GDX2小包机加胶预警系统的研发

王金

摘 要：本文利用SIMATIC S7-200 PLC以及SIMATIC HMI触摸屏，针对GDX2包装机小包加胶故障的报警缺陷，设计了一套GDX2小包机加胶预警系统，用于监控小包机加胶情况。在出现加胶故障时，及时报警。提高了产品质量的可靠性，降低出现小盒无胶的概率，避免材料浪费，节约成本。

关键词：GDX2包装机；加胶预警；S7-200 PLC

中图分类号：TP272 文献标识码：A

0.引言

在信息化日益发展的今天，工业技术的应用也越来越功能化。现在已不是一味追求生产产量的时代。产品的质量以及企业的精益化管理愈发重要。

GDX2包装机作为烟草企业的主要包装机型之一，有着诸多优点，但也存在着一些设计上的不足。针对GDX2小盒加胶故障无法预警的问题而设计了本预警系统。

GDX2小盒加胶系统由小盒胶缸、胶量检测传感器、储胶桶、加胶管、加胶电磁阀等部件组成，胶量检测位于胶液上方，当胶量检测传感器检测到胶缸内胶量不足时，将信号传送给GD电控，再由GD电控控制加胶电磁阀动作，将储胶桶内的乳胶通过加胶管流入小盒胶缸内。但在生产实际中，由于胶缸内涂胶器高速转动，有时会将胶液甩到胶量检测传感器上，造成胶量检测传感器被胶糊住，无法检测到胶缸内的实际胶量。此现象持续20分钟左右，会造成GD小盒胶缸内胶液用尽，然后造成小盒打胶不足，最后小盒无胶触发条包机入口开口检测报警，此间出现大批量不合格品。由于GDX2并未设计有关小盒加胶故障的报警功能，只能靠问题发生后的人为发现，存在巨大的质量隐患。

1.SIMATIC S7-200 PLC简介

SIMATIC S7-200 PLC有着很高的实时性能，它处理速度高，并且有着较为强大的通信功能方案，其硬件和软件的操作也十分简便。SIMATIC S7-200 PLC具有统一的模块化设计，其可以控制提供一个有效且经济的自动化解决方案。

2.预警系统的实现

在进行方案确定前，设计并考虑了利用超声波液位探测技术进行胶杠内液位的监控，但考虑外挂的检测受现场高噪声高振动的影响，可能会影响检测的正常使用。而且也有被甩出的胶影响检测效果的可能。通过对机车动作电气原理的分析，找出了通过计数实现预警功能的方法，成功避开了液位检测受外界环境影响大的缺点。

本文选择可以产量计数的检测信号作为输入点，选择高速运行信号作为启动信号，当机车运行时，小包机加胶预警系统开始工作。通过记录一段时间内的脉冲数判断小包机加胶是否正常。

根据功能要求以及经济性的考虑，选择SIMATIC S7-200 PLC以及SIMATIC HMI触摸屏以完成预警系统的功能。

具体思路为：通过监控两次加胶电磁阀作用间隔内十五步轮脉冲计数值，与预设时间值进行比较。当脉冲计数超过加胶极限产量间隔而未进行加胶动作时，则可判定小包胶杠胶量低于最低值，继续使用会造成小盒无胶的质量问题。当加胶时间超过设定最大加胶时间时，则可判定加胶超时，可能为加胶管路堵塞等原因造成的无法将胶桶内的胶液输送到胶杠内。通过STEP7软件进行PLC控制的过程功能编写。利用计数器、计时器及比较器，通过对输入信号的采集来进行判断，利用上述逻辑判断是否达到报警条件，当达到限定条件时，输出报警信号，并在触摸屏上显示警示信息。通过wincc flexible软件进行了触摸屏的组态编写。完成的操作屏界面如图1所示。通过机车单位时间消耗小盒数量以及胶杠胶量的多少，并考虑减少误报的可能性，计算出需要设定的产量间隔以及最大加胶时间。并通过在机车上的实际调试，找出了最优参数设置。经过实际检验，小盒加胶预警系统功能正常，当小盒加胶出现问题是，可以及时显示加胶故障报警信息。最后在GD面板上增加报警灯和蜂鸣器，以方便提醒机车操作人员注意。故障排除报警自动复位，无须人工操作，简化了操作人员的操作步骤。

结语

该课题通过检测加胶电磁阀的动作频率，和每次电磁阀的动作持续时间，诊断两个可能发生的故障：（1）由于胶缸胶量检测被糊住造成的长时间不加胶故障；（2）由于胶桶无胶或者加胶管堵塞造成的电磁阀动作，但是却没有胶液流入的故障。充分地保障了GDX2小盒加胶的可靠性。避免因此造成的大面积截烟和材料浪费。为企业精益化管理提供保障。

参考文献

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