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0簡(jiǎn)介。
為滿足提高產(chǎn)品質(zhì)量要求的需要，湛江卷煙廠GDX1和GDX2包裝單元新增了部分檢測(cè)器(稱為“外置式檢測(cè)器”)，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)。這些外接探測(cè)器基本都是單片機(jī)獨(dú)立控制，工作環(huán)境差，粉塵和油污多，工作溫度高。這種現(xiàn)象導(dǎo)致設(shè)備故障多，維護(hù)時(shí)間長(zhǎng)，檢測(cè)功能升級(jí)困難，成本高。另外，很多外接檢測(cè)器的煙包剔除信號(hào)都是包裝機(jī)內(nèi)部的手動(dòng)剔除信號(hào)，在OPC控制面板上沒(méi)有故障顯示和剔除原因顯示，無(wú)法快速發(fā)現(xiàn)和分析故障原因，給維護(hù)帶來(lái)很大不便。因此，包裝機(jī)迫切需要集成控制系統(tǒng)來(lái)集成這些外部檢測(cè)器，以提高維護(hù)效率和設(shè)備運(yùn)行效率。
本文采用S7-200PLC和臺(tái)達(dá)觸摸屏構(gòu)建包裝機(jī)外部集成控制系統(tǒng)，不僅提高了檢測(cè)器的穩(wěn)定性，還提高了外部檢測(cè)器的故障排除效率。
1.存在的問(wèn)題及分析。
湛江卷煙廠包裝單元新增12種外接檢測(cè)器，如松包檢測(cè)器、透明紙駁接口檢測(cè)器、側(cè)翼開(kāi)膠檢測(cè)器、煙包外觀成像檢測(cè)器、條盒透明紙偏置檢測(cè)器等。這些外部探測(cè)器基本都是由安裝在設(shè)備上的單片機(jī)獨(dú)立控制，粉塵和油污污染，故障率高。
這些外部檢測(cè)器都共享包裝機(jī)中的煙包剔除信號(hào)。當(dāng)某個(gè)檢測(cè)器的靈敏度發(fā)生變化，出現(xiàn)誤剔除煙包的情況時(shí)，包裝機(jī)的OPC界面上只有手動(dòng)剔除的卷煙數(shù)量增加，無(wú)法準(zhǔn)確判斷哪個(gè)檢測(cè)器失效，車間的電氣維修人員只能逐個(gè)檢查所有的檢測(cè)器。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每次故障排除平均需要5.5分鐘，維護(hù)效率不高。
2.改造方案。
針對(duì)上述問(wèn)題，本文結(jié)合PLC控制技術(shù)和HMI人機(jī)交互技術(shù)，構(gòu)建了一個(gè)包裝機(jī)插件式集成控制系統(tǒng)。整個(gè)控制系統(tǒng)通過(guò)PLC輸入輸出實(shí)現(xiàn)邏輯控制，通過(guò)通訊實(shí)現(xiàn)人機(jī)命令的執(zhí)行和狀態(tài)的顯示。整體設(shè)計(jì)遵循包裝機(jī)設(shè)備的工藝要求，以PLC和觸摸屏完成。
2.1PLC控制程序設(shè)計(jì)。
系統(tǒng)的控制器為S7-200系列PLC，安裝在包裝機(jī)的大型電控箱內(nèi)，可消除油污和粉塵污染，降低PLC控制器的故障率。
查閱了GDX1和GDX2包裝機(jī)的電氣圖紙和操作說(shuō)明書(shū)，結(jié)合車間的外部檢測(cè)器，總結(jié)了集控系統(tǒng)所需的檢測(cè)信號(hào)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的數(shù)量和要求，形成了PLC地址分配表，如表1所示。

根據(jù)外部探測(cè)器的報(bào)警或拒絕信號(hào)，按照一個(gè)探測(cè)器信號(hào)對(duì)應(yīng)一個(gè)計(jì)數(shù)器的原理配置計(jì)數(shù)器。當(dāng)檢測(cè)器檢測(cè)到壞煙包時(shí)，檢測(cè)器輸出高電平，PLC檢測(cè)到檢測(cè)器報(bào)警信號(hào)上升沿時(shí)，計(jì)數(shù)器遞增1。該程序如圖1所示。當(dāng)探測(cè)器被異常誤剔除時(shí)，計(jì)數(shù)器的累計(jì)值遠(yuǎn)大于正常探測(cè)器的累計(jì)值，檢驗(yàn)員可以根據(jù)計(jì)數(shù)值縮小探測(cè)器的故障范圍，從而提高維修效率。

2.2HMI人機(jī)交互設(shè)計(jì)。
系統(tǒng)的HMI人機(jī)交互硬件為Delta觸摸屏，安裝在包裝機(jī)的輔助部分，方便維修人員設(shè)置探測(cè)器參數(shù)和查閱故障信息。
觸摸屏是根據(jù)不同零件的工藝流程和故障排除要求設(shè)計(jì)的，不僅能真實(shí)反映缺陷的流程，還能顯示缺陷煙包的累計(jì)數(shù)量。為了提高觸摸屏傳遞信息的有效性，根據(jù)包裝機(jī)的工藝流程，將外接檢測(cè)器的人機(jī)交互界面分為兩部分，即ch外接檢測(cè)器監(jiān)控界面(圖2)和CT、CV外接檢測(cè)器監(jiān)控界面。

PLC控制程序中設(shè)置了一個(gè)32位的移位寄存器，移位寄存器的第一位作為次品煙包的標(biāo)簽。當(dāng)有信號(hào)時(shí)，第一位設(shè)置為1。根據(jù)不同的檢測(cè)器位置，觸摸屏上代表檢測(cè)位置的模塊變成紅色。隨著設(shè)備的運(yùn)行，移位寄存器隨煙包位置移動(dòng)，觸摸屏的顯示模塊也隨之移動(dòng)，直到不合格煙包被剔除站剔除，此類不合格煙包的累計(jì)值也會(huì)增加1。在觸摸屏上可以直觀地監(jiān)控缺陷煙包檢測(cè)、移位跟蹤和剔除的全過(guò)程。
3.應(yīng)用效果。
將編程好的PLC程序下載到S7-200，將人機(jī)界面下載到臺(tái)達(dá)觸摸屏進(jìn)行計(jì)算機(jī)測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明，集成檢測(cè)器工作正常，所有外部檢測(cè)信息都準(zhǔn)確顯示在觸摸屏上。該系統(tǒng)在湛江卷煙廠投入使用后，觸摸顯示屏可以直接看到探測(cè)器的累計(jì)情況，外部探測(cè)器的故障排除時(shí)間從5.5分鐘/次減少到現(xiàn)在的0.5分鐘/次，效果明顯。

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