熊宇聰
(大連理工大學(xué),遼寧 大連 116024)
隨著社會(huì)的發(fā)展,工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化水平的不斷提高,現(xiàn)代煙草配送系統(tǒng)越來越趨向高效配送、準(zhǔn)確配送方向發(fā)展,對(duì)煙草分揀線自動(dòng)控制系統(tǒng)也提出了越來越高的要求:自動(dòng)分揀、自動(dòng)分離、自動(dòng)噴碼、自動(dòng)打包和自動(dòng)分類,最終按一定的歸類輸送到配送車進(jìn)行煙草的配送。
整個(gè)系統(tǒng)分為四大部分:上位機(jī)輸入部分,電子標(biāo)簽自動(dòng)計(jì)數(shù)部分,分揀線自動(dòng)輸送部分和包裝機(jī)自動(dòng)打包部分。
上位機(jī)輸入部分主要完成用戶訂單的輸入和標(biāo)牌的掃描輸入。通過掃描標(biāo)牌,上位機(jī)就把當(dāng)前訂單的詳細(xì)數(shù)量和香煙類型反映到電子標(biāo)簽部分供操作人員揀煙參照。
電子標(biāo)簽部分除了顯示當(dāng)前訂單所需各類型香煙的數(shù)量外,還能結(jié)合上位機(jī)進(jìn)行自動(dòng)盤點(diǎn),以便實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)當(dāng)前分揀數(shù)量是否與訂單相符。
操作人員按照電子標(biāo)簽的提示,把各訂單的香煙數(shù)量分類分揀出來,歸結(jié)到一起,放在輸送線上,送至包裝機(jī)進(jìn)行打包。期間,當(dāng)香煙經(jīng)過激光噴碼機(jī)時(shí),噴碼機(jī)會(huì)按要求自動(dòng)進(jìn)行激光打碼。
為保證香煙分揀的準(zhǔn)確度以及噴碼的準(zhǔn)確度,整個(gè)輸送線分為4 段傳輸(圖1),并全部采用變頻控制。
圖1 分揀輸送線示意圖
采用PLC 控制變頻器的啟動(dòng)與停止,來實(shí)現(xiàn)控制輸送線的啟、停;PLC 采用CPU 226,通過檢測(cè)安裝于輸送線上的光電開關(guān)信號(hào),對(duì)香煙進(jìn)行計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)等處理;輸送線的速度調(diào)節(jié),依靠維護(hù)人員設(shè)置變頻器參數(shù),達(dá)到全部輸送線速度同步的目的;計(jì)算機(jī)通過工業(yè)以太網(wǎng)將接收的數(shù)據(jù)傳輸給PLC,控制PLC 程序指令運(yùn)行;噴碼機(jī)的控制由計(jì)算機(jī)通過以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)直接傳輸給噴碼機(jī),然后噴碼機(jī)通過自己的I/O 控制系統(tǒng)接收現(xiàn)場(chǎng)光電開關(guān)的信號(hào),自動(dòng)完成在線噴印打碼的過程。
圖2 系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖
操作人員得到工作指令后,將配煙標(biāo)牌放置01 皮帶線上,根據(jù)電子標(biāo)簽從流利條上取相應(yīng)數(shù)量、品牌條煙放置在標(biāo)牌后面的01 皮帶線上(圖3)。標(biāo)牌和條煙在01皮帶線與翻倒雙邊皮帶線相交處由直立翻轉(zhuǎn)成平躺上線。當(dāng)發(fā)生條煙未平躺時(shí),光電開關(guān)感應(yīng)后,將翻轉(zhuǎn)輸送機(jī)停止。噴印機(jī)在本機(jī)得信號(hào)后進(jìn)行噴印碼,噴碼完畢后,三角標(biāo)牌自動(dòng)滑落到收集箱中。所有條煙順著爬坡皮帶前行。當(dāng)有三角標(biāo)牌上爬坡皮帶時(shí),光電開關(guān)感應(yīng)到后,全線停止。當(dāng)有相當(dāng)數(shù)量的條煙累積在爬坡皮帶且將前面的條煙隆起時(shí),光電開關(guān)感應(yīng)后,爬坡皮帶停止。
圖3 條煙輸送流程圖
當(dāng)輸送機(jī)出現(xiàn)故障時(shí),使用聲光報(bào)警并停止全部輸送線。在揀選皮帶線的始端,設(shè)置一個(gè)緊急停止按鈕,當(dāng)緊急情況發(fā)生時(shí),工作人員按下停止按鈕即可停止整個(gè)輸送系統(tǒng),故障由專業(yè)人員排除后,按下啟動(dòng)按鈕,線體自動(dòng)復(fù)位。在每一個(gè)工位都設(shè)置一個(gè)減速按鈕,當(dāng)揀選人員來不及揀選時(shí),可按下減速按鈕,揀選皮帶線減速,直到停止。當(dāng)工作完成時(shí),按下起動(dòng)按鈕后,揀選皮帶線重新運(yùn)行,但前端皮帶線不減速和停止。當(dāng)輸送機(jī)出現(xiàn)異常時(shí),后面皮帶線同時(shí)停機(jī),故障排除后復(fù)位。當(dāng)包裝機(jī)、激光噴碼機(jī)出現(xiàn)故障時(shí),揀選輸送機(jī)、爬坡皮帶機(jī)停止運(yùn)行。當(dāng)條煙翻轉(zhuǎn)發(fā)生沒有完全翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象時(shí),條煙翻轉(zhuǎn)輸送機(jī)和揀選輸送機(jī)同時(shí)停機(jī)。當(dāng)有三角標(biāo)牌上爬坡皮帶時(shí),揀選輸送機(jī)、爬坡皮帶機(jī)停止運(yùn)行。當(dāng)有相當(dāng)數(shù)量的條煙累積在爬坡皮帶時(shí),揀選輸送機(jī)、爬坡皮帶機(jī)停止運(yùn)行。計(jì)數(shù)有誤時(shí),三角牌回收,輸送機(jī)停止。
輸送機(jī)通過PROFIBUS 通訊方式同包裝機(jī)的PLC(CPU226)通訊。輸送系統(tǒng)將所需包裝第一條煙到達(dá)的信號(hào)提供給包裝機(jī)。包裝機(jī)或輸送機(jī)發(fā)生故障或緊急停止時(shí),要求系統(tǒng)全部停止,并相互發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
輸送機(jī)通過以太網(wǎng)接口同上位機(jī)通訊。輸送系統(tǒng)PLC 接收上位機(jī)的每個(gè)訂單的數(shù)量。當(dāng)感應(yīng)器檢測(cè)到標(biāo)牌時(shí),對(duì)本訂單記數(shù),并將實(shí)際數(shù)量傳予上位機(jī),如發(fā)生數(shù)量不同時(shí),將相應(yīng)的輸送機(jī)停機(jī)。當(dāng)噴碼機(jī)發(fā)生故障或緊急停止時(shí),由上位機(jī)下傳信號(hào)要求輸送系統(tǒng)的揀選皮帶線和雙邊噴印皮帶線停止,并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。上坡皮帶線繼續(xù)運(yùn)行,當(dāng)上坡皮帶線的條煙全部移出后,才停止運(yùn)行。
該分揀線輸送系統(tǒng)能夠通過光電檢測(cè)信號(hào),結(jié)合包裝機(jī)的實(shí)時(shí)工作狀態(tài),對(duì)每單香煙在分揀過程中出現(xiàn)的多煙、少煙的等情況進(jìn)行準(zhǔn)確判斷,并及時(shí)報(bào)警提示,待人為處理完成之后,復(fù)位繼續(xù)工作。既提高了分揀效率,又精確地保證了每單香煙的分揀正確性。
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