風(fēng)力送絲牌號(hào)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)及應(yīng)用

龍愛華

(重慶煙草工業(yè)公司黔江分廠，重慶 409000)

牌號(hào)跟蹤是制絲流水生產(chǎn)線貫穿每道工序中非常重要的一項(xiàng)數(shù)據(jù)采集，我廠制絲生產(chǎn)線的數(shù)據(jù)系統(tǒng)是采用功能強(qiáng)大的SybaseSQLAnywhere數(shù)據(jù)庫，為HMI提供了快捷之門。風(fēng)力送絲作為制絲的尾端工序，也是承接卷包的過渡工序，牌號(hào)跟蹤更是顯得尤為重要。

一、概述

風(fēng)力送絲工序是制絲車間與卷包車間自動(dòng)化生產(chǎn)線的關(guān)鍵接口工序，在卷煙自動(dòng)化生產(chǎn)線上起著舉足輕重的作用。制絲車間按批次生產(chǎn)不同牌號(hào)的煙絲，存儲(chǔ)在不同的儲(chǔ)絲柜里。風(fēng)力送絲工序就是將儲(chǔ)絲柜里的煙絲按牌號(hào)輸送到4臺(tái)發(fā)絲機(jī)里，每臺(tái)發(fā)絲機(jī)上有6根風(fēng)管，煙絲通過風(fēng)管，利用負(fù)壓送到每臺(tái)卷接機(jī)進(jìn)行成品煙支的卷接。卷包車間卷接機(jī)組每天生產(chǎn)煙絲的牌號(hào)，是通過卷包車間傳遞生產(chǎn)單與風(fēng)力送絲操作工進(jìn)行人為銜接。風(fēng)力送絲操作工在操作站上人為選擇每一臺(tái)卷接機(jī)發(fā)送煙絲的牌號(hào)，然后直接啟動(dòng)發(fā)絲生產(chǎn)線向卷接機(jī)送煙絲［1］。這種人工方式下的操作存在兩個(gè)缺陷:

1)人工操作和監(jiān)控工作量大，容易出現(xiàn)疲勞，導(dǎo)致出錯(cuò)。

2)目前的人機(jī)監(jiān)控畫面無卷接機(jī)組實(shí)時(shí)生產(chǎn)牌號(hào)顯示，對(duì)操作工來說缺乏對(duì)牌號(hào)的直觀判斷。

在這個(gè)過程中，對(duì)于各臺(tái)卷接機(jī)生產(chǎn)的牌號(hào)和風(fēng)力送絲各儲(chǔ)絲柜存儲(chǔ)煙絲的牌號(hào)之間沒有相互確認(rèn)的步驟，也就是沒有誰來對(duì)卷接機(jī)生產(chǎn)牌號(hào)和風(fēng)力送絲所送煙絲牌號(hào)是否一致進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和確認(rèn)。如果風(fēng)力送絲操作工出現(xiàn)操作上的失誤，就不容易發(fā)現(xiàn)并及時(shí)糾正，這就存在重大質(zhì)量隱患的根本。

圖1 風(fēng)力送絲工序現(xiàn)場(chǎng)

二、設(shè)計(jì)理念

針對(duì)以上存在的問題，利用現(xiàn)有的硬件環(huán)境(包括聲、光報(bào)警)，開發(fā)一套風(fēng)力送絲自動(dòng)牌號(hào)監(jiān)控系統(tǒng)，主要是完善WinCC監(jiān)控軟件，從SQLAnywhere中讀取牌號(hào)數(shù)據(jù);利用負(fù)壓檢測(cè)裝置獲取卷接機(jī)的生產(chǎn)狀態(tài)，改進(jìn)PLC控制程序。分別實(shí)現(xiàn)兩大功能:

1)嵌入風(fēng)力送絲監(jiān)控畫面中的每組卷接機(jī)臺(tái)的計(jì)劃生產(chǎn)牌號(hào)和實(shí)際生產(chǎn)牌號(hào)顯示，并對(duì)每個(gè)機(jī)臺(tái)間的計(jì)劃牌號(hào)和實(shí)際生產(chǎn)牌號(hào)進(jìn)行對(duì)比，若不一致則自動(dòng)彈出報(bào)警。

2)改進(jìn)PLC控制程序，實(shí)現(xiàn)當(dāng)報(bào)警出現(xiàn)時(shí)，也就是機(jī)臺(tái)計(jì)劃牌號(hào)(選定牌號(hào))與生產(chǎn)實(shí)際牌號(hào)(監(jiān)視牌號(hào))不一致時(shí)，自動(dòng)停止發(fā)絲。只有重新選定正確的牌號(hào)后才能重新啟動(dòng)設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)臺(tái)牌號(hào)的自動(dòng)跟蹤和監(jiān)控，避免錯(cuò)發(fā)煙絲。

圖2 牌號(hào)監(jiān)控系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

三、軟件編制

風(fēng)力送絲系統(tǒng)的軟件為西門子WinCC(WindowsControlCenter)工業(yè)監(jiān)控軟件及SIMATICStep7v5．4可編程控制器編輯軟件，為目前大多數(shù)卷煙企業(yè)所用，特點(diǎn)是簡(jiǎn)單易用、功能強(qiáng)大、擴(kuò)展性強(qiáng)［2］。

(一)完善系統(tǒng)人機(jī)界面(HMI)

1)建立WinCC變量。根據(jù)監(jiān)控畫面，分別建立了卷接機(jī)生產(chǎn)牌號(hào)、卷接機(jī)計(jì)劃牌號(hào)和牌號(hào)清零等共44個(gè)變量。

2)嵌入系統(tǒng)監(jiān)控畫面。在原風(fēng)力發(fā)絲的WinCC監(jiān)控主畫面上，增加了14臺(tái)卷接機(jī)的計(jì)劃設(shè)定牌號(hào)和實(shí)際生產(chǎn)牌號(hào)的顯示畫面。原畫面(圖4)與改造畫面對(duì)比(圖5):

圖3 建立WinCC變量

并在主畫面添加卷接機(jī)生產(chǎn)牌號(hào)設(shè)定和更改畫面(圖6):

圖6 卷接機(jī)生產(chǎn)牌號(hào)設(shè)定和更改的彈出畫面

3)利用vb腳本編寫卷接機(jī)牌號(hào)設(shè)定及更改程序［3－4］。

(二)PLC控制程序編寫

(三)系統(tǒng)融合

按照監(jiān)控畫面程序上建立的WinCC變量與PLC程序中相應(yīng)的程序地址建立變量連接，使人機(jī)界面和控制程序融合。牌號(hào)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)的功能和操作包括:

1)操作工向系統(tǒng)輸入每臺(tái)卷煙機(jī)計(jì)劃牌號(hào)，并且按煙機(jī)需要，選擇相同牌號(hào)的儲(chǔ)絲柜發(fā)絲。

2)每臺(tái)卷煙機(jī)實(shí)際生產(chǎn)牌號(hào)和計(jì)劃生產(chǎn)牌號(hào)能在系統(tǒng)監(jiān)控畫面上直觀實(shí)時(shí)顯示。

3)如果出現(xiàn)計(jì)劃牌號(hào)與生產(chǎn)牌號(hào)不一致，系統(tǒng)將彈出報(bào)警，同時(shí)提供操作界面的紅色警示文字報(bào)警和觸發(fā)電鈴聲音報(bào)警。見圖7。

圖7 牌號(hào)不一致時(shí)彈出紅色報(bào)警框

4)若某一卷接機(jī)臺(tái)出現(xiàn)報(bào)警，則相應(yīng)的風(fēng)力送絲機(jī)將不能啟動(dòng)，直到操作人員重新選定計(jì)劃牌號(hào)或者重新選擇正確牌號(hào)的貯絲柜，以使報(bào)警自動(dòng)消除。

5)系統(tǒng)計(jì)劃牌號(hào)可以按生產(chǎn)過程的實(shí)際情況進(jìn)行更改，而實(shí)際生產(chǎn)牌號(hào)不能更改，是根據(jù)選定貯絲柜的牌號(hào)及機(jī)臺(tái)的負(fù)壓檢測(cè)信號(hào)自動(dòng)產(chǎn)生的。

6)在卷接機(jī)生產(chǎn)結(jié)束后，系統(tǒng)的生產(chǎn)牌號(hào)可以自動(dòng)清除(停止生產(chǎn)30分鐘，時(shí)間可根據(jù)情況更改)，也可以手工清除。計(jì)劃牌號(hào)可隨時(shí)根據(jù)生產(chǎn)情況進(jìn)行更改和清除。

四、結(jié)束語

目前，從本研究完成及投入實(shí)際應(yīng)用以來，風(fēng)力發(fā)絲工序再也未出現(xiàn)過發(fā)錯(cuò)煙絲牌號(hào)現(xiàn)象，也從未產(chǎn)生質(zhì)量問題和影響卷包車間生產(chǎn)進(jìn)度的事件，消除了錯(cuò)牌號(hào)發(fā)絲的隱患。風(fēng)力發(fā)絲牌號(hào)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用，不僅減輕了人工操作的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且效果明顯，效益顯著。

［1］國家煙草專賣局．卷煙工藝規(guī)范［M］．北京:中央文獻(xiàn)出版社，2003．

［2］西門子(中國)自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)集團(tuán)．深入淺出西門子WinCCV6［M］．北京:北京航空航天大學(xué)出版社，2004．

［3］鄭晟，鞏建平，張學(xué)．現(xiàn)代可編程序控制器原理與應(yīng)用［M］．北京:科學(xué)出版社，2003．

［4］劉璐，李嶺松．VisualBasic程序設(shè)計(jì)與上機(jī)指導(dǎo)［M］．北京:清華大學(xué)出版社，2007．

(責(zé)任編輯 張佑法)