PLC與觸摸屏在布料自動調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)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(tǒng)進行布料裝箱工作，布料系統(tǒng)在工作時會勻速的對煙箱內(nèi)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(jīng)過研究后利用伺服電機在PLC中的控制應(yīng)用技術(shù)及觸摸屏的人機交互性，最終實現(xiàn)了布料系統(tǒng)具有可自動調(diào)速布料的功能，提高了布料系統(tǒng)的穩(wěn)定性，同時避免了煙絲裝箱過程中煙絲的大量浪費。

【關(guān)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(chǎn)煙絲流程的終點，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，煙絲來料首先經(jīng)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(tǒng)的前工序為煙絲混配柜，后工序為煙絲庫，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)存問題

目前布料系統(tǒng)現(xiàn)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(nèi)的煙絲呈現(xiàn)凹凸?fàn)?，這樣造成的后果是當(dāng)布料完畢后，煙絲箱進行移動出箱工作的時候，煙箱內(nèi)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(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施

3.1 故障原因分析

通過長期觀察布料系統(tǒng)后發(fā)現(xiàn)，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(tǒng)在布料的時候呈現(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(jīng)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(cè)或者右側(cè)，從而造成左側(cè)過高或者右側(cè)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(cè)的停留時間較長，勢必會造成煙箱內(nèi)部左右倆側(cè)的裝填量較多，所以針對此現(xiàn)象應(yīng)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(nèi)，所以勢必會造成煙箱內(nèi)布料不均，所以應(yīng)著手開發(fā)一套自動調(diào)速系統(tǒng)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(cè)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(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速度進行優(yōu)化改造，在修改前行車的行進速度是恒定值，現(xiàn)在將PLC中程序進行修改，實現(xiàn)在每個煙箱工位都可以用一個相對應(yīng)的人工設(shè)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(jù)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(yè)、商業(yè)普遍使用人機交互信息的基本設(shè)備。北京卷煙廠使用的是德國西門子公司生產(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(shè)備的運行狀態(tài)進行實時在線監(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軟件制作新的人機交互操作屏程序畫面，使操作人員可以根據(jù)現(xiàn)場布料情況對布料車在每個工位的布料速度做出調(diào)整，在調(diào)整的過程中觀察煙箱布料情況并確定最優(yōu)速度（如圖表2）。

屏幕中分倆個布料道，并且可以實時觀察布料車車速及位置，設(shè)置車速時需點擊加減號，確認(rèn)無誤后點擊“更改確認(rèn)”按鈕2秒鐘以上執(zhí)行，同時設(shè)置防差錯機制，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)錯誤提示并且設(shè)置失敗。

四、結(jié)束語

在自動調(diào)速系統(tǒng)的使用過程中，經(jīng)過長期觀察后人工設(shè)置每個位置的最優(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(yè)生產(chǎn)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(shè)備眾多，西門子S7-400 PLC通過工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)與觸摸屏之間進行相互通信實現(xiàn)控制設(shè)備正常運轉(zhuǎn)，解決這一問題的方法是深刻領(lǐng)會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

[1] 昆明船舶設(shè)備集團有限公司，北京卷煙廠成品煙絲庫自動化物流系統(tǒng)L0130D02電控系統(tǒng)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(yīng)用技術(shù)，機械工業(yè)出版社