“问答式”智能诊断在PT70-GDX2卷烟机组上的开发与应用.pdf
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1、中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期:2023 年 12 月 21 日 作者简介:彭勇(1976),男,汉族,湖南常德人,大学,计算机应用,工程师,现就职于湖南中烟工业有限责任公司常德卷烟厂,烟机设备自动化控制。-167-“问答式”智能诊断在 PT70-GDX2 卷烟机组上的开发与应用 彭 勇 戴卫良 袁建华 梁雪俊 李全晶 湖南中烟工业有限责任公司常德卷烟厂,湖南 常德 415000 摘要:摘要:目前,PT70-GDX2 卷包机组作为烟草行业主流机型,其中的质量检测传感器在保障产品质量的过程中起到不可替代的作用,为保障检测器的完好,我们需要在特定的生产时间中对其进行验证,在我们行业内称之为
2、点检。现在行业内的主流点检模式均由各个工厂根据实际情况制定了相应检测器的检验方法及标准,对应的由操作人员或维修人员完成,此类方法基本由人工模拟质量缺陷产品对检测器进行验证。关键词:关键词:PT70-GDX2 机组;质量检测器;智能诊断;应用 中图分类号:中图分类号:TS43 “问答式”智能诊断系统(“Q&A”intelligent diagnostics System)是湖南中烟有限责任公司常德卷烟厂自行开发,用于卷包生产线上质量检测器智能诊断的专用系统,用来实现质量检测器的智能化,将设备运行的机理逻辑和人们在点检过程中的经验转化为智能控制程序效仿人的操作行为,将检测器的点检工作由手动转变为自
3、动,由人工转变为智能,降低人工操作频次,减少失误,同时增加点检频次,有效防止差错,提高检测器的稳定性,使得产品质量和设备有效作业率得到更有利的保障。1 现行的点检模式存在以下几方面的问题(1)人工点检过程存在不可控因素,管理成本较高。一是执行标准存在差异性,受各种因素影响难以按唯一标准、步骤进行点检;二是点检的样品不能绝对标准化,如小透散包检测,人工模拟散包的程度无法每次都在标准范围内,此类点检更多地是验证检测装置的功能完好,对检测装置的灵敏度不能准确验证。(2)检测器点检频次不够。每班进行 1-2 次点检,真空期较长,无法在全生产过程对质量检测器进行有效监控。(3)部分检测器点检的缺陷样品需
4、要人为制造,故造成浪费且增加了消耗,还有流入下道工序的风险。(4)部分检测器点检项目点检时必须要停机,对设备有效作业率也有一定影响。2 解决问题的思路 目前,全行业均无相应的解决办法,因此我们决定从自动化控制方面入手,通过优化设备控制程序和增加辅助的元器件,利用元器件相互之间的逻辑关系或者模拟人工的点检操作来实现质量检测器的校验,实现设备对质量检测装置的智能诊断,并且尽可能地实现全时在线诊断,达到智能点检、智能提示,提升检测装置的保障能力保障产品质量,也提升设备有效作业率,同步减轻操作工的劳动强度的目的1。3 改进项目及方法(1)通过修改 PT70-GDX2 卷烟机组的控制程序,由其它传感器或
5、者执行元件发出一个类似点检样品的缺陷信号,则相应的质量检测器必须回答一个有缺陷的信号,通过这种“问答式”逻辑诊断,在不影响设备运行及增加消耗的前提下,达到点检的目的。1)PT70 卷烟纸接头检测(接装纸接头检测):现有点检方法:在生产过程中,操作工用双层卷烟纸从检测器内划过,在 MAX 必须有烟支剔除,这种方法形成一定的消耗。智能诊断方法:卷烟机在换纸过程中,需要用胶带将 2 个盘纸粘贴起来,就形成了一个接头。卷烟盘纸自动拼接后,利用这个已知(设备已知)的接头对卷烟纸接头检测器进行诊断。我们通过修改控制程序,利用 PLC 发出的拼接信号“问”(产生了一个接头)和检测器检测的信号“答”做对比,如
6、果信号不一致,则说明这个拼接接头没有被检测器检测到,即可判断该检测器失效。中国科技期刊数据库 工业 A-168-2)PT70 胶堆检测 现有点检方法:停车手动关闭胶辊,待胶堆自然消失,检测器状态需发生变化,状态指示灯熄灭。智能诊断方法:系统增加胶堆检测自动诊断程序(采用循环采样,间隔时间可以在上位机 IT80 上进行设置)进行智能诊断。当计时器到达循环采样时间且有故障时,控制胶辊电机停止运作,以便进行智能诊断。胶辊电机停止运转后,如果胶堆检测器检测到胶堆信号并持续 8 秒(根据胶水特性可进行修改),则可判断胶堆检测异常。(2)通过增加有效可行的辅助器件,借鉴人工点检的行为,发出一个缺陷产品的信
7、号进行“问答式”逻辑诊断,在不影响设备运行及增加消耗的前提下,达到点检的目的。1)GDX2 反商标纸检测 现有点检方法:人工在商标纸库放三张反商标纸,这三张商标纸通过检测器时必须停车报警;再次启动后在 8 号轮剔除。智能诊断方法:在检测位的商标纸输送底板上加工一白色标记(与商标纸反面的颜色相近)模拟反商标(图一)。使得原本一个周期内只检测商标纸的情况变成检测 2 次,一次是检测商标纸印刷情况,另一次是检测该标记,将原本在正常检测情况下的固定信号变成脉冲信号。检测商标纸印刷正常时输出高电平信号,检测标记时输出低电平信号。根据该波形我们增加程序,若在检测器检测商标纸印刷是输出低电平信号,则剔除烟包
8、;若检测器在检测标记的时候,输出高电平信号则判定该检测器失效。图 1 白色标记示意图 2)GDX2 框架纸接头检测 现有点检方法:人工在内框纸上贴上黑色的拼接胶带,通过检测器时必须停车报警;再次启动后在 8号轮剔除。智能诊断方法:在内框纸切刀的刀架上加装一个带自诊断功能的接近开关,用于检测内框纸切刀离开刀架下降切纸的动作,在切刀的右侧(即切刀位置的下游工位)加装一个色标传感器(图二)检测拼接接头。当机器检测到内框纸用完时,操作人员用黑色胶带进行拼接换纸操作后启动设备,对内框纸拼接黑色胶带进行检测,即:当检测到切刀有离开刀架进行切纸的动作后,内框纸接头传感器必须检测到一次信号状态变化,若没有检测
9、到信号状态的变化,则判定为检测器失效2。图 2 检测器安装示意图 3)CH 拉线偏移或缺失检测 现有点检方法:人为取走一包烟的拉线,盘车直至检测器指示灯熄灭或闪烁,随后启动设备,缺陷烟包在 CH 剔除口剔除。智能诊断方法:采用 1 个微型 FESOTO 滑动气缸(行程:5mm),通过设计的机械安装支架将拉线检测器安装于 FESTO 滑动气缸的滑轨上(图三)。通过编写程序控制,在满足设定时间(时间可通过 OPC 进行调整)的条件后,一旦包装机停车便滑动气缸改变检测器位置,再判断拉线检测器是否检测到拉线。比如:定时器时间设置为 60 分钟,当定时器时间到达之后,若机器停机,则立即输出一个信号控制气
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