基于滴水節流算法的件煙定位控制優化

黃許立 馬志遠

【摘 要】我司成品件煙輸送系統主要由雙履帶輸送機、鏈條機、分揀機等構成，用于合流、分揀、輸送件煙。原有件煙分揀后件煙定位裝置故障率高，造成分揀道故障頻次為3.76次，維修工作量大。對此，我們通過優化分揀后件煙輸送裝置，基于滴水節流算法設計件煙輸送控制方式，對輸送機控制程序進行優化。自改造后，設備運行情況良好，故障頻次降為0.73次，有效提高設備運行效率。

【關鍵詞】滴水節流算法;件煙;輸送

1.存在問題

件煙分揀后通過帶有輥子附件的鏈條進行輸送定位，由于該輸送方式定位不可靠，易出現件煙歪斜等定位故障，且需頻繁維護輥子附件，經統計改造前3個月分揀道故障頻次為3.76次（故障次數/入庫件煙數量（萬件）），直接影響車間生產。通過對件煙定位裝置進行試驗，發現存在以下問題：裝置定位方式不穩定、控制方式不合理，是造成分揀道故障頻次高的根本原因。

（1）定位方式不穩定

輥子采用固定和自由轉動兩種形式，并采用角度安裝，實現件煙自動靠邊定位。件煙向前輸送時，受到摩擦力f作用，運行到末端擋板后，受到向后的推力。由于定位輥子軸線與擋板間存在一個斜角α，定位輥子與件煙之間存在滾動摩擦力和滑動摩擦力，合力使件煙向側邊護欄靠緊，到達抓煙定位點。

（2）控制方式不合理

現有定位裝置采用一個驅動電機，通過鏈傳動輸送。定位裝置緩存件煙數量為3件，件煙先后到達定位裝置后，鏈條持續輸送，待第3件件煙到位后停止運行，輸送機采用一段式控制方式。

通過分段控制試驗，在第1、2件煙到位后，將第3件煙用緩存氣缸頂起，使其停止在緩存輸送機，以達到分段式控制效果，由單因子方差分析得出，P值小于0.05，說明分段控制同定位故障二者之間存在顯著性相關性。

針對上述問題，通過優化輸送裝置和控制，提高設備運行穩定性。

2.改進方法

（1）定位裝置優化

采用電動輥筒輸送定位方式，將帶輥子附件鏈條輸送方式更換為柔性度更高的電動輥筒，重新設計了6個通道的控制電路圖。根據電動滾筒的功率及電流需求情況選擇了雙通道冗余電源輸出，確保電源供應穩定，當某個分揀道或電源通道出現故障后，不影響另外的分揀通道，提高了系統冗余性能。

（2）控制流程優化

在綜合考慮設備低功耗性及確保流程順暢性后，對PLC電控程序重新設計，采用了滴水式節流控制算法。與原有流水式控制相比，該控制算法定位更加精準，能降低設備運行時長，降低能耗，提高設備使用壽命。

3.改造效果

改造后定位輥筒共3分段進行控制，每段由一個電動滾筒通過多楔帶帶動若干個從動輥筒輸送。3個電動滾筒分別控制件煙1、件煙2、件煙3的輸送和停止，所有件煙均能獨立控制，運行定位測試情況如圖所示1。

通過對6個緩存通道分別進行了72次測試，測試件煙分段運行定位準確率達到100%，同時經測算，全年可產生71292元的經濟效益。

通過改造，件煙輸送裝置實現分段控制，電機間歇運動，同設備之間相對摩擦時間縮短，件煙定位準確。改造后電動棍運行穩定，定位不準問題顯著改善，件煙定位故障頻次明顯降低。經統計，改造后3個月件煙分揀道故障頻次降為0.73次，降低80%以上，有效提高件煙輸送分揀的穩定性，滿足件煙碼垛需求，保障車間正常生產。

參考文獻：

[1]李銀華，趙凡，姜克森，王博.煙箱分揀自動控制系統研究.包裝工程，2015，36（3）.

作者簡介：

黃許立（1985-），男，碩士，工程師，主要從事自動化物流系統的維護。

通訊作者：

馬志遠（1987—），男，本科，高級工程師，主要從事自動化物流系統的維護。

（作者單位：龍巖煙草工業有限責任公司）