李冬

【摘要】 北京卷煙廠制絲車間成品煙絲庫(kù)采用一套條播裝箱布料系統(tǒng)進(jìn)行布料裝箱工作，布料系統(tǒng)在工作時(shí)會(huì)勻速的對(duì)煙箱內(nèi)部進(jìn)行裝填煙絲。目前裝箱布料后總是會(huì)在煙箱外撒落大量煙絲，經(jīng)過(guò)研究后利用伺服電機(jī)在PLC中的控制應(yīng)用技術(shù)及觸摸屏的人機(jī)交互性，最終實(shí)現(xiàn)了布料系統(tǒng)具有可自動(dòng)調(diào)速布料的功能，提高了布料系統(tǒng)的穩(wěn)定性，同時(shí)避免了煙絲裝箱過(guò)程中煙絲的大量浪費(fèi)。

【關(guān)鍵詞】 制絲物流 PLC 伺服控制器 觸摸屏

一、引言

箱式儲(chǔ)絲庫(kù)是我廠制絲線生產(chǎn)煙絲流程的終點(diǎn)，其中條播裝箱布料系統(tǒng)負(fù)責(zé)將煙絲平均分配到下方積放布料工位的8個(gè)空箱中。布料系統(tǒng)包括滑架設(shè)備SC245及倆條布料行車設(shè)備SC243、SC244，煙絲來(lái)料首先經(jīng)由滑架SC245分配到SC243或SC244上，再由布料行車進(jìn)行煙絲分配裝填。布料系統(tǒng)的前工序?yàn)闊熃z混配柜，后工序?yàn)闊熃z庫(kù)，布料系統(tǒng)在其中起到承上啟下的作用，作為物流系統(tǒng)的中樞設(shè)備，其作用至關(guān)重大。

二、布料系統(tǒng)現(xiàn)存問(wèn)題

目前布料系統(tǒng)現(xiàn)存問(wèn)題為布料行車SC243下方8個(gè)空箱布料完畢后煙絲鋪的不平整均勻，大部分煙箱內(nèi)的煙絲呈現(xiàn)凹凸?fàn)睿@樣造成的后果是當(dāng)布料完畢后，煙絲箱進(jìn)行移動(dòng)出箱工作的時(shí)候，煙箱內(nèi)部凸起的部分煙絲會(huì)被刮落至地面造成煙絲的大量浪費(fèi)，并且煙箱內(nèi)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(shù)量增多，造成物流路徑上的工位占用增多，不利于物流系統(tǒng)的靈活性。

三、解決方法的探索與實(shí)施

3.1 故障原因分析

通過(guò)長(zhǎng)期觀察布料系統(tǒng)后發(fā)現(xiàn)，滑架SC245的移動(dòng)方式為左右移動(dòng)而行車SC243或SC244的移動(dòng)方式為前后，所以布料系統(tǒng)在布料的時(shí)候呈現(xiàn)S型布料，并且PLC程序中設(shè)置的此S型在倆側(cè)布料的時(shí)間較長(zhǎng)，同時(shí)布料車的行進(jìn)速度是恒定不變的。以8個(gè)箱子其中的1個(gè)箱子舉例，在布料車前后行進(jìn)經(jīng)過(guò)此箱的時(shí)候，有可能總是趕上布料車S型布料方式的左側(cè)或者右側(cè)，從而造成左側(cè)過(guò)高或者右側(cè)過(guò)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(shí)布料滑架SC245在行車SC243倆側(cè)的停留時(shí)間較長(zhǎng)，勢(shì)必會(huì)造成煙箱內(nèi)部左右倆側(cè)的裝填量較多，所以針對(duì)此現(xiàn)象應(yīng)該縮短其停留時(shí)間。其次由于行車在布料進(jìn)行時(shí)是以勻速進(jìn)行的，而布料方式是以S型鋪撒至煙箱內(nèi)，所以勢(shì)必會(huì)造成煙箱內(nèi)布料不均，所以應(yīng)著手開(kāi)發(fā)一套自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)以保障在裝填到每一箱的時(shí)候更有針對(duì)性。

3.3 實(shí)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(cè)布料的時(shí)間縮短一些，即增加布料滑架的換向頻率，使S型更圓潤(rùn)些，這樣就可以降低煙箱內(nèi)倆側(cè)煙絲的高度（如圖表1所示）。

其次將布料行車的前后行進(jìn)速度進(jìn)行優(yōu)化改造，在修改前行車的行進(jìn)速度是恒定值，現(xiàn)在將PLC中程序進(jìn)行修改，實(shí)現(xiàn)在每個(gè)煙箱工位都可以用一個(gè)相對(duì)應(yīng)的人工設(shè)置速度值進(jìn)行變速布料工作。

在行車自動(dòng)布料過(guò)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(jù)目前行車所處位置進(jìn)行實(shí)時(shí)的速度修正。

3.3.2 Wincc Flexble人機(jī)界面的制作

觸摸屏是工業(yè)、商業(yè)普遍使用人機(jī)交互信息的基本設(shè)備。北京卷煙廠使用的是德國(guó)西門子公司生產(chǎn)的電阻式觸摸屏MP377，此觸摸屏具有節(jié)省空間、反應(yīng)速度快、堅(jiān)固耐用、易于交流等特點(diǎn)。操作者可以直接通過(guò)屏幕進(jìn)行過(guò)程控制的操作、對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)視、技術(shù)指標(biāo)在線顯示等。

我廠物流系統(tǒng)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(wǎng)為媒介，進(jìn)行觸摸屏與PLC之間的數(shù)據(jù)傳輸。將PLC程序修改后，用Wincc Flexble軟件制作新的人機(jī)交互操作屏程序畫面，使操作人員可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)布料情況對(duì)布料車在每個(gè)工位的布料速度做出調(diào)整，在調(diào)整的過(guò)程中觀察煙箱布料情況并確定最優(yōu)速度（如圖表2）。

屏幕中分倆個(gè)布料道，并且可以實(shí)時(shí)觀察布料車車速及位置，設(shè)置車速時(shí)需點(diǎn)擊加減號(hào)，確認(rèn)無(wú)誤后點(diǎn)擊“更改確認(rèn)”按鈕2秒鐘以上執(zhí)行，同時(shí)設(shè)置防差錯(cuò)機(jī)制，程序中設(shè)置速度輸入值必須在800到2000之間，超出此范圍則出現(xiàn)錯(cuò)誤提示并且設(shè)置失敗。

四、結(jié)束語(yǔ)

在自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)的使用過(guò)程中，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期觀察后人工設(shè)置每個(gè)位置的最優(yōu)值，使得煙絲箱內(nèi)煙絲高度基本一致，呈現(xiàn)出較好的平整性。這次創(chuàng)新成果不僅提高了煙箱空間的合理利用率，同時(shí)還可以針對(duì)每種牌號(hào)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(fèi)，為企業(yè)生產(chǎn)成本的降低做出了較大貢獻(xiàn)。

上海煙草集團(tuán)北京卷煙廠制絲車間的煙機(jī)設(shè)備眾多，西門子S7-400 PLC通過(guò)工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)與觸摸屏之間進(jìn)行相互通信實(shí)現(xiàn)控制設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，解決這一問(wèn)題的方法是深刻領(lǐng)會(huì)PLC與觸摸屏之間的通信方式及數(shù)據(jù)交換方法，理編制控制程序，希望本文的內(nèi)容能夠?qū)Υ蠹矣兴鶈l(fā)。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 昆明船舶設(shè)備集團(tuán)有限公司，北京卷煙廠成品煙絲庫(kù)自動(dòng)化物流系統(tǒng)L0130D02電控系統(tǒng)使用手冊(cè)

[2] 西門子公司，西門子MP377操作手冊(cè)

[3] 廖常初，S7-300/400 PLC應(yīng)用技術(shù)，機(jī)械工業(yè)出版社