水泥包装袋计数器的研发和应用

    我公司5000t／d生产线的水泥包装系统有4套BHYM-8型8嘴回转式水泥包装机。2005年11月我公司自主开发制作了一套FCT-2P型PLC加上位机集中控制计数器系统，效率比原有的基于单片机和数显仪表的单车道水泥计数器有较大的提高(设计速率为2000袋／h)，袋装水泥集中控制发货。运行初期的一年内，准确率可达95％，但也存在设计上的问题，如：①光电传感器使用的是漫反射式的产品，检测距离≤lm，使得它的防尘效果不明显；②程序处理信号时，没有滤波和连包程序处理，一个很小的干扰脉冲或人为的用手干扰，计数器也认为是l袋(造成多计)；而水泥袋连包时，则计数器只计1包(造成少计)；③没有备用的RS485通讯接口，横皮带扒袋处和发货处没有显示屏，不能让客户把握实时装车量，容易造成客户的扯皮现象。同时，经检查发现工控机严重腐蚀，主板已经不稳定，基本断定主机报废，需要进行更换，而且USB接口和光驱已经坏掉。在此情况下，我公司在尽可能利用原来设备的基础上，进行技术改造，开发了第2代水泥发货计数控制系统。

1  装袋计数器的新设计方案

    经过现场勘察讨论，决定采用基于PLC+上位机的集控系统，并辅助以汽缸和继电器进行控制，以LED大屏幕进行显示，以ODBC数据库进行数据分析和查询处理的解决方案。对射型光电传感器为数据采样机构，进行装车状况信息的采集，并由PLC内的程序进行分析处理。上位机为数据监控机构，对生产状况和PLC内经过处理的数据进行监控，和PLC进行人机对话，发出指令。同时上位机也是数据库服务器，将所有数据、记录、报警和归档等存入数据库，可在任何时间进行查询。PLC也是控制机构，输出继电器直接控制汽缸、皮带机、电铃等。上位机可以与LED屏幕进行通讯，使得装车袋数、预装量、水泥价格等可实时显示，供货主和岗位人员实时查看。

    工艺布置见图l，发货计数器PLC控制程序流程见图2。

图1   工艺布置

图2    发货计数器控制流程

2  系统构成

    水泥包装袋计数系统由以下部分组成：PLC系统、上位机系统、信号采集系统、大、小屏幕系统、485总线通讯系统、汽缸阀板执行机构、数据库系统及监控系统。其中PLC为西门子S7-200，增加一块EM222扩展模块，输出继电器选用性价比较高的施耐德产品；上位机为台湾研华2.4GHz，1G Ram，80GHDD的工控机，由西门子光电隔离的PPI电缆实现通讯；系统信号采集部分在防尘控制盒里，装有光电传感器、信号隔离器等元件。此外，还有现场各相关岗位上的显示屏，安装在现场的电铃和指示灯，够数后自动关闭的电磁阀板等。由于是自主研制开发的，大部分备件只是成本价，与成套采购厂家的计数器相比成本节约l／3以上。系统结构见图3。

图3   系统结构