烟草分拣线自动控制系统的设计

2014-04-01熊宇聪

机械制造与自动化 2014年5期

熊宇聪

(大连理工大学，辽宁大连 116024)

0 引言

随着社会的发展，工业生产自动化水平的不断提高，现代烟草配送系统越来越趋向高效配送、准确配送方向发展，对烟草分拣线自动控制系统也提出了越来越高的要求:自动分拣、自动分离、自动喷码、自动打包和自动分类，最终按一定的归类输送到配送车进行烟草的配送。

1 分拣线系统构成

整个系统分为四大部分:上位机输入部分，电子标签自动计数部分，分拣线自动输送部分和包装机自动打包部分。

上位机输入部分主要完成用户订单的输入和标牌的扫描输入。通过扫描标牌，上位机就把当前订单的详细数量和香烟类型反映到电子标签部分供操作人员拣烟参照。

电子标签部分除了显示当前订单所需各类型香烟的数量外，还能结合上位机进行自动盘点，以便实时统计当前分拣数量是否与订单相符。

操作人员按照电子标签的提示，把各订单的香烟数量分类分拣出来，归结到一起，放在输送线上，送至包装机进行打包。期间，当香烟经过激光喷码机时，喷码机会按要求自动进行激光打码。

为保证香烟分拣的准确度以及喷码的准确度，整个输送线分为4 段传输(图1)，并全部采用变频控制。

图1 分拣输送线示意图

2 自动控制技术

2.1 整个系统的网络结构(图2)

2.2 控制方式

采用PLC 控制变频器的启动与停止，来实现控制输送线的启、停;PLC 采用CPU 226，通过检测安装于输送线上的光电开关信号，对香烟进行计数统计等处理;输送线的速度调节，依靠维护人员设置变频器参数，达到全部输送线速度同步的目的;计算机通过工业以太网将接收的数据传输给PLC，控制PLC 程序指令运行;喷码机的控制由计算机通过以太网将数据直接传输给喷码机，然后喷码机通过自己的I/O 控制系统接收现场光电开关的信号，自动完成在线喷印打码的过程。

图2 系统的网络结构示意图

3 系统控制流程

3.1 标准条烟输送流程

操作人员得到工作指令后，将配烟标牌放置01 皮带线上，根据电子标签从流利条上取相应数量、品牌条烟放置在标牌后面的01 皮带线上(图3)。标牌和条烟在01皮带线与翻倒双边皮带线相交处由直立翻转成平躺上线。当发生条烟未平躺时，光电开关感应后，将翻转输送机停止。喷印机在本机得信号后进行喷印码，喷码完毕后，三角标牌自动滑落到收集箱中。所有条烟顺着爬坡皮带前行。当有三角标牌上爬坡皮带时，光电开关感应到后，全线停止。当有相当数量的条烟累积在爬坡皮带且将前面的条烟隆起时，光电开关感应后，爬坡皮带停止。

图3 条烟输送流程图

3.2 输送系统停机

当输送机出现故障时，使用声光报警并停止全部输送线。在拣选皮带线的始端，设置一个紧急停止按钮，当紧急情况发生时，工作人员按下停止按钮即可停止整个输送系统，故障由专业人员排除后，按下启动按钮，线体自动复位。在每一个工位都设置一个减速按钮，当拣选人员来不及拣选时，可按下减速按钮，拣选皮带线减速，直到停止。当工作完成时，按下起动按钮后，拣选皮带线重新运行，但前端皮带线不减速和停止。当输送机出现异常时，后面皮带线同时停机，故障排除后复位。当包装机、激光喷码机出现故障时，拣选输送机、爬坡皮带机停止运行。当条烟翻转发生没有完全翻转现象时，条烟翻转输送机和拣选输送机同时停机。当有三角标牌上爬坡皮带时，拣选输送机、爬坡皮带机停止运行。当有相当数量的条烟累积在爬坡皮带时，拣选输送机、爬坡皮带机停止运行。计数有误时，三角牌回收，输送机停止。

4 通讯接口设计

4.1 输送系统与包装机的接口

输送机通过PROFIBUS 通讯方式同包装机的PLC(CPU226)通讯。输送系统将所需包装第一条烟到达的信号提供给包装机。包装机或输送机发生故障或紧急停止时，要求系统全部停止，并相互发出报警信号。

4.2 输送系统与上位机的接口

输送机通过以太网接口同上位机通讯。输送系统PLC 接收上位机的每个订单的数量。当感应器检测到标牌时，对本订单记数，并将实际数量传予上位机，如发生数量不同时，将相应的输送机停机。当喷码机发生故障或紧急停止时，由上位机下传信号要求输送系统的拣选皮带线和双边喷印皮带线停止，并发出报警信号。上坡皮带线继续运行，当上坡皮带线的条烟全部移出后，才停止运行。