濾嘴棒托盤包裝輸送系統的設計研究范文

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摘要：分析了濾嘴棒托盤包裝輸送的生產工藝過程，設計了濾嘴棒自動托盤包裝系統。該系統實現了實盒濾嘴棒的自動暫存、滿托盤自動輸送、信息自動匹配、數據實時顯示、設備遠程管理以及系統運行狀態的動態顯示和報警。系統結構簡單，界面簡潔，功能完善，有效提升了濾嘴棒包裝輸送的自動化水平，滿足了濾嘴棒托盤包裝的使用要求。

關鍵詞：濾嘴棒；托盤包裝輸送系統；PLC

0引言

在國內煙草行業，整個生產工藝過程的物流自動化應用已經非常廣泛和深入，各煙草企業相繼提高生產過程的物流自動化水平，減少人工環節，實行全面集成的管理模式。托盤包裝輸送系統成功實現了對濾嘴棒實盒進行立庫緩存、托盤成組輸出、托盤層碼、自動套膜、生產合格自動貼標。濾嘴棒作為卷煙企業重要的輔料，有的煙草企業擁有自己的濾嘴棒車間，也有專業化的濾嘴生產和研發企業。在國內，大部分的濾嘴棒托盤包裝系統為人工作業或半自動作業，人工利用叉車或液壓車對濾嘴棒進行實盒搬運，人工層碼，利用裹膜機進行裹膜，在整個過程中體力作業量大，自動化程度低，生產效率低下。南通煙濾嘴有限責任公司與昆明船舶設備集團合作開展南通煙濾嘴公司的易地技改項目，成功實現了濾嘴棒實盒的立庫緩存、即時成組輸出、自動規格匹配層碼、位姿調整、自動套膜、合格證打印貼標等功能，并且克服了設備多、接口復雜的項目難點問題。此設計有效保證了進料的準確性以及運行的穩定性，實現了濾嘴棒在線生產包裝，各項指標達到了設計預期。整個系統以西門子S7-400PLC為控制核心，采用分布式I/O站點，配電和控制柜分離，現場設置有操作員終端，整個托盤包裝系統采用自動化物流，減少人工干預，提高企業質量控制和自動化生產水平，實現全過程的實時在線監控。上位機系統通過OPC與PLC進行數據操作，采用工業以太網進行通信，系統的可靠性好，運行效率高，降低了系統維護人員的工作量，實現了高效實時在線監控。

1系統概述

在濾嘴棒生產車間布置有多組成型機組進行濾嘴棒的生產，通過裝盤輸送系統以及軌道穿梭車系統將實盒濾嘴棒成組輸出到立體庫中，通過WMS信息數據庫的自動匹配和計算，將同一車間班次、同一機臺生產的實盒濾嘴棒出庫，完成對實盒濾嘴棒的托盤包裝。輸送線包含多條輸入和輸出通道的立體倉庫、升降輸送設備、合流成組輸送設備、層碼裝置、套膜設備、合格證貼標以及輔料的輸送設備和其他輸送設備。

2控制系統的實現

2.1系統接口

托盤包裝輸送系統需要滿足生產車間托盤包裝的所有生產任務。整個輸送系統運行面臨多種困難，包括成型設備種類多、控制模式復雜多樣、輔助物料質量參差不齊等等，其中不乏一些復雜的單機設備，因而系統之間的信息交互就顯得尤為重要。控制系統與層碼設備的通信采用基于以太網的FB14/FB15以及SFB14/SFB15功能模塊進行通信。控制系統與其余設備采用硬件I/O聯鎖，其可靠性高、操作簡單，有效地避免了因通信異常產生的運行故障。

2.2控制策略的實現

當智能軌道穿梭車按照上位系統下達的站臺指令將生產機臺生產的實盒濾嘴棒輸送到指定站臺時，小車對接卸貨完成，上位系統下達入庫命令將實盒濾嘴棒分類入庫。當滿足出庫條件時，上位系統下達出庫指令，控制系統進行匹配、合流成層、與輔料進行層碼、套膜、貼標，完成生產任務。在整個生產過程中，為了保證物料和信息的一一對應，防止出現混裝、亂層、數量錯誤等情況，控制系統還需要對系統單一設備進行控制，但由于設備眾多、流程復雜，為了保障信息通信正常和運行流暢，部分功能還必須由上位計算機系統進行控制，例如二次比對校驗等，可實現信息追溯，找到錯亂位置，方便進行人工修正。上位計算機系統可實時顯示設備動態且能夠下達任務指令，對于中間過程的人工誤操作都可以進行任務查詢、更改、刪除、追溯等。整個系統的信息直觀明了，操作性強，若出現故障、錯誤會有蜂鳴器報警，報警燈閃爍，現場人員可以及時處理校正，進一步提升了產品質量。

2.3設備人員交互

在過程日趨復雜、對機器人和設備的要求不斷增加的環境中，獲得最大的透明性對操作員來說至關重要，操作員終端提供操作員與過程設備（PLC）之間的接口。操作員通過查看操作屏上的動態更新顯示信息，通過良好的圖形用戶界面來控制設備的運行過程，對于臨界狀態產生的報警記錄進行檢查，還可以對運行參數進行管理。在系統軟件運行過程中，根據數據的實時變化，實現動態效果。這樣便將現場的工況真實、合理地反映到計算機的監控畫面中，直觀、便捷，人機交互性好，運行可靠。

2.4設備運行

該控制系統具有良好的開放性，可以根據不同的權限要求對系統進行操作。系統經過長時間的調試運行，已在江蘇中煙南通煙濾嘴公司使用，效果顯著，能夠滿足企業控制和使用要求。

3結語

該系統有效地實現了對實盒濾嘴棒進行托盤包裝的實盒暫存、自動成組、位姿調整、成層、碼垛、套膜、合格貼標。利用現場放置的操作員終端可以快速通過簡便的圖形界面進行信息更改及運行狀態查詢等，實現了系統的高效運行。該系統的投入使用，適應了加強生產自動化管理的要求，減少了員工的勞動強度，提高了濾嘴棒托盤包裝作業的自動化和標準化水平，有效地降低了生產成本，達到了預期的效果，為設備的安全、穩定和長期管理發揮了重要作用。

［參考文獻］

[1]金桂根，劉海萍，王京林.卷煙濾嘴棒生產線自動化立體庫技術[J].物流技術，2006（11）：23-24.

作者:刁雪軍 桑學海 李惠東 曹友林 單位:南通煙濾嘴有限責任公司