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一. 概述
硬盒香煙包裝機是一臺由1萬多個零部件組成的高度自動化的生產機械。
自90年代初開始，我公司就已經為國家煙機總公司指定的唯一一家生產廠配套制作以三菱PLC（當初使用F1-60MR）為核心的電器控制系統，實現了整機控制國產化。
近十年來，隨著生產工藝的不斷改進，香煙市場的不斷變化，為了適應市場經濟的發展需要，主機生產廠家在提高和完善機器性能的同時又開發出了許多新的品種機型。除常見的20支包裝的香煙外（盒內按7，6，7支三層排列），雙十支扁盒，雙8支扁盒型，以及高速機型等等。而PLC控制系統在靈活適應這些變化的同時，也把新的技術新的性能應用到所開發的產品中。如反映生產流程的顯示系統，由最初的單片機模擬顯示盤，改為彩色CRT顯示，然后又發展到當前的人機界面多功能顯示器。利用PLC的通訊功能和高級指令把上位機PLC及顯示器聯接成一有機整體。因此產品受到用戶，特別是操作工人的歡迎。數百臺此類包裝機工作在全國幾十家大中小型卷煙廠的生產線上。
二. 系統簡介
1．系統方框圖（圖2）
控制系統由PLC,變頻器，人機界面，I/O接口等部分組成。
2． 機床對控制系統的主要工藝要求
1， 主電機平滑起動，無級調速，運行速度為120-140包/分（約為38-40Hz）。點動速度15-20Hz。
2， 低速時有轉矩提升，快速制動。
3， 機床可以長期運行，要求安全可靠。
4， 機床潤滑系統的注油電機每2小時自動注油5秒（時間可調），也可手動加油。
5， 干燥鼓兩側電熱絲（2*360W）恒溫加熱，控制精度 50±0.05度。
6， 發生故障時，應該能夠顯示故障名稱以及發生的部位。
7， 由于各種原因造成的不合格產品（煙包），應該在同一指定工位準確剔除。
8， 對不合格煙包的處理及停機故障應該區別以下情況。
① 油位低，離合器過載，擠煙等15種故障發生時必須立即停機。
② 煙支空頭，濾咀缺少等故障造成的不合格產品不停機，只發出聲光報警信號，到指定的工位將其剔除。
③ 鋁紙漏裝，內襯漏裝等故障造成的不合格產品，需要立即停機，但可以點動運行并在指定的工位將其剔除。
3．控制方案的實現
當車間工人把84毫米長的過濾咀香煙碼放在煙庫內并起動機器，機器就以
每分鐘120-140包的速度生產出按一定規律排放好的硬盒香煙，然后封裝好透明紙貼好金黃色的拉線。盡管機器的生產速度很高，工藝動作要求復雜，只要充分利用PLC本身的特點，再結合生產實踐，我們開發了一套簡捷周密的邏輯控制方案，完全滿足所有工藝要求。
系統中使用了35個開關量輸入信號，10個開關量輸出信號。程序中應用了9種基本指令，10種功能指令（如 INC,MOV,BMOV,CMP,SFTL,ADD等），8個定時器，6個計數器，8個指針，28個數據寄存器（含斷電保持型），共1100條語句。整個程序不僅實現了全部工藝要求，而且還增加了許多輔助功能，如生產時間和停機時間的統計顯示，故障頻次的統計，成品產量與廢品剔除數量統計，日期時間顯示，日產量班產量報表的生成打印輸出等功能。此外還允許操作工人對一部分運行數據進行在線修改，利用人機界面上的觸摸開關即可實現。
由于PLC本身的可靠性高，抗干擾能力強及有在線修改的能力，使我們的控制系統聯機調試調整時間大大縮短，幾乎省去了現場服務，一般操作工人或維修電工均可勝任調試工作。所以受到了廠家的普遍好評。
圖4：運行畫面
4． 運行體會與經驗
① 移位指針命令SFTL的巧妙應用：
煙包在機器上有20個工位完成一系列封裝工序，其中7種不合格煙包的故障監測傳感器分別分布在第1，2，4，7，11，13，17工位上。我們指定M100到M119內存區作為移位寄存器，利用同步脈沖作移位觸發信號，就實現了生產中發生的任何1種或2種以上不合格品同時出現時，均可在同一個指定工位排序將它們剔除。（程序實例請見圖5，6）
圖5：SFTL指令和指針的應用
圖6：剔除動態顯示
② 為了滿足成品產量的計數功能，我們設計了一段程序，最大容量可以計數1億包。按每分鐘120包的產量計算，每天兩班16小時，每月30天，可以累計2年的產量。這充分利用了PLC數據寄存器的功能。（程序見圖7）
三. 使用效果
1996年該機組由國家煙草總公司及天津市津經委堅定其結論為：“該產品填補了國內空白，屬國家同類產品先進水平”同年通過了IS09002體系認證。
該系列產品不僅成為生產廠家的拳頭產品，而且由于煙草行業的高額利潤和稅收，就為廣大（卷煙廠）用戶創造了十分可觀的經濟效益和社會效益。此外該系列產品還向香港，烏干達，越南，塔吉克斯坦，新加坡等國家和地區出口，為國家創收大量外匯。
四. 今后的改進方向
1． 使用旋轉編碼器，充分利用PLC的高速計數器功能，進一步簡化程序。
2． 增加通訊模塊實現網絡化，便于用戶管理。
3． 應用FXGP軟件，選用FX2N-80MR解決遠程通訊，實現網絡調試，網上指導現場運行。為主機廠商和用戶之間的技術交流架起一座方便快捷的網絡橋梁，縮短地域之間的距離。進一步提高服務效率，節約成本。 | | |
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