新型貯柜信息檢測系統(tǒng)的研制

冉寶新

（河北白沙煙草有限責任公司，河北 石家莊 052165）

1 提出問題

自技改搬遷以來，我車間設備更新?lián)Q代，自動化水平大大提高。但是貯柜信息不準確這一問題一直困擾著車間。據調查統(tǒng)計，貯柜信息準確率僅為50%左右。而公司的高級排產對貯柜信息準確率要求極高。因此，為保證高級排產的順利進行，車間只能加強人力物力去修改不準確的貯柜信息，對生產效率造成了很大影響。

圖1 貯柜照片

2 原因分析

為了尋找原因，小組對貯柜信息監(jiān)測原理進行了分析。其中貯柜信息分為：由貯柜時間、貯柜狀態(tài)、貯柜重量、出料進度顯示組成。其中不準確的為貯柜狀態(tài)和出料進度顯示。

2.1 貯柜狀態(tài)

貯柜狀態(tài)信息是由三個光電管控制（見圖2），光電管通光則認為無料，擋光則認為有料。在生產中我們經常發(fā)現(xiàn)，光電開關采用點狀對射，對射距離較長，保養(yǎng)中的誤碰、光電開關玻璃窗的灰塵都會引起光電管誤檢測的情況。一旦出現(xiàn)誤檢測，貯柜信息將會出現(xiàn)偏差。

2.2 出料進度顯示

貯柜出料進度是由鏈節(jié)計數(shù)接近開關（見圖 3）以及儲柜皮帶軸上四個金屬螺絲控制，皮帶軸轉一圈接近開關檢測到四個脈沖，控制系統(tǒng)計算脈沖個數(shù)大體計算儲柜的皮帶移動長度，進而近似算出出料的重量。

由于震動、松動等原因導致接近開關之間的距離超過了檢測的最大距離，從而導致數(shù)據的丟失。

最終，問題的癥結找到了，那就是檢測原件誤動作導致貯柜信息檢測不準確。

3 提出并確定解決方案

小組運用“頭腦風暴法”，從多個角度提出可供選擇的意見和觀點，并用親和圖加以歸類、匯總，根據“親和圖”進行整理，歸納出三種方案，并對三種方案逐一進行分析論證。

3.1 采用以模擬量為基礎的光柵檢測系統(tǒng)

其思路為將現(xiàn)有的以開關量為基礎的光電管和接近開關更換為以模擬量為基礎的光柵。本方案具有技術成熟，簡單實用的優(yōu)點，其缺點為造價高，且存在故障風險。

3.2 安裝皮帶秤以重量來判斷貯柜信息

本方案思路為入柜前和出柜后安裝計量型電子皮帶秤（見圖4），以顯示貯柜當前重量，其具有重量實時采集，顯示直觀的優(yōu)點。其缺點為，造價高，實施難度大。為了進一步驗證本方案，小組模擬了本方案的實施環(huán)境，跟蹤調查了10批次不同牌號煙絲的入柜重量和調查了各牌號入柜情況，我們發(fā)現(xiàn)各品牌入柜重量差異較大且同一貯柜可入多種牌號，重量相差頗多，無法制定出統(tǒng)一的信息標準。因此，本方案不采用。

圖2 光電管

圖3 數(shù)鏈節(jié)接近開關

圖4 電子皮帶秤

3.3 基于程序運算的貯柜信息檢測系統(tǒng)

其方案思路為不采用檢測原件，通過程序運算來顯示貯柜當前信息。其優(yōu)點為：①程序運算相對穩(wěn)定，不易受周圍環(huán)境影響；②自主編輯，不用任何經濟投入；③不需要檢測原件，減少了故障點。缺點為：之前從未有廠家使用，暫無參考，編程難度較大。

根據前面的分析，小組對三個方案進行了綜合分析，小組決定采用方案三，即基于程序運算的貯柜信息檢測系統(tǒng)作為本次改造的最佳方案。

4 方案實施

4.1 實施一：儲料狀態(tài)范圍劃分

小組根據原光電管位置對新的臨界點進行了計算，確定出料空、料滿、有料的范圍，實施后，小組對新的范圍進行了驗證，通過計算統(tǒng)計，理論計算值與實際值誤差≤1 %，符合要求。

4.2 實施二：編輯運行狀態(tài)判斷條件

小組通過邏輯編程，分別確定了進料、儲料、待料、出料的邏輯判斷條件，并進行了驗證，通過實驗對比，理論與實際期望值同步率達100 %，實施二順利完成。

4.3 實施三：出柜進度計算

第一步，確定公式，小組通過數(shù)學建模及積分運算，確定了出料進度計算公式，即儲柜儲料長度。

式中，A為50 hz頻率時儲柜的出完柜的時間；B為實際生產時的出柜頻率和時間經積分后折算成50 hz出柜的時間。

第二步，參數(shù)采集。小組統(tǒng)計了底帶以最快速度走完一圈的時間，即常數(shù)A，確定其為180 min。

在驗證時，小組將實際生產頻率帶入公式，發(fā)現(xiàn)其誤差均≤1 %，符合要求。

4.4 實施四：程序編譯調試

為了保證離線編譯的順利進行，小組運用PDPC法對實施過程中可能遇到的問題進行了分析。通過PLC（可編程控制器）進行程序編輯以及實施后的檢查，小組發(fā)現(xiàn)新程序編譯錯誤為0個，實施四符合要求。

5 效果驗證

實施完成后，小組對2012年9月～11月三個月內貯柜在新系統(tǒng)下的工作情況進行了跟蹤調查，據統(tǒng)計貯絲柜信息正確率為100 %（見圖5）。

圖5 2012年9月～11月內貯柜在新系統(tǒng)下的工作情況

效益分析，本次改造，小組摒棄了光電管和數(shù)鏈接接近開關，則年可節(jié)約備件費用129 000元。

更為重要的是，當其他廠家還在使用各種檢測原件時，我公司已采用了更為新穎的程序檢測方式，100%準確的貯柜信息檢測率，已使我公司處于行業(yè)內的最前沿。

6 結束語

通過改造，小組解決了“貯柜信息不準確”這一難題。并且本次改造摒棄了傳統(tǒng)的檢測方式，不再使用可能會出現(xiàn)誤檢測的外部器件，從而使信息檢測正確率達到100 %，檢測方式新穎，獨創(chuàng)。儲柜信息的準確使得儲柜的自動化操作成為可能，為進一步提高分組加工下的自動化水平奠定了基礎。

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