一.概述
硬盒香煙包裝機(jī)是一臺(tái)由1萬多個(gè)零部件組成的高度自動(dòng)化的生產(chǎn)機(jī)械（見圖1）
自90年代初開始，我公司就已經(jīng)為國(guó)家煙機(jī)總公司指定的唯一一家生產(chǎn)廠配套制作以三菱PLC（當(dāng)初使用F1-60MR）為核心的電器控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了整機(jī)控制國(guó)產(chǎn)化。
近十年來，隨著生產(chǎn)工藝的不斷改進(jìn)，香煙市場(chǎng)的不斷變化，為了適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要，主機(jī)生產(chǎn)廠家在提高和完善機(jī)器性能的同時(shí)又開發(fā)出了許多新的品種機(jī)型。除常見的20支包裝的香煙外（盒內(nèi)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(jī)型等等。而PLC控制系統(tǒng)在靈活適應(yīng)這些變化的同時(shí)，也把新的技術(shù)新的性能應(yīng)用到所開發(fā)的產(chǎn)品中。如反映生產(chǎn)流程的顯示系統(tǒng)，由最初的單片機(jī)模擬顯示盤，改為彩色CRT顯示，然后又發(fā)展到當(dāng)前的人機(jī)界面多功能顯示器。利用PLC的通訊功能和高級(jí)指令把上位機(jī)PLC及顯示器聯(lián)接成一有機(jī)整體。因此產(chǎn)品受到用戶，特別是操作工人的歡迎。數(shù)百臺(tái)此類包裝機(jī)工作在全國(guó)幾十家大中小型卷煙廠的生產(chǎn)線上。
二.系統(tǒng)簡(jiǎn)介
1．系統(tǒng)方框圖（圖2）
控制系統(tǒng)由PLC,變頻器，人機(jī)界面，I/O接口等部分組成。
2．機(jī)床對(duì)控制系統(tǒng)的主要工藝要求
1，主電機(jī)平滑起動(dòng)，無級(jí)調(diào)速，運(yùn)行速度為120-140包/分（約為38-40Hz）。
點(diǎn)動(dòng)速度15-20Hz。
2，低速時(shí)有轉(zhuǎn)矩提升，快速制動(dòng)。
3，機(jī)床可以長(zhǎng)期運(yùn)行，要求安全可靠。
4，機(jī)床潤(rùn)滑系統(tǒng)的注油電機(jī)每2小時(shí)自動(dòng)注油5秒（時(shí)間可調(diào)），也可手動(dòng)加油。
5，干燥鼓兩側(cè)電熱絲（2*360W）恒溫加熱，控制精度 50±0.05度。
6，發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)該能夠顯示故障名稱以及發(fā)生的部位。
7，由于各種原因造成的不合格產(chǎn)品（煙包），應(yīng)該在同一指定工位準(zhǔn)確剔除。
8，對(duì)不合格煙包的處理及停機(jī)故障應(yīng)該區(qū)別以下情況。
①油位低，離合器過載，擠煙等15種故障發(fā)生時(shí)必須立即停機(jī)。
②煙支空頭，濾咀缺少等故障造成的不合格產(chǎn)品不停機(jī)，只發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，到指定的工位將其剔除。
③鋁紙漏裝，內(nèi)襯漏裝等故障造成的不合格產(chǎn)品，需要立即停機(jī)，但可以點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行并在指定的工位將其剔除。
3．控制方案的實(shí)現(xiàn)
當(dāng)車間工人把84毫米長(zhǎng)的過濾咀香煙碼放在煙庫(kù)內(nèi)并起動(dòng)機(jī)器，機(jī)器就以
每分鐘120-140包的速度生產(chǎn)出按一定規(guī)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(jī)器的生產(chǎn)速度很高，工藝動(dòng)作要求復(fù)雜，只要充分利用PLC本身的特點(diǎn)，再結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐，我們開發(fā)了一套簡(jiǎn)捷周密的邏輯控制方案，完全滿足所有工藝要求。
系統(tǒng)中使用了35個(gè)開關(guān)量輸入信號(hào)，10個(gè)開關(guān)量輸出信號(hào)。程序中應(yīng)用了9種基本指令，10種功能指令（如 INC,MOV,BMOV,CMP,SFTL,ADD等），8個(gè)定時(shí)器，6個(gè)計(jì)數(shù)器，8個(gè)指針，28個(gè)數(shù)據(jù)寄存器（含斷電保持型），共1100條語句。整個(gè)程序不僅實(shí)現(xiàn)了全部工藝要求，而且還增加了許多輔助功能，如生產(chǎn)時(shí)間和停機(jī)時(shí)間的統(tǒng)計(jì)顯示，故障頻次的統(tǒng)計(jì)，成品產(chǎn)量與廢品剔除數(shù)量統(tǒng)計(jì)，日期時(shí)間顯示，日產(chǎn)量班產(chǎn)量報(bào)表的生成打印輸出等功能。此外還允許操作工人對(duì)一部分運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行在線修改，利用人機(jī)界面上的觸摸開關(guān)即可實(shí)現(xiàn)。
由于PLC本身的可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)及有在線修改的能力，使我們的控制系統(tǒng)聯(lián)機(jī)調(diào)試調(diào)整時(shí)間大大縮短，幾乎省去了現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)，一般操作工人或維修電工均可勝任調(diào)試工作。所以受到了廠家的普遍好評(píng)。
圖3：運(yùn)行畫面
4．運(yùn)行體會(huì)與經(jīng)驗(yàn)
①移位指針命令SFTL的巧妙應(yīng)用：
煙包在機(jī)器上有20個(gè)工位完成一系列封裝工序，其中7種不合格煙包的故障監(jiān)測(cè)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(nèi)存區(qū)作為移位寄存器，利用同步脈沖作移位觸發(fā)信號(hào)，就實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)中發(fā)生的任何1種或2種以上不合格品同時(shí)出現(xiàn)時(shí)，均可在同一個(gè)指定工位排序?qū)⑺鼈兲蕹＃ǔ绦驅(qū)嵗?qǐng)見圖4，5）
圖4：SFTL指令和指針的應(yīng)用
圖5：剔除動(dòng)態(tài)顯示
②為了滿足成品產(chǎn)量的計(jì)數(shù)功能，我們?cè)O(shè)計(jì)了一段程序，最大容量可以計(jì)數(shù)1億包。按每分鐘120包的產(chǎn)量計(jì)算，每天兩班16小時(shí)，每月30天，可以累計(jì)2年的產(chǎn)量。這充分利用了PLC數(shù)據(jù)寄存器的功能。（程序見圖6）
三.使用效果
1996年該機(jī)組由國(guó)家煙草總公司及天津市津經(jīng)委堅(jiān)定其結(jié)論為：“該產(chǎn)品填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，屬國(guó)家同類產(chǎn)品先進(jìn)水平”同年通過了IS09002體系認(rèn)證。
該系列產(chǎn)品不僅成為生產(chǎn)廠家的拳頭產(chǎn)品，而且由于煙草行業(yè)的高額利潤(rùn)和稅收，就為廣大（卷煙廠）用戶創(chuàng)造了十分可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。此外該系列產(chǎn)品還向香港，烏干達(dá)，越南，塔吉克斯坦，新加坡等國(guó)家和地區(qū)出口，為國(guó)家創(chuàng)收大量外匯。
四.今后的改進(jìn)方向
1．使用旋轉(zhuǎn)編碼器，充分利用PLC的高速計(jì)數(shù)器功能，進(jìn)一步簡(jiǎn)化程序。
2．增加通訊模塊實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化，便于用戶管理。
3．應(yīng)用FXGP軟件，選用FX2N-80MR解決遠(yuǎn)程通訊，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)調(diào)試，網(wǎng)上指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行。為主機(jī)廠商和用戶之間的技術(shù)交流架起一座方便快捷的網(wǎng)絡(luò)橋梁，縮短地域之間的距離。進(jìn)一步提高服務(wù)效率，節(jié)約成本。
