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ENGLISH0755-88840386發(fā)布時間:2020-06-08 10:20:02 |來源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載
1引言
在我國煙草行業(yè)引進的包裝設(shè)備中,意大利公司生產(chǎn)的包裝機占有相當大的比例,已成為目前國內(nèi)各個 煙廠的主流包裝機,早期引進的包裝機的電控系統(tǒng)為FZ系統(tǒng),主要釆用78塊邏輯線路板作為其主控設(shè)備,硬盒硬條包裝機是目前國內(nèi)煙草包裝設(shè)備中主力產(chǎn)品,釆用MICRO-n計算機控制系統(tǒng),高速穩(wěn)定地完成從煙支進給到條盒成品包裝 的全部生產(chǎn)過程。可直接調(diào)整生產(chǎn)參數(shù)、顯示生產(chǎn)過程中各種 故障和班產(chǎn)量、次品產(chǎn)量、效率等,能避免人工接觸煙支,具有A 動檢測、自動剔除和自動診斷功能。
隨著作為可編程序控制器的控制核心微控器(MCU)技術(shù)的 發(fā)展,可編程序控制器的功能也越來越強大?,F(xiàn)在的聽編程序控 制器不但T,作速度快一邏輯指令執(zhí)行時間為每條零點幾個 高級應用指令每條為幾個或幾十個J1S;而且功能強大的邏輯運 算功能、豐富的數(shù)學計算功能以及町靠的遠程通信功能。0M- RON-CJ1M PLC就是其中一種具備以上功能的小型PLCo本文 主要介紹OMRON-CJ1M PLC與OP320可編程操作顯示器相 結(jié)合使用在高速包裝機煙包外包裝質(zhì)量檢測和控制功 能的設(shè)計和應用。
2問題的產(chǎn)生
現(xiàn)在的卷煙市場競爭十分激烈,各廠家都使出渾身解數(shù)來 提高自己的產(chǎn)品質(zhì)量和維護自己品牌的聲譽,所以各廠家都想 盡辦法使自己進入市場的產(chǎn)品為零缺陷。在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中廠 家對產(chǎn)品質(zhì)量的把關(guān)非常嚴格,特別是對卷煙的最后一道工序- 包裝工序的包裝質(zhì)量要求更為嚴格,往往對同一種材料進行多 次缺陷檢測,以避免次品流入市場。原產(chǎn)意大利的包裝機 是世界上目前最好的卷煙包裝機,也是業(yè)內(nèi)的主力包裝機型,它 拓宏偉:助理工程師 具有包裝質(zhì)量好,有效作業(yè)率高,人機安全可靠性高等優(yōu)點。盡 管它檢測功能多,但仍然不是十分完善,不能滿足廠家的質(zhì)量要 求,有必要增加一些的煙包外包裝質(zhì)量缺陷檢測功能。如在煙包 內(nèi)的鋁箔紙破損缺失檢測,缺少內(nèi)卡紙檢測,煙包開口檢測,煙包 的薄膜包裝檢測等。
3設(shè)計方案及應用
意大利公司生產(chǎn)的包裝機控制系統(tǒng)的核心CPU是公司在美國INTEL公司特制的具有控制語言的控制 芯片,其先進性不言而喻,但也存在一些不足。其中MICRO II系 統(tǒng)控制軟件對用戶不開放,這就給用戶增加新的控制功能或控 制方式等帶來很大困難。為了進一步提高包裝機生產(chǎn)的 產(chǎn)品質(zhì)量,增加新的檢測功能,只有避開MICRO II不開放的控 制軟件,增加外電路來實現(xiàn)新增的檢測功能。主要功能是將檢測 器檢測到的壞煙包移位到剔除位置,使剔除電磁閥動作,將其剔 除。采用邏輯電路,單片機電路,PLC電路3種方案之一都可實 現(xiàn)對的小包機、小包透明紙機、條包機、條透機生產(chǎn)的產(chǎn) 品增加檢測功能并控制剔除不合格產(chǎn)品。方案比較如附表所 示。通過比較,顯然選擇方案3,PLC電路最好,盡管成本高些,但 其他性能最好。
3.1需要解決幾個關(guān)鍵問題
3.2解決方法
(1).同步脈沖的提?。?/span>
經(jīng)現(xiàn)場測試和與分析圖紙發(fā)現(xiàn),原機帶有三個絕對型軸編 碼輸岀的信號,絕對編碼器由機械位置決定的每個位置是唯一 的,它無需記憶,無需找參考點,而且不用計算,什么時候需要知 道位置,什么時候就去讀取它的位置。根據(jù)以上的特點我們就可 以根據(jù)這三個絕對型軸編碼輸出的信號來取得同歩脈沖信號。 絕對型軸編碼輸出的信號是格雷碼,它是不能被程序直接使用 的編碼形式需要經(jīng)過進行解碼和譯碼獲得二進制轉(zhuǎn)換碼。
首先介紹一下格雷碼。格雷碼供文:Gray Code, Grey Code, 又稱作葛萊碼,二進制循環(huán)碼)是1880年由法國工程師Jean- Maurice-Emile Baudot發(fā)明的一種編碼,是一種絕對編碼方式, 典型格雷碼是一種具有反射特性和循環(huán)特性的單步自補碼,它 的循環(huán)、單步特性消除了隨機取數(shù)時出現(xiàn)重大誤差的可能,它的 反射,自補特性使得求反非常方便。格雷碼屬于可靠性編碼,是 一種錯誤最小化的編碼方式,因為,雖然自然二進制碼可以直接 由數(shù)琳轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬信號,但在某些情況.例如從十進制的 3轉(zhuǎn)換為4時二進制碼的每一位都要變,能使數(shù)字電路產(chǎn)生很 大的尖峰電流脈沖。而格雷碼則沒有這一缺點,它在相鄰位間轉(zhuǎn) 換時,只有一位產(chǎn)生變化。它大大地減少了由一個狀態(tài)到下一個 狀態(tài)時邏輯的混淆。由于這種編碼相鄰的兩個碼組之間只有一 位不同,因而在用于風向的轉(zhuǎn)角位移量-數(shù)字量的轉(zhuǎn)換中,當風 向的轉(zhuǎn)角位移量發(fā)生微小變化(而可能引起數(shù)字量發(fā)生變化時,格雷碼僅改變一位,這樣與其它編碼同時改變兩位或多 位的情況相比更為可靠,即可減少出錯的可能性。
由于格雷碼不是權(quán)重碼,每一位碼沒有確定的大小,不能直 接進行比較大小和算術(shù)運算,也不能直接轉(zhuǎn)換成為位信號,要經(jīng) 過一次碼變換,變成自然二進制碼,再由上位機讀取。解碼的方 法是用'0'和采集來的4位格雷碼的最高位(第4位)異或,結(jié)果 保留到4位,再將異或的值和下一位(第3位)相異或,結(jié)果保留 到3位,再將相異或的值和下一位(第2位)異或,結(jié)果保留到2 位.依次異或,直到最低位,依次異或轉(zhuǎn)換后的值(二進制數(shù))就是 格雷碼轉(zhuǎn)換后自然碼的值。
硬件實現(xiàn)法。根據(jù)二進制格雷碼轉(zhuǎn)換成自然二進制碼的法.
(2).檢測與剔除相位的確定:
PLC依據(jù)解碼信號產(chǎn)生所要得到的相應的同步信號。得到 同步信號后就要解決控制系統(tǒng)檢測與剔除相位的問題。其中檢 測相位和剔除相位是通過大量的現(xiàn)場調(diào)査和實驗所得到的一 組經(jīng)驗數(shù)據(jù),由于設(shè)備本身存在差異需要就各設(shè)備本身在現(xiàn)場 進行微調(diào)。
⑶.實時性與兼容性:
考慮包裝機以每分鐘八千支煙的包裝速度進行工 作,尤其是新增檢測在機器運轉(zhuǎn)狀態(tài)下進行,必然要求新增系統(tǒng) 具有很強的實時性。為了達到實時性的目的在選型上要釆用高 檔高速機,并釆用快速響應輔入輸出模塊。同時,在控制軟件的 編制上要進行優(yōu)化處理。使其系統(tǒng)處理及指令執(zhí)行時間滿足系 統(tǒng)的要求。為了保證系統(tǒng)的兼容性,在新增系統(tǒng)與原系統(tǒng)接口處 增加隔離驅(qū)動電路,使新增系統(tǒng)的輸入輸出信號在高速運行狀 態(tài)下能夠保持準確無干擾。
3.3設(shè)計
對于包裝機來講,盡管它檢測功能多,但仍然不是十 分完善,不能滿足廠家的質(zhì)量要求,有必要增加一些煙包外包裝 質(zhì)量缺陷檢測功能,所以新增功能的設(shè)計就主要著眼于煙包外 包裝質(zhì)量缺陷檢測功能來方面設(shè)計,實施現(xiàn)場功能應用。
首先,設(shè)計的核心是檢測功能程序。在設(shè)計程序方面不僅要 考慮到設(shè)計本身要完成的功能,還要考慮到與設(shè)備原程序中相 關(guān)的程序的配合,以及一些相關(guān)的故障顯示,報警功能。比如原 機剔除功能運行時對于相應的新增檢測功能的屏蔽和關(guān)斷等 的配合工作達到設(shè)備運行順暢檢測功能合理。
其次,新增檢測功能檢測位置(機械安裝位置)的選擇以及 PLC,顯示器的位置。位置的選擇既要達到檢測效果最佳也要求 便于安裝調(diào)試,還要保證不影響原設(shè)備運行。
再次,檢測設(shè)備的成本也是設(shè)計人員所要考慮到的問題,為 了降低成本以及便于實施,設(shè)計方案中全部使用原設(shè)備上所提 供的已有電源。
最后,為了體現(xiàn)設(shè)備的人性化在設(shè)計中增加了 OP320可編 程操作顯示器.它與PLC的配合使用使得在車間里不管是設(shè)備 的使用人員還是維護人員都能對設(shè)備的運行情況和故障情況
一目了然提高丁作效率一鋁箔紙破損缺失檢測設(shè)計。位置安裝鋁箔 紙檢測傳感器。上下位置各安裝一個傳感器達到對鋁紙雙面的 檢測效果!在程序設(shè)計中如果在檢測點檢測到上下任意有一處 煙包的鋁箔紙有破損或是缺失就要將其剔除并在顯示器 OP320上顯示爛鋁箔故障.原機顯示5、6輪堵停機剔除壞煙包。 程序中要對特殊情況進行屏蔽在此處,如檢測不到拉片情況的 空模盒進行屏蔽.否則會出現(xiàn)誤動作停車現(xiàn)象。
缺少內(nèi)卡紙檢測.。在位置上安裝缺少內(nèi)卡紙 檢測色差傳感器,檢測內(nèi)卡紙是否存在如果沒有內(nèi)卡紙在八輪 處將缺少內(nèi)卡紙的煙包剔除,并在顯示器OP320中顯示缺內(nèi)卡 紙故障,原機無顯示。程序中要對特殊情況進行屏蔽在此處,如 五輪有打開的現(xiàn)象就將進行屏蔽,否則會出現(xiàn)誤動作停車現(xiàn)象。
包裝機新增質(zhì)量檢測系統(tǒng)已經(jīng)在多臺設(shè)備上使用, 對于現(xiàn)場調(diào)查回來的數(shù)據(jù)表明本套系統(tǒng)對于包裝機產(chǎn) 品外包裝質(zhì)量有著很好的檢測功能大大降低了次品率,再生產(chǎn) 中給設(shè)備帶來極大地幫助,受到廠內(nèi)一致好評
4結(jié)論
對于卷煙機來說,目前已經(jīng)成為國內(nèi)廣大煙廠的主力機型,機型的年產(chǎn)量也相當?shù)目捎^,所以對于與相關(guān)機型的技術(shù)改造和技術(shù)革新也相當多!本文所論述的就是關(guān)于機型改造中的新增質(zhì)量檢測系統(tǒng),本系統(tǒng)已經(jīng)應用投入生 產(chǎn)多年,在廠內(nèi)的使用情況也非常理想已經(jīng)成為一種可靠成型的改造系統(tǒng)。
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