GDX2小包機(jī)加膠預(yù)警系統(tǒng)的研發(fā)

王金

摘 要：本文利用SIMATIC S7-200 PLC以及SIMATIC HMI觸摸屏，針對(duì)GDX2包裝機(jī)小包加膠故障的報(bào)警缺陷，設(shè)計(jì)了一套GDX2小包機(jī)加膠預(yù)警系統(tǒng)，用于監(jiān)控小包機(jī)加膠情況。在出現(xiàn)加膠故障時(shí)，及時(shí)報(bào)警。提高了產(chǎn)品質(zhì)量的可靠性，降低出現(xiàn)小盒無(wú)膠的概率，避免材料浪費(fèi)，節(jié)約成本。

關(guān)鍵詞：GDX2包裝機(jī)；加膠預(yù)警；S7-200 PLC

中圖分類(lèi)號(hào)：TP272 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0.引言

在信息化日益發(fā)展的今天，工業(yè)技術(shù)的應(yīng)用也越來(lái)越功能化。現(xiàn)在已不是一味追求生產(chǎn)產(chǎn)量的時(shí)代。產(chǎn)品的質(zhì)量以及企業(yè)的精益化管理愈發(fā)重要。

GDX2包裝機(jī)作為煙草企業(yè)的主要包裝機(jī)型之一，有著諸多優(yōu)點(diǎn)，但也存在著一些設(shè)計(jì)上的不足。針對(duì)GDX2小盒加膠故障無(wú)法預(yù)警的問(wèn)題而設(shè)計(jì)了本預(yù)警系統(tǒng)。

GDX2小盒加膠系統(tǒng)由小盒膠缸、膠量檢測(cè)傳感器、儲(chǔ)膠桶、加膠管、加膠電磁閥等部件組成，膠量檢測(cè)位于膠液上方，當(dāng)膠量檢測(cè)傳感器檢測(cè)到膠缸內(nèi)膠量不足時(shí)，將信號(hào)傳送給GD電控，再由GD電控控制加膠電磁閥動(dòng)作，將儲(chǔ)膠桶內(nèi)的乳膠通過(guò)加膠管流入小盒膠缸內(nèi)。但在生產(chǎn)實(shí)際中，由于膠缸內(nèi)涂膠器高速轉(zhuǎn)動(dòng)，有時(shí)會(huì)將膠液甩到膠量檢測(cè)傳感器上，造成膠量檢測(cè)傳感器被膠糊住，無(wú)法檢測(cè)到膠缸內(nèi)的實(shí)際膠量。此現(xiàn)象持續(xù)20分鐘左右，會(huì)造成GD小盒膠缸內(nèi)膠液用盡，然后造成小盒打膠不足，最后小盒無(wú)膠觸發(fā)條包機(jī)入口開(kāi)口檢測(cè)報(bào)警，此間出現(xiàn)大批量不合格品。由于GDX2并未設(shè)計(jì)有關(guān)小盒加膠故障的報(bào)警功能，只能靠問(wèn)題發(fā)生后的人為發(fā)現(xiàn)，存在巨大的質(zhì)量隱患。

1.SIMATIC S7-200 PLC簡(jiǎn)介

SIMATIC S7-200 PLC有著很高的實(shí)時(shí)性能，它處理速度高，并且有著較為強(qiáng)大的通信功能方案，其硬件和軟件的操作也十分簡(jiǎn)便。SIMATIC S7-200 PLC具有統(tǒng)一的模塊化設(shè)計(jì)，其可以控制提供一個(gè)有效且經(jīng)濟(jì)的自動(dòng)化解決方案。

2.預(yù)警系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

在進(jìn)行方案確定前，設(shè)計(jì)并考慮了利用超聲波液位探測(cè)技術(shù)進(jìn)行膠杠內(nèi)液位的監(jiān)控，但考慮外掛的檢測(cè)受現(xiàn)場(chǎng)高噪聲高振動(dòng)的影響，可能會(huì)影響檢測(cè)的正常使用。而且也有被甩出的膠影響檢測(cè)效果的可能。通過(guò)對(duì)機(jī)車(chē)動(dòng)作電氣原理的分析，找出了通過(guò)計(jì)數(shù)實(shí)現(xiàn)預(yù)警功能的方法，成功避開(kāi)了液位檢測(cè)受外界環(huán)境影響大的缺點(diǎn)。

本文選擇可以產(chǎn)量計(jì)數(shù)的檢測(cè)信號(hào)作為輸入點(diǎn)，選擇高速運(yùn)行信號(hào)作為啟動(dòng)信號(hào)，當(dāng)機(jī)車(chē)運(yùn)行時(shí)，小包機(jī)加膠預(yù)警系統(tǒng)開(kāi)始工作。通過(guò)記錄一段時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)判斷小包機(jī)加膠是否正常。

根據(jù)功能要求以及經(jīng)濟(jì)性的考慮，選擇SIMATIC S7-200 PLC以及SIMATIC HMI觸摸屏以完成預(yù)警系統(tǒng)的功能。

具體思路為：通過(guò)監(jiān)控兩次加膠電磁閥作用間隔內(nèi)十五步輪脈沖計(jì)數(shù)值，與預(yù)設(shè)時(shí)間值進(jìn)行比較。當(dāng)脈沖計(jì)數(shù)超過(guò)加膠極限產(chǎn)量間隔而未進(jìn)行加膠動(dòng)作時(shí)，則可判定小包膠杠膠量低于最低值，繼續(xù)使用會(huì)造成小盒無(wú)膠的質(zhì)量問(wèn)題。當(dāng)加膠時(shí)間超過(guò)設(shè)定最大加膠時(shí)間時(shí)，則可判定加膠超時(shí)，可能為加膠管路堵塞等原因造成的無(wú)法將膠桶內(nèi)的膠液輸送到膠杠內(nèi)。通過(guò)STEP7軟件進(jìn)行PLC控制的過(guò)程功能編寫(xiě)。利用計(jì)數(shù)器、計(jì)時(shí)器及比較器，通過(guò)對(duì)輸入信號(hào)的采集來(lái)進(jìn)行判斷，利用上述邏輯判斷是否達(dá)到報(bào)警條件，當(dāng)達(dá)到限定條件時(shí)，輸出報(bào)警信號(hào)，并在觸摸屏上顯示警示信息。通過(guò)wincc flexible軟件進(jìn)行了觸摸屏的組態(tài)編寫(xiě)。完成的操作屏界面如圖1所示。通過(guò)機(jī)車(chē)單位時(shí)間消耗小盒數(shù)量以及膠杠膠量的多少，并考慮減少誤報(bào)的可能性，計(jì)算出需要設(shè)定的產(chǎn)量間隔以及最大加膠時(shí)間。并通過(guò)在機(jī)車(chē)上的實(shí)際調(diào)試，找出了最優(yōu)參數(shù)設(shè)置。經(jīng)過(guò)實(shí)際檢驗(yàn)，小盒加膠預(yù)警系統(tǒng)功能正常，當(dāng)小盒加膠出現(xiàn)問(wèn)題是，可以及時(shí)顯示加膠故障報(bào)警信息。最后在GD面板上增加報(bào)警燈和蜂鳴器，以方便提醒機(jī)車(chē)操作人員注意。故障排除報(bào)警自動(dòng)復(fù)位，無(wú)須人工操作，簡(jiǎn)化了操作人員的操作步驟。

結(jié)語(yǔ)

該課題通過(guò)檢測(cè)加膠電磁閥的動(dòng)作頻率，和每次電磁閥的動(dòng)作持續(xù)時(shí)間，診斷兩個(gè)可能發(fā)生的故障：（1）由于膠缸膠量檢測(cè)被糊住造成的長(zhǎng)時(shí)間不加膠故障；（2）由于膠桶無(wú)膠或者加膠管堵塞造成的電磁閥動(dòng)作，但是卻沒(méi)有膠液流入的故障。充分地保障了GDX2小盒加膠的可靠性。避免因此造成的大面積截?zé)熀筒牧侠速M(fèi)。為企業(yè)精益化管理提供保障。

參考文獻(xiàn)

[1]李曉海，南新元，謝麗蓉.基于高速脈沖計(jì)數(shù)器的電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].微電機(jī)，2012，45（2）：72-74.

[2]李丙林，宋殿斌，劉克平.PLC和觸摸屏在耐壓試驗(yàn)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，32（4）：394-398.

[3]韓偉娜，劉寶華.基于S7-200的搬運(yùn)機(jī)械手的PLC控制[J].機(jī)械科學(xué)與技術(shù)，2011，30（2）：259-261.