CN102406233B - 扫描检测头调试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种扫描检测头调试系统，包括：调试诊断适配器，与扫描检测头相连，用于读取所述扫描检测头的工作状态参数；扫描检测头调试器，与所述调试诊断适配器相连，用于接收输入的控制参数，并将所述控制参数通过所述调试诊断适配器下载到所述扫描测试头，以进行所述扫描测试头的调试。本发明涉及一种基于扫描检测头调试系统的调试方法。本发明利用调试诊断适配器作为连接设备，提供数据接口以及数据传递的功能，并利用扫描检测头调试器进行工作状态参数的显示和控制参数的设置，本发明不仅可以实现在线相关参数的调试设定功能，而且可独立外挂在各种烟支重量控制系统上，适用范围广，通用性强。

Description

扫描检测头调试系统及方法

技术领域

本发明涉及烟草机械自动化控制领域，尤其涉及一种扫描检测头调试系统及方法。

背景技术

现有烟支重量控制系统主要由扫描检测头、重量控制单元及执行机构等组成，其工作原理是烟丝流经过扫描检测头的检测得到密度信号，经过重量控制系统计算出相应的烟支重量。如果重量控制系统处于手动控制状态则只是将烟支重量值在显示器上显示，由操作工依据显示值与设定值进行比较，通过人为调整平整盘从而控制烟丝的切削量的方式进行烟支重量控制；如果处于自动控制状态下，则重量控制系统会产生一个驱动指令给平整盘控制电机，自动控制平整盘从而控制烟支的重量。

目前行业内的扫描检测头采用微波扫描的方式，微波扫描检测头对通过其谐振腔的烟支产生相应的信号，这个信号幅值在谐振频率固定的情况下受烟支密度和烟丝水分两个因素影响，如果我们将水分对该信号的影响去除后，该信号就能表征烟支的密度信号，与烟支规格相结合就能换算出烟支的重量。重量控制系统的执行机构是平整盘，通过调整平整盘来控制烟丝的切削量就能控制烟支中烟丝的含量，从而控制烟支密度和重量。

可以看出，扫描检测头的检测精度将直接影响烟支重量控制的效果及重量缺陷烟支剔除的准确性，因此，如何对扫描检测头的相关参数进行在线调试设定对于确保其工作质量将至关重要。现有卷烟机绝大多数不具备在线相关参数的调试设定功能。虽然个别卷烟机具备该项功能，但操作麻烦，通用性差，调试设定方法只适用于本机台，无法用于其它各种机台。

发明内容

本发明的目的是提出一种扫描检测头调试系统，可独立外挂在烟支重量控制系统上提供扫描检测头的在线相关参数的调试功能。

本发明的另一目的是提出一种扫描检测头的调试方法，能够对在线烟支重量控制系统中的扫描检测头的相关参数进行调试，保证烟支重量控制系统的正常工作。

为实现上述目的，本发明提供了一种扫描检测头调试系统，包括：

调试诊断适配器，与扫描检测头相连，用于读取所述扫描检测头的工作状态参数；

扫描检测头调试器，与所述调试诊断适配器相连，用于接收输入的控制参数，并将所述控制参数通过所述调试诊断适配器下载到所述扫描测试头，以进行所述扫描测试头的调试。

进一步的，所述调试镇诊断适配器包括：

状态参数读取单元，用于从所述扫描检测头的串行接口读取所述扫描检测头的工作状态参数；

数据接口转换单元，用于通过USB接口将所述扫描检测头的工作状态参数发送给所述扫描检测头调试器；

控制参数下载单元，用于将所述控制参数下载到所述扫描测试头。

进一步的，所述扫描检测头调试器包括：

显示单元，用于显示所述扫描检测头的工作状态参数和控制参数；

输入单元，用于提供控制参数的输入；

设置单元，用于将输入的控制参数设置到所述扫描测试头，以进行所述扫描测试头的调试。

进一步的，所述扫描检测头的工作状态参数包括：当前平均谐振频率F、当前幅值U、内部采样电压U0、烟支平均重量W、谐振腔温度T和中心谐振点F0，所述控制参数包括：水分补偿系数KU、烟支平均重量输出的调节参数PU、烟支平均重量的信号放大系数KP、当前幅值的调节系数KT、谐振腔温度设定值PT和基准谐振点设定值PF0。

为实现上述另一目的，本发明提供了一种基于前述扫描检测头调试系统的调试方法，包括以下步骤：

在将所述扫描检测头调试系统与扫描检测头连接后，将重量控制单元设置在手动控制模式，并开始卷烟生产；

调试诊断适配器实时读取所述扫描检测头的工作状态参数，并通过扫描检测头调试器进行显示；

根据显示的内部采样电压U0调整扫描检测头的控制板上的PR0电位器和PR1电位器，使所述内部采样电压U0在预设范围内；

根据显示的中心谐振点F0将该中心谐振点F0作为基准谐振点设定值PF0输入所述扫描检测头调试器，所述扫描检测头调试器通过所述调试诊断适配器将所述基准谐振点设定值PF0下载到扫描检测头，并根据显示的中心谐振点F0调整基准谐振点设定值PF0，使所述基准谐振点设定值PF0与中心谐振点F0的差值在预设范围内；

根据显示的当前幅值U调整当前幅值的调节系数KT，使当前幅值U在预设范围内；

根据显示的烟支平均重量W调整烟支平均重量输出的调节参数PU，使烟支平均重量W在预设范围内；

将所述重量控制单元设置在自动控制模式，使卷烟生产处于自动控制的工作状态；

根据所述重量控制单元中显示的短期标准偏差SD调整烟支平均重量的信号放大系数KP，并重新刷新所述烟支平均重量输出的调节参数PU，使短期标准偏差SD在重量标准偏差的预设范围内。

进一步的，在将所述重量控制单元设置在自动控制模式之后，还包括：

根据扫描检测头调试器显示的当前平均谐振频率F和当前幅值U调整水分补偿系数KU，使水分补偿系数KU在预设范围内。

进一步的，在谐振腔的温度稳定后，还包括：

根据扫描检测头调试器显示的谐振腔温度T将所述谐振腔温度T作为谐振腔温度设定值PT输入所述扫描检测头调试器，所述扫描检测头调试器通过所述调试诊断适配器将所述谐振腔温度设定值PT下载到扫描检测头。

基于上述技术方案，本发明利用调试诊断适配器作为连接设备，提供数据接口以及数据传递的功能，并利用扫描检测头调试器进行工作状态参数的显示和控制参数的设置，本发明不仅可以实现在线相关参数的调试设定功能，而且可独立外挂在各种烟支重量控制系统上，适用范围广，通用性强。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的扫描检测头调试系统的一实施例的结构示意图。

图2为应用本发明扫描检测头调试系统实施例的烟支重量控制系统的整体结构示意图。

图3为本发明的扫描检测头调试系统的另一实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

如图1所示，为本发明的扫描检测头调试系统的一实施例的结构示意图。本实施例中扫描检测头调试系统6包括调试诊断适配器1和扫描检测头调试器2。其中，调试诊断适配器1与扫描检测头相连，负责读取扫描检测头3的工作状态参数。扫描检测头调试器2与调试诊断适配器1相连，负责接收输入的控制参数，并将所述控制参数通过所述调试诊断适配器1下载到扫描测试头3，以进行扫描测试头3的调试。

调试诊断适配器1作为扫描检测头3与扫描检测头调试器2之间的数据传输设备，其可起到通讯转换(例如接口转换和通讯速率转换等)的作用。由于扫描检测头3的接口通常是一些工业接口，而扫描检测头调试器2则可能采用其他类型的接口，而且在数据速率方面可能也存在差异，因此为了方便数据互通，可以通过调试诊断适配器1进行相应的通讯转换。利用调试诊断适配器1，则可将调试部分与机台分离开，另外，由于各种厂家的各种类型的扫描检测头的表征工作状态的参数和控制参数基本一致，因此本发明的扫描检测头调试器可以独立外挂在各种烟支重量控制系统上，并具有更广的适用范围和更强的通用性。

调试诊断适配器1通常可采用电路板的硬件方式实现，但也可通过运行在计算机中的软件实现。扫描检测头调试器可采用专用的硬件机台实现，也可以通过运行在计算机中的软件实现。

如图2所示，为应用本发明扫描检测头调试系统实施例的烟支重量控制系统的整体结构示意图。烟支重量控制系统包括扫描检测头3、执行机构4和重量控制单元5，还包括本发明扫描检测头调试系统6，其中扫描检测头调试系统6与扫描检测头3相连，扫描检测头3对流经的烟丝进行检测获得密度信号，并向重量控制单元5发送密度信号，执行机构3即烟丝平整盘接收烟丝流，并对烟丝流进行称重，重量控制单元5在自动控制状态下向执行机构4发送平整盘驱动指令来控制烟支的重量。

如图3所示，为本发明的扫描检测头调试系统的另一实施例的结构示意图。在本实施例中，给出了调试诊断适配器1和扫描检测头调试器2的具体结构。其中调试诊断适配器1包括：状态参数读取单元11，用于从所述扫描检测头的串行接口读取所述扫描检测头的工作状态参数；数据接口转换单元12，用于通过USB接口将所述扫描检测头的工作状态参数发送给所述扫描检测头调试器；控制参数下载单元13，用于将所述控制参数下载到所述扫描测试头。扫描检测头调试器2包括：显示单元21，用于显示所述扫描检测头的工作状态参数和控制参数；输入单元22，用于提供控制参数的输入；设置单元23，用于将输入的控制参数设置到所述扫描测试头，以进行所述扫描测试头的调试。

前面提到各种厂家的各种类型的扫描检测头的表征工作状态的参数和控制参数基本一致，这里先简单的罗列一下。扫描检测头的工作状态参数包括：当前平均谐振频率F、当前幅值U、内部采样电压U0、烟支平均重量W、谐振腔温度T和中心谐振点F0，所述控制参数包括：水分补偿系数KU、烟支平均重量输出的调节参数PU、烟支平均重量的信号放大系数KP、当前幅值的调节系数KT、谐振腔温度设定值PT和基准谐振点设定值PF0。

本发明的扫描检测头调试系统在调试时还要协同重量控制单元进行调试，以便达到良好的调试结果。下面本发明将给出一种基于本发明扫描检测头调试系统的调试方法的实施例，流程如下：

步骤101、在将扫描检测头调试系统与扫描检测头连接后，将重量控制单元设置在手动控制模式，并开始卷烟生产。之所以设置为手动控制模式，是考虑到如果扫描检测头还未处于正常状态，那么重量控制单元也无法正常工作，发出的控制指令也不大可能准确，因此在调试初期先采用手动控制模式进行调整。

步骤102、调试诊断适配器实时读取扫描检测头的工作状态参数，并通过扫描检测头调试器进行显示。工作状态参数的采集是在卷烟生产开始后进行的，这样才能够尽量反映扫描检测头的真实状态。

步骤103、根据显示的内部采样电压U0调整扫描检测头的控制板上的PR0电位器和PR1电位器，使所述内部采样电压U0在预设范围内。内部采样电压U0是是扫描检测头工作的内部采样电压，由于谐振腔的输出信号很小，加上采样电压来实现放大输出信号的作用。为了将U0调试在预设范围内，则需要对扫描检测头上的的控制板上的PR0电位器和PR1电位器直接进行调整。

步骤104、根据显示的中心谐振点F0将该中心谐振点F0作为基准谐振点设定值PF0输入所述扫描检测头调试器，所述扫描检测头调试器通过所述调试诊断适配器将所述基准谐振点设定值PF0下载到扫描检测头，并根据显示的中心谐振点F0调整基准谐振点设定值PF0，使所述基准谐振点设定值PF0与中心谐振点F0的差值在预设范围内。

中心谐振点F0是指谐振腔的中心谐振频率。即扫描检测头出厂时谐振腔的设定中间频率。为了使基准谐振点设定值PF0与中心谐振点F0的差值在预设范围内，则需要先将该中心谐振点F0作为基准谐振点设定值PF0进行设置，然后再进行调整，这样调整更加方便和快捷。调整过程则是通过扫描检测头调试器上显示的实时F0的数值来不断的设置PF0，而设置后的PF0将被下载到扫描检测头，从而实现了在线动态调试过程。后续的其他控制参数的调整过程也与PF0的调整过程相似，也是一种在线动态调试过程。

步骤105、根据显示的当前幅值U调整当前幅值的调节系数KT，使当前幅值U在预设范围内。当前幅值U与烟丝水分有关，具体是指烟支经过扫描检测头谐振腔后，根据烟支中烟丝的密度和水分不同，由谐振腔输出的信号幅值。通过对KT的设置来使输出信号的当前幅值在规定的范围内。

步骤106、根据显示的烟支平均重量W调整烟支平均重量输出的调节参数PU，使烟支平均重量W在预设范围内。烟支平均重量W是指扫描检测头检测到密度信号后换算成的烟支重量。通过前面的步骤如果重量控制单元的工作实现正常化，且通过扫描检测头中谐振腔的烟支重量符合工艺要求时，则进一步通过PU的调节使W的值在设定范围。

步骤107、将所述重量控制单元设置在自动控制模式，使卷烟生产处于自动控制的工作状态。由于重量控制单元已能正常工作，此时就可以通过重量控制单元进行自动控制。

步骤108、根据重量控制单元中显示的短期标准偏差SD调整烟支平均重量的信号放大系数KP，并重新刷新所述烟支平均重量输出的调节参数PU，使短期标准偏差SD在重量标准偏差的预设范围内。烟支平均重量的信号放大系数KP用来设定重量控制单元显示的烟支重量标准偏差，使其与实际在检验室测试的烟支重量标准偏差保持一致。之所以要重新刷新PU，是因为改变了改变参数KP后，W值会发生变化，为保证W值在归定的范围内，必须重新刷新PU可以保证W不发生偏移。

上述工序的各个步骤之间如果改变调整顺序，则可能会影响到调整效果，这是因为后续调整的参数将可能对前面调整的参数造成影响。

在将重量控制单元设置在自动控制模式之后，还包括：根据扫描检测头调试器显示的当前平均谐振频率F和当前幅值U调整水分补偿系数KU，使水分补偿系数KU在预设范围内。因为扫描检测头的谐振腔在工作时对烟丝水分的影响是不同的，而且在工作过程中也可能发生变化，所以当扫描检测头需要调整时，可以通过F平均谐振频率和U输出信号幅值的观察，找出合适的KU水分补偿系数，从而保证输出信号的幅值变化中能正确补偿水分的影响，只反映烟支密度的变化。

上述所有参数调好之后，再调节谐振腔温度设定值PT，在谐振腔的温度稳定后，根据扫描检测头调试器显示的谐振腔温度T将所述谐振腔温度T作为谐振腔温度设定值PT输入所述扫描检测头调试器，所述扫描检测头调试器通过所述调试诊断适配器将所述谐振腔温度设定值PT下载到扫描检测头。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (5)

1.一种扫描检测头调试系统，包括： 

调试诊断适配器，与扫描检测头相连，用于读取所述扫描检测头的工作状态参数； 

扫描检测头调试器，与所述调试诊断适配器相连，用于接收输入的控制参数，并将所述控制参数通过所述调试诊断适配器下载到所述扫描检测头，以进行所述扫描检测头的调试； 

所述调试诊断适配器包括： 

状态参数读取单元，用于从所述扫描检测头的串行接口读取所述扫描检测头的工作状态参数； 

数据接口转换单元，用于通过USB接口将所述扫描检测头的工作状态参数发送给所述扫描检测头调试器； 

控制参数下载单元，用于将所述控制参数下载到所述扫描检测头； 

所述扫描检测头调试器包括： 

显示单元，用于显示所述扫描检测头的工作状态参数和控制参数； 

输入单元，用于提供控制参数的输入； 

设置单元，用于将输入的控制参数设置到所述扫描检测头，以进行所述扫描检测头的调试。 

2.根据权利要求1所述的扫描检测头调试系统，其中所述扫描检测头的工作状态参数包括：当前平均谐振频率F、当前幅值U、内部采样电压U0、烟支平均重量W、谐振腔温度T和中心谐振点F0，所述控制参数包括：水分补偿系数KU、烟支平均重量输出的调节参数PU、烟支平均重量的信号放大系数KP、当前幅值的调节系数KT、谐振腔温度设定值PT和基准谐振点设定值PF0。 

3.一种基于权利要求2所述扫描检测头调试系统的调试方法，包括以下步骤： 

在将所述扫描检测头调试系统与扫描检测头连接后，将重量控制单元设置在手动控制模式，并开始卷烟生产； 

调试诊断适配器实时读取所述扫描检测头的工作状态参数，并通过扫描检测头调试器进行显示； 

根据显示的内部采样电压U0调整扫描检测头的控制板上的PR0电位器和PR1电位器，使所述内部采样电压U0在预设范围内； 

根据显示的中心谐振点F0将该中心谐振点F0作为基准谐振点设定值PF0输入所述扫描检测头调试器，所述扫描检测头调试器通过所述调试诊断适配器将所述基准谐振点设定值PF0下载到扫描检测头，并根据显示的中心谐振点F0调整基准谐振点设定值PF0，使所述基准谐振点设定值PF0与中心谐振点F0的差值在预设范围内； 

根据显示的当前幅值U调整当前幅值的调节系数KT，使当前幅值U在预设范围内； 

根据显示的烟支平均重量W调整烟支平均重量输出的调节参数PU，使烟支平均重量W在预设范围内； 

将所述重量控制单元设置在自动控制模式，使卷烟生产处于自动控制的工作状态； 

根据所述重量控制单元中显示的短期标准偏差SD调整烟支平均重量的信号放大系数KP，并重新刷新所述烟支平均重量输出的调节参数PU，使短期标准偏差SD在重量标准偏差的预设范围内。 

4.根据权利要求3所述的调试方法，其中在将所述重量控制单元设置在自动控制模式之后，还包括： 

根据扫描检测头调试器显示的当前平均谐振频率F和当前幅值U调整水分补偿系数KU，使水分补偿系数KU在预设范围内。 

5.根据权利要求4所述的调试方法，其中在谐振腔的温度稳定后，还包括： 

根据扫描检测头调试器显示的谐振腔温度T将所述谐振腔温度T作为谐振腔温度设定值PT输入所述扫描检测头调试器，所述扫描检测头调试器通过所述调试诊断适配器将所述谐振腔温度设定值PT下载到扫描检测头。 

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