河南中烟工业有限责任公司黄金叶生产制造中心 河南郑州 450016
摘要：在现代烟草配送要求不断提高的背景下，传统烟箱入库人工分拣模式在工作强度、分拣效率、分拣准确性等方面的不足逐渐暴露了出来，而通过对烟箱分拣自动控制系统的应用，则恰恰可以有效代替烟箱人工分拣，并使这些问题得到解决。为此，本文从系统结构、控制流程等方面入手，对烟箱分拣自动控制系统的设计应用进行了分析，以期能够为烟箱分拣效率、准确性的提升有所帮助。
关键词：烟箱分拣；PLC；自动控制
引言
在自动化控制技术的支持下，近些年卷烟生产的自动化水平的有了很大的提高，这虽然使成品烟的种类和产量进一步增加，但也同样加大了烟箱分拣作业的工作量，并对分拣准确性提出了更高的要求，一旦烟箱分拣速度过慢或是分拣准确率未达标，那么卷烟厂的经济效益就会受到会直接影响。由此可见，对于烟箱分拣效率及分拣准确性的提升已经成为了必然趋势，而对于烟箱分拣自动控制系统的研究，也是十分具有现实意义的。
1系统结构
1.1控制系统
控制系统是整个烟箱分拣自动控制系统的核心，主要用于对烟箱的分拣信号进行识别、接收、处理，并根据分拣信号的要求向分拣系统发出控制指令，使分拣系统能够完成对不同类型烟箱的准确分拣，通常情况下，控制系统会以PLC中央处理单元为核心，其他如图像监控、故障报警、条码扫描等模块则会与PLC建立连接。在控制系统的各个模块中，图像监控模块主要为人机交互界面，与烟箱分拣自动控制系统的各个部分建立连接，能够实现对烟箱分拣系统的动态化控制，并通过图表、画面等形式将系统运行状态呈现出来[1]。故障报警系统会通过对烟箱分拣自动控制系统运行数据的采集来实现故障监控，一旦发现系统运行数据异常，则会据此立即对系统故障展开判断，并向主控系统提供故障情况反馈，同时还会在人机交互界面自动发出报警信号。条码扫描模块是控制系统获取分拣信号的关键，在传送机将烟箱从生产线传送至分拣系统后，传送带两侧的读码器会自动读取烟箱两侧的条码，并将读取到的信息传输回PLC单元，待PLC中央处理单元完成条码信息判定与分析后，确定香烟种类等烟箱信息，再向传输、分类装置发送出相关控制指令。
1.2分拣系统
分拣系统主要是根据控制系统所发出的分拣指令进行动作，改变烟箱在输送装置上的运行方向，以控制不同种类烟箱进入到不同分拣道口，实现烟箱的自动化高效分拣。
1.3输送系统
输送系统主要由传送带（输送机）、分拣道口等级部分组成，主要用于输送烟箱，使其通过贯控制装置、分类装置，并在最终将各类烟箱经不同通道输送至制定位置。其中传送带需要采用传送辊结构或横截面中空的链板，这类结构传送带的摩擦较小，运行过程中基本不会对烟箱造成损坏。
2操作流程
烟箱分拣自动控制系统主要用于不同种类烟箱的分拣，因此在操作流程上比较简单，主要可分为设置码值、设置分拣口、码值识别、箱体标记定位、分拣装置启动几个环节。
2.1设置码值
码值的设置是烟箱分拣自动控制系统的初始操作环节，主要是根据卷烟厂实际生产情况对不同种类烟箱进行划分，并为各种烟箱设置固定的码值，之后再将各类待分拣烟箱的码值输入到PLC中，这样在进行烟箱分拣作业时，PLC只要接收到烟箱上两侧的条形码信息，就可以对烟箱的种类进行准确识别。
2.2设置分拣口
完整各类烟箱的码值设置后，由于不同烟箱在分拣作业时需要通过不同的分拣口进行输送，因此必须要根据烟箱种类来设置、分配分拣口，通常情况下每一种烟箱都要设置一个单独的分拣口，但有时也可以为烟箱设置多个分拣口，由多个分拣口轮流进行一种烟箱的分拣[2]。
2.3码值识别
码值与分拣口设置完毕后，烟箱分拣自动控制系统已经能够实现烟箱的准确分拣，因此可直接启动烟箱分拣系统，进行分拣作业测试，查看系统是否存在异常运行情况，如读码器无法正常读码、烟箱分拣不正确、PLC无法处理码值等。
2.4箱体标记定位
在烟箱通过读码器后，由于读码器与传送带末端间的距离较长，会存在多个烟箱，因此为实现对烟箱的准确分拣，必须要对读码器与传送带末端间的烟箱进行标记定位，以准确判断各烟箱位置，并将不同烟箱区别开来。烟箱标记需要先确定读码器与传送带末端间的距离，之后根据烟箱箱体大小、传送带上烟箱间距来计算读码器至传送带末端间的最大烟箱数量，最后再按照这一数量来完成箱体的标记（0-16号）与定位，以保证分拣动作的准确。
2.5分拣装置启动
在烟箱传送进过分拣口后，需要启动分拣装置进行分拣，判断烟箱是否到达指定分拣口，如烟箱实际脉冲数与理论脉冲数相等，且分拣口处的光带开关检测到有箱体进经过，则会进行分拣动作，将烟箱从传送带上分拣出来。
3分拣脉冲修正算法
烟箱分拣自动控制系统的运行关键在与确定精准的烟箱分拣时间，只有确定了烟箱分拣的时间，才能够将在烟箱经过对应分拣口时及时进行分拣动作，完成对烟箱的准确分拣，而对于分拣时间的确定，则需要通过分拣脉冲修正算法来实现。烟箱分拣系统的各分拣口都会在设置光电开关信号，如果采集分拣口的光电开关信号下降，那么其沿持续时间结束及信号开始时的实际脉冲值就会出现变化，因此可在采集分拣口光电开关信号下降的情况下，将沿持续时间结束时烟箱的实际脉冲值设定为脉冲区上限，而沿信号开始时烟箱的实际脉冲值则设为脉冲去下限，并分别进行叠加估值，这样在烟箱叠加后，其理论脉冲值会稳定保持在设定的脉冲区内，不会对后续烟箱的分拣动作造成影响[3]。另外，还要测量烟箱中线从离开光电开关至达到分拣推杆下游边沿所用时间，并取其平均值60ms，并将其设置为信号持续时间，这样PLC在获得烟箱码值信息后，会发出持续60ms的控制信号，并对烟箱实际脉冲值进行测算。如烟箱实际脉冲值在预设的理论脉冲值区间内，则说明烟箱种类与分拣口匹配，这时可直接控制分拣推杆完成烟箱分拣动作，如信号持续时间结束后实际脉冲仍不在预设理论脉冲值区间内，则说明烟箱种类与分拣口不匹配，这时分拣推杆不会进行动作，由输送带继续输送烟箱之下一个分拣道口，而光电开关信号则会及时复位，准备进行后续烟箱的分析。
4应用效果
为确定烟箱分拣自动控制系统的实际应用效果，在某卷烟厂完成了系统各硬件设备及软件系统的安装，并进行分拣作业试验。试验开始后传送带始终保持匀速运行状态，按预设操作步骤完成系统操作始后，将各分拣口的理论脉冲均写入PLC内部数据存储区，之后根据各分拣口的烟箱分拣情况展开验收[4]。经过一个月的验收记录后发现，该卷烟厂待分拣烟箱共分6种，各类烟箱的分拣总量与待分拣烟箱总量完全相同，分拣准确率均为100%，分拣烟箱总数为56720箱，分拣准确率、分拣效率均达到了预期目标。
结束语：相比于传统的人工烟箱分拣模式，烟箱分拣自动控制系统在分拣准确性、分拣效率、工作强度等方面都具有着比较明显的优势，但要想将烟箱分拣自动控制系统有效应用于实际生产，则还需根据实际生产情况来完成系统结构、操作流程等各方面设计，并对分拣脉冲修正算法进行应用。
参考文献：
[1]李超.基于PLC和Profibus-DP总线的烟箱物流分拣系统设计[J].数字技术与应用，2017（03）：5-6+10.
[2]王燕庆.卷烟厂物流库夹抱合分机控制方式的改进[J].烟草科技，2013（07）：20-23.
[3]孙大伟，王晖，赵举峰.基于PLC的烟箱自动分拣系统[J].河南科技，2012（21）：78-79.
[4]张永寿.卷烟成品入库不合格码件烟箱剔除解决方案[J].物流技术，2013，32（01）：230-233+284.