位置，即可设定检测同步宽度。见图1、2。

　　在距离所述电感式传感器150至200毫米远的烟包输送通道挡板上安装1个剔除同步光电传感器和1个剔除气嘴。将剔除气嘴对面的烟包输送通道档板开200至250毫米宽28至30毫米深的缺口，由剔除气嘴将有铝箔纸缺陷的小盒卷烟从所述缺口吹出烟包输送通道。见图1、2。

1.小盒卷烟　2.前反射式光纤传感器　3.电感式传感器
4.后反射式光纤传感器　5.烟包输送通道挡板
6.剔除同步光电传感器　7.剔除气嘴　8.缺口　9.输送带

图1　传感器安装位置主视图

1.小盒卷烟　2.前反射式光纤传感器　3.电感式传感器
4.后反射式光纤传感器　5.烟包输送通道挡板
6.剔除同步光电传感器　7.剔除气嘴　8.缺口

图2　传感器安装位置俯视图

　　检测装置的原理为：通过2个电感式传感器对运动中的小盒卷烟的两个侧面进行扫描检测，当小盒卷烟到达电感式传感器前时，扫描开始。检测同步由前反射式光纤传感器和后反射式光纤传感器设定，当小盒卷烟到达后反射式光纤传感器前时，检测同步开始，当小盒卷烟离开前反射式光纤传感器时，检测同步结束，即检测同步宽度为后反射式光纤传感器信号的上升沿到前反射式光纤传感器信号的下降沿。调整前反射式光纤传感器和后反射式光纤传感器的左右位置，即可设定检测同步宽度。见图3。

1.小盒卷烟　2.前反射式光纤传感器
3.电感式传感器　4.后反射式光纤传感器

图3　传感器检测示意图

　　在检测同步宽度内，当有一个以上电感式传感器检测不到铝箔纸信号或检测到的铝箔纸信号不连续时，判定为小盒卷烟缺铝箔纸或铝箔纸破损。当小盒铝箔纸无缺陷时，电感式传感器的扫描波形宽度大于检测同步波形宽度，检测结果波形为低电平，表示检测到的小盒铝箔纸无缺陷；当小盒卷烟缺铝箔纸时，电感式传感器的扫描波形为低电平，检测结果波形为高电平，表示检测到的小盒铝箔纸存在缺陷；当小盒铝箔纸破损时，电感式传感器的扫描波形宽度小于检测同步波形宽度，检测结果波形为高电平，表示检测到的小盒铝箔纸存在缺陷。见图4。

1.电感式传感器扫描波形　2.检测同步波形
3.后反射式光纤传感器信号的上升沿
4.前反射式光纤传感器信号的下降沿
5.铝箔纸无缺陷时检测结果波形
6.铝箔纸缺失时检测结果波形
7.铝箔纸破损时检测结果波形

　　4　小盒铝箔纸检测波形示意图

　　可编程逻辑控制器PLC选用西门子的S7-200系列的CPU224，其控制方式为：检测到小盒卷烟缺铝箔纸或铝箔纸破损时，PLC进行存储移位，当检测到的有铝箔纸缺陷的小盒卷烟到达剔除同步光电传感器前时，PLC指令剔除气阀动作，剔除气嘴将有铝箔纸缺陷的小盒卷烟吹出烟包输送通道，有铝箔纸缺陷的小盒卷烟掉入回收桶中，不进入下道工序。有铝箔纸缺陷的小盒卷烟被吹离剔除同步光电传感器后，PLC指令剔除气阀动作停止。

　　3　使用效果

　　YB45包装机安装小盒铝箔纸缺陷检测装置后，可在包装机不停机的情况下准确剔除有铝箔纸破损或铝箔纸缺失的小盒卷烟。小盒卷烟铝箔纸缺陷反馈由改进前的5～8包/月减少为0包/月，而且该检测装置成本低，安装简单，调整方便，检测可靠，能有效避免有铝箔纸缺陷的小盒卷烟流入市场。

    （1）用扫描方式（后面介绍）接收现场输入装置的状态或数据，并存入输入映象寄存器或数据寄存器；

    （2）接收并存储从编程器输入的用户程序和数据；

    （3）诊断电源和PC内部电路的工作状态及编程过程中的语法错误；

    （4）在PC进入运行状态后：

    a）执行用户程序――产生相应的控制信号（从用户程序存储器中逐条读取指令，经命令解释后，按指令规定的任务产生相应的控制信号，去启闭有关的控制电路）

    b）进行数据处理――分时、分渠道地执行数据存取、传送、组合、比较、变换等动作，完成用户程序中规定的逻辑或算术运算任务

    c）更新输出状态――输出实施控制（根据运算结果，更新有关标志位的状态和输出映象寄存器的内容，再由输入映象寄存器或数据寄存器的内容，实现输出控制、制表、打印、数据通讯等）

    2.存储器

    系统程序存储器――存放系统工作程序（监控程序）、模块化应用功能子程序、命令

    解释、功能子程序的调用管理程序和系统参数

    *不能由用户直接存取

    用户存储器用户程序存储器――存放用户程序。即用户通过编程器输入的用户程序。

    功能存储器（数据区）――存放用户数据

    PC的用户存储器通常以字（16位/字）为单位来表示存储容量。

    注意：系统程序直接关系到PC的性能，不能由用户直接存取，所以，通常PC产品资料中所指的存储器形式或存储方式及容量，是指用户程序存储器而言。

    3.I/O（输入/输出部件）（I/O模块：接口电路、I/O映像存储器）

    ――CPU与现场I/O装置或其他外部设备之间的连接部件。PLC提供了各种操作电平与驱动能力的I/O模块，以及各种用途的I/O组件供用户选用：

    输入/输出电平转换

    电气隔离

    串/并行转换

    数据传送

    A/D、D/A转换

    误码校验

    其他功能模块

    I/O模块可与CPU放在一起，也可远程放置。通常，I/O模块上还具有状态显示和I/O接线端子排。

    4.编程器等外部设备

    编程器――PLC开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的工具

    作用：用于用户程序的编制、编辑、调试、检查和监视

    通过键盘和显示器去检测PLC内部状态和参数

    通过通讯端口与CPU联系，实现与PLC的人机对话

    分类：简单型――只能联机编程；只能用指令清单编程

    智能型――既可联机（Online），也可脱机（Offline）编程；可以采用指令清单（语句表）、梯形图等语言编程。常可直接以电脑作为编程器，安装相关的编程软件编程

    注意：编程器不直接加入现场控制运行。一台编程器可开发、监护许多台PLC的工作。

    其他外设：磁盘、光盘、EPROM写入器（用于固化用户程序）、打印机、图形监视系统或上位计算机等等。

    5.电源：内部――开关稳压电源，供内部电路使用；大多数机型还可以向外提供DC24V稳压电源，为现场的开关信号、外部传感器供电。

    外部――可用一般工业电源，并备有锂电池（备用电池），使外部电源故障时内部重要数据不致丢失。