M5卷接机辅料自动扫码系统的研究与开发

林文钦

摘要：随着公司十三五落地实施，批次管理系统在各个车间逐步深入开展；批次管理系统须依赖于生产过程中各种数据的精确采集，包括辅料批次，烟丝批次等，从而发挥大数据系统的作用。

关键词：批次管理；自动扫码系统

1、前言

目前厦烟公司装备的高速卷接机M5未选装配套扫码系统，因此不能支持辅料批次数据的采集；由操作人员手持扫码仪对高速卷接机M5辅料进行数据采集不安全（在设备内部）、不可靠、不方便，影响设备效率；为满足数据采集需求，现高速卷接机M5亟需一套辅料自动扫码系统。

2、通过自主研究与开发意义与作用

（1）可以减少开发费用（约为厂家开发的1/10）；

（2）可以缩短开发周期；

（3）可以减少后期维护费用及备件采购费用；

（4）可以提高企业维修人员的技能水平。

3、国内外同类研究现状与发展趋势

（1）目前行业内装备有高速卷接机M5的兄弟烟厂有部分选装配套了扫码系统，而未选装配套该系统的兄弟烟厂暂时没有找到自主开发的相关消息。

（2）HAUNI M5高速卷接机是21世纪新一代的卷接机，运用了HAUNI多年的技术积累来实现，系统复杂，技术起点高，在国内对其的研究还不够深入。

（3）若能够自主对其进行二次研究与开发，是公司技术实力的体现，也可以让相关人员对高速卷接机有更深入的理解。

4、主要研究内容

（1）高速卷接机M5 BD部分的软件与硬件构成分析，研究可行性

（2）掃码组件兼容性及配置测试研究

条形码自动识别系统由条形码标签、条形码生成设备、条形码识读器和计算机组成。条形码技术是在计算机应用中产生发展起来的一种广泛应用于商业、邮政、图书管理、仓储、工业生产过程控制、交通运输、包装、配送等领域的自动识别技术。条形码是由黑与白的线条组合而成的，而条形码扫描器就是借助黑与白对红外线反射程度的不同来判断条形码的宽度。条形码扫描器内有感应器，会根据反射光线强度的不同而产生高低不同的电压，进而产生逻辑数据，然后译码器通过测量脉冲数字电信号0，1的数目来判别条和空的数目。通过测量0，1信号持续的时间来判别条和空的宽度。此时把所得到的条形符号换成相应的数字、字符信息。最后，由计算机系统进行数据处理与管理，物品的详细信息便被识别了。

编码规则有很多种，M5 BD的辅料条形码采用一维码，EAN-128是目前我国所推行的128码，根据EAN/UCC-128码定义标准将资料转变成条码符号，并采用128码逻辑，具有完整性、紧密性、连结性及高可靠度的特性。M5卷接机当前辅料条码格式为EAN128，本项目采用的扫码器为倍加福VB14N-300-R扫码器，防护等级为IP65，配合接线盒CBX100，该扫码器支持RS232通信及多种编码规则，包括EAN128格式，并可以进行功能拓展，性能优异，满足设备及生产需求。

（3）M5 BD beckhoff PLC硬件系统扩展可行性与稳定性测试研究

（4）数据的连接与传递测试研究

将扫码器读取的数据通过网络通信传递给人机界面是本项目的核心，由于HAUNI没有公开M5程序，因此必须通过对配置文件进行分析，提取有效的信息，识别可行的通信信道，编写连接信息，编译组态信息将扫码器读取的数据传递给倍福PLC，并上传至HMI。通过多个网络转换构建条码数据至人机界面的整个通信流程，如下图所示。

（5）自动扫码参数配置与读取性能研究

M5 BD的机械手臂会在每次材料用完后进行装载新辅料，此时可以进行辅料扫码，通过人机界面VISU的参数配置可以启用并提取目标信息，由于使用的是非HAUNI官方的扫码设备，因此必须对该部分参数进行测试并通过调整扫码头设置参数来进行匹配以实现自动扫码及数据读取的可靠性。

（6）数据采集可行性测试研究。

批次管理系统需要在线实时提取辅料扫码信息，而HAUNI VISU人机界面使用的是多个虚拟机分别运行的方式，其所读取的条码信息在VISU界面显示，为了让批次管理系统能够获取信息，必须分析VISU对条码信息的处理及存储方式，通过解码VISU存储的信息格式及研究虚拟机下网络的通信，从而为数据采集提供可行方案。

结束语：

综上所述，本开发实现了在M5卷烟机上进行原机系统集成，保证系统的稳定性，实现了辅料自动扫码系统并为批次管理系统提供了接口，对辅料批次数据的采集提供安全、可靠、方便的数据采集需求，对产品质量安全提供强有力的保障。

参考文献

[1]《PROTOS-M5-BD操作手册》德国HAUNI公司提供。

[2]《自动化生产线安装、调试和维护技术》梁亮、梁玉文，机械工业出版社。

（作者单位：厦门烟草工业有限责任公司）