浅谈GD121_X2000机组辅料余量测量方法

摘 要：GD121_X2000机组在正常运行时具备辅料自动更换功能，以保证设备连续运行。要实现辅料自动更换就需要嗜凡饬扛髦指料剩余量，在余量足够少同时能保证辅料能够正常更换的条件下启动辅料自动更换程序。该文将对该机组中各种辅料余量的检测方法做一个简单的对比总结。

关键词：光电检测 编码盘 金属接近检测 凸轮

中图分类号：TS43 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）09（b）-0052-02

在GD121_X2000机组中采用两种测量方法测量辅料余量，卷烟纸和水松纸采用光电检测加编码盘的形式采集辅料余量信息，将辅料余量转换为脉冲信号，并能够通过调整辅料更换直径的大小调整剩余量。铝纸、内衬纸以及小包玻璃纸采用金属接近检测加凸轮的形式检测辅料余量，金属接近检测信号的跳变作为辅料更换标志，然后通过调整检测到更换信息时主机继续转动的圈数来微调辅料剩余量。两种方式在信号采集和处理上存在较大差异，下面将简单讨论两种方法的测量原理以及优缺点。

1 光电检测加编码盘

1.1 硬件结构

卷烟纸和水松纸余量测量的原理基本相同，我们通过卷烟纸余量的测量方法加以说明。卷烟纸余量信息的采集通过一个光电检测测量安装在卷烟纸盘纸架后面的编码盘，该编码盘跟随卷烟纸转动，编码盘上有12个凹槽，卷烟纸每转动一周就产生12个脉冲信号。

1.2 测量方法

在日常运行中调整盘纸剩余量可通过调整参数“盘纸更换直径”来调整余量大小。但是该方法采集到的信号属于脉冲信号，如何将盘纸直径与测量到的脉冲信号联系在一起，以下作以说明。

2 金属接近检测加凸轮

2.1 硬件结构

采用一个压杆紧贴辅料，金属接近检测用于测量与压杆同轴的凸轮位置，该凸轮跟随压杆运动。在这种检测方法中，辅料余量通过凸轮位置确定，金属接近检测根据凸轮位置读取辅料更换信号，当辅料耗尽时金属接近检测的输出信号会出现跳变，如图1所示。

2.2 测量方法

首先需要确定凸轮的安装位置，调整时可用一个耗尽的辅料作为调整凸轮位置的样本，将耗尽的辅料安装在辅料固定支架上，压杆压紧辅料。调整与压杆同轴的凸轮，使凸轮凹陷或凸起处刚好位于金属接近检测探头处，并确保检测输出信号即将出现跳变。然后通过主机参数“辅料更换时的机器转速”进行微调，该参数的功能为：当耗尽检测检测出辅料耗尽时主机在运行该参数设定的转数后便执行辅料更换程序。

3 两种方法的对比

在整套机组中光电检测加编码盘的检测方法用来检测水松纸和卷烟纸的余量，该方法将光电检测读取到的脉冲信号与主机速度对比，其他参数为固定值。经过光电检测将盘纸直径信号转换成为一个数字量，并且采样频率较高，在调整辅料余量时可以精确到1 mm，可调范围大，并且准确率高，每次更换后的辅料余量基本相同。同时调整方便，当更换不同厂家辅料引起余量变化时，可直接修改参数“辅料更换直径”来改变辅料余量。该方法可用在运行速度较快、精度要求比较高的地方。但是该方法采用光电检测获取辅料余量信息，检测读取脉冲信号时易受环境粉尘影响，当编码盘上有灰尘或者是检测光纤老化时会导致读取的脉冲信号部分丢失或过多，引起辅料提前更换或者是该更换时未执行更换程序。同时光纤使用寿命没有金属接近检测长，需要经常清洁维护光电检测，使用成本高。

金属接近检测加凸轮的检测方法用于铝纸、内框纸和小包玻璃纸余量检测，这种检测方法原理简单，检测使用寿命较长，不会受粉尘影响，维护简单，使用成本低。但是，该方法的可调范围较小，当遇到辅料内径变化较大时，会出现调整参数仍不能满足更换需求的情况，就需要拆开盖板重新校准凸轮位置，调整比较费时。同时，该方法的准确率和稳定性没有光电检测加编码盘的方法高，如果压杆与辅料之间贴合不够紧密，出现跳动，主机便会提前或推迟接收到辅料的耗尽信号，在参数“辅料更换时机器转数”相同时会出现辅料剩余量不一致的情况，导致辅料浪费或主机停机。

4 结语

两种余量测量方法辅料余量信息采集的方式不同，对信号的处理方式不同，两者的准确性、稳定性与使用成本也不相同。当机器运行速度较快，对剩余量要求较高时可用光电检测加编码盘的测量方式，反之则用另一种方法。由于该机型属于20世纪90年代的产品，所以辅料余量的测量方法相对落后，目前辅料余量测量的方法多样，并且可靠、稳定。比如，可在固定辅料的轴上安装伺服电机，该电机在保持辅料正常供给时能够实时反馈一个辅料转动的速度信号给主机，通过辅料速度信号与主机速度信号对比便可算出辅料余量，该方法准确性和稳定性都更高，受环境影响小，可调整范围大，但是使用成本也比该文所讨论的两种测量方法高。

参考文献

[1] G.D公司.GDX2000操作手册[Z].1998.

[2] G.D公司.GD121-AF12操作手册[Z].1998.