PLC與觸摸屏在布料自動調速系統中的應用

李冬

【摘要】 北京卷煙廠制絲車間成品煙絲庫采用一套條播裝箱布料系統進行布料裝箱工作，布料系統在工作時會勻速的對煙箱內部進行裝填煙絲。目前裝箱布料后總是會在煙箱外撒落大量煙絲，經過研究后利用伺服電機在PLC中的控制應用技術及觸摸屏的人機交互性，最終實現了布料系統具有可自動調速布料的功能，提高了布料系統的穩定性，同時避免了煙絲裝箱過程中煙絲的大量浪費。

【關鍵詞】 制絲物流 PLC 伺服控制器 觸摸屏

一、引言

箱式儲絲庫是我廠制絲線生產煙絲流程的終點，其中條播裝箱布料系統負責將煙絲平均分配到下方積放布料工位的8個空箱中。布料系統包括滑架設備SC245及倆條布料行車設備SC243、SC244，煙絲來料首先經由滑架SC245分配到SC243或SC244上，再由布料行車進行煙絲分配裝填。布料系統的前工序為煙絲混配柜，后工序為煙絲庫，布料系統在其中起到承上啟下的作用，作為物流系統的中樞設備，其作用至關重大。

二、布料系統現存問題

目前布料系統現存問題為布料行車SC243下方8個空箱布料完畢后煙絲鋪的不平整均勻，大部分煙箱內的煙絲呈現凹凸狀，這樣造成的后果是當布料完畢后，煙絲箱進行移動出箱工作的時候，煙箱內部凸起的部分煙絲會被刮落至地面造成煙絲的大量浪費，并且煙箱內部的空間利用率變低，在煙絲批次總重不變的前提下空箱的使用數量增多，造成物流路徑上的工位占用增多，不利于物流系統的靈活性。

三、解決方法的探索與實施

3.1 故障原因分析

通過長期觀察布料系統后發現，滑架SC245的移動方式為左右移動而行車SC243或SC244的移動方式為前后，所以布料系統在布料的時候呈現S型布料，并且PLC程序中設置的此S型在倆側布料的時間較長，同時布料車的行進速度是恒定不變的。以8個箱子其中的1個箱子舉例，在布料車前后行進經過此箱的時候，有可能總是趕上布料車S型布料方式的左側或者右側，從而造成左側過高或者右側過高。

3.2 研究制定解決策略

由于布料方式為S型布料，而目前布料時布料滑架SC245在行車SC243倆側的停留時間較長，勢必會造成煙箱內部左右倆側的裝填量較多，所以針對此現象應該縮短其停留時間。其次由于行車在布料進行時是以勻速進行的，而布料方式是以S型鋪撒至煙箱內，所以勢必會造成煙箱內布料不均，所以應著手開發一套自動調速系統以保障在裝填到每一箱的時候更有針對性。

3.3 實施解決方案

3.3.1 PLC程序的修改

首先在程序中將布料車S型布料方式在倆側布料的時間縮短一些，即增加布料滑架的換向頻率，使S型更圓潤些，這樣就可以降低煙箱內倆側煙絲的高度（如圖表1所示）。

其次將布料行車的前后行進速度進行優化改造，在修改前行車的行進速度是恒定值，現在將PLC中程序進行修改，實現在每個煙箱工位都可以用一個相對應的人工設置速度值進行變速布料工作。

在行車自動布料過程中，控制行車的伺服控制器輸出速度受PLC程序給出的頻率字控制，根據目前行車所處位置進行實時的速度修正。

3.3.2 Wincc Flexble人機界面的制作

觸摸屏是工業、商業普遍使用人機交互信息的基本設備。北京卷煙廠使用的是德國西門子公司生產的電阻式觸摸屏MP377，此觸摸屏具有節省空間、反應速度快、堅固耐用、易于交流等特點。操作者可以直接通過屏幕進行過程控制的操作、對設備的運行狀態進行實時在線監視、技術指標在線顯示等。

我廠物流系統中的觸摸屏與PLC的通訊模式采用TCP/IP的通訊模式，即以PROFINET以太網為媒介，進行觸摸屏與PLC之間的數據傳輸。將PLC程序修改后，用Wincc Flexble軟件制作新的人機交互操作屏程序畫面，使操作人員可以根據現場布料情況對布料車在每個工位的布料速度做出調整，在調整的過程中觀察煙箱布料情況并確定最優速度（如圖表2）。

屏幕中分倆個布料道，并且可以實時觀察布料車車速及位置，設置車速時需點擊加減號，確認無誤后點擊“更改確認”按鈕2秒鐘以上執行，同時設置防差錯機制，程序中設置速度輸入值必須在800到2000之間，超出此范圍則出現錯誤提示并且設置失敗。

四、結束語

在自動調速系統的使用過程中，經過長期觀察后人工設置每個位置的最優值，使得煙絲箱內煙絲高度基本一致，呈現出較好的平整性。這次創新成果不僅提高了煙箱空間的合理利用率，同時還可以針對每種牌號的煙絲制定出一套特定的布料行車速度值，減少了煙絲不必要的浪費，為企業生產成本的降低做出了較大貢獻。

上海煙草集團北京卷煙廠制絲車間的煙機設備眾多，西門子S7-400 PLC通過工業控制網絡與觸摸屏之間進行相互通信實現控制設備正常運轉，解決這一問題的方法是深刻領會PLC與觸摸屏之間的通信方式及數據交換方法，理編制控制程序，希望本文的內容能夠對大家有所啟發。

參 考 文 獻

[1] 昆明船舶設備集團有限公司，北京卷煙廠成品煙絲庫自動化物流系統L0130D02電控系統使用手冊

[2] 西門子公司，西門子MP377操作手冊

[3] 廖常初，S7-300/400 PLC應用技術，機械工業出版社