M5卷接機輔料自動掃碼系統的研究與開發

林文欽

摘要：隨著公司十三五落地實施，批次管理系統在各個車間逐步深入開展；批次管理系統須依賴于生產過程中各種數據的精確采集，包括輔料批次，煙絲批次等，從而發揮大數據系統的作用。

關鍵詞：批次管理；自動掃碼系統

1、前言

目前廈煙公司裝備的高速卷接機M5未選裝配套掃碼系統，因此不能支持輔料批次數據的采集；由操作人員手持掃碼儀對高速卷接機M5輔料進行數據采集不安全（在設備內部）、不可靠、不方便，影響設備效率；為滿足數據采集需求，現高速卷接機M5亟需一套輔料自動掃碼系統。

2、通過自主研究與開發意義與作用

（1）可以減少開發費用（約為廠家開發的1/10）；

（2）可以縮短開發周期；

（3）可以減少后期維護費用及備件采購費用；

（4）可以提高企業維修人員的技能水平。

3、國內外同類研究現狀與發展趨勢

（1）目前行業內裝備有高速卷接機M5的兄弟煙廠有部分選裝配套了掃碼系統，而未選裝配套該系統的兄弟煙廠暫時沒有找到自主開發的相關消息。

（2）HAUNI M5高速卷接機是21世紀新一代的卷接機，運用了HAUNI多年的技術積累來實現，系統復雜，技術起點高，在國內對其的研究還不夠深入。

（3）若能夠自主對其進行二次研究與開發，是公司技術實力的體現，也可以讓相關人員對高速卷接機有更深入的理解。

4、主要研究內容

（1）高速卷接機M5 BD部分的軟件與硬件構成分析，研究可行性

（2）掃碼組件兼容性及配置測試研究

條形碼自動識別系統由條形碼標簽、條形碼生成設備、條形碼識讀器和計算機組成。條形碼技術是在計算機應用中產生發展起來的一種廣泛應用于商業、郵政、圖書管理、倉儲、工業生產過程控制、交通運輸、包裝、配送等領域的自動識別技術。條形碼是由黑與白的線條組合而成的，而條形碼掃描器就是借助黑與白對紅外線反射程度的不同來判斷條形碼的寬度。條形碼掃描器內有感應器，會根據反射光線強度的不同而產生高低不同的電壓，進而產生邏輯數據，然后譯碼器通過測量脈沖數字電信號0，1的數目來判別條和空的數目。通過測量0，1信號持續的時間來判別條和空的寬度。此時把所得到的條形符號換成相應的數字、字符信息。最后，由計算機系統進行數據處理與管理，物品的詳細信息便被識別了。

編碼規則有很多種，M5 BD的輔料條形碼采用一維碼，EAN-128是目前我國所推行的128碼，根據EAN/UCC-128碼定義標準將資料轉變成條碼符號，并采用128碼邏輯，具有完整性、緊密性、連結性及高可靠度的特性。M5卷接機當前輔料條碼格式為EAN128，本項目采用的掃碼器為倍加福VB14N-300-R掃碼器，防護等級為IP65，配合接線盒CBX100，該掃碼器支持RS232通信及多種編碼規則，包括EAN128格式，并可以進行功能拓展，性能優異，滿足設備及生產需求。

（3）M5 BD beckhoff PLC硬件系統擴展可行性與穩定性測試研究

（4）數據的連接與傳遞測試研究

將掃碼器讀取的數據通過網絡通信傳遞給人機界面是本項目的核心，由于HAUNI沒有公開M5程序，因此必須通過對配置文件進行分析，提取有效的信息，識別可行的通信信道，編寫連接信息，編譯組態信息將掃碼器讀取的數據傳遞給倍福PLC，并上傳至HMI。通過多個網絡轉換構建條碼數據至人機界面的整個通信流程，如下圖所示。

（5）自動掃碼參數配置與讀取性能研究

M5 BD的機械手臂會在每次材料用完后進行裝載新輔料，此時可以進行輔料掃碼，通過人機界面VISU的參數配置可以啟用并提取目標信息，由于使用的是非HAUNI官方的掃碼設備，因此必須對該部分參數進行測試并通過調整掃碼頭設置參數來進行匹配以實現自動掃碼及數據讀取的可靠性。

（6）數據采集可行性測試研究。

批次管理系統需要在線實時提取輔料掃碼信息，而HAUNI VISU人機界面使用的是多個虛擬機分別運行的方式，其所讀取的條碼信息在VISU界面顯示，為了讓批次管理系統能夠獲取信息，必須分析VISU對條碼信息的處理及存儲方式，通過解碼VISU存儲的信息格式及研究虛擬機下網絡的通信，從而為數據采集提供可行方案。

結束語：

綜上所述，本開發實現了在M5卷煙機上進行原機系統集成，保證系統的穩定性，實現了輔料自動掃碼系統并為批次管理系統提供了接口，對輔料批次數據的采集提供安全、可靠、方便的數據采集需求，對產品質量安全提供強有力的保障。

參考文獻

[1]《PROTOS-M5-BD操作手冊》德國HAUNI公司提供。

[2]《自動化生產線安裝、調試和維護技術》梁亮、梁玉文，機械工業出版社。

（作者單位：廈門煙草工業有限責任公司）