雷管装配线自动分送控制系统的优化的方法分析

摘要：雷管装配线是雷管生产中劳动力较密集、手工作业较多、安全保障度较低的流水线，如何提高装配线自动化程度，确保装配生产线的本质安全水平，是我国民爆行业及雷管生产企业的发展要求。文章仅就装配线产品传递的自动分送系统之优化设计做一研究，就其系统设计方案、控制架构以及各功能模块的编程要点和安保措施进行阐述。
　　关键词：雷管装配线；自动分送控制系统；民爆行业；雷管生产企业
　　中图分类号：TP278 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）28-0026-02
　　1 概述
　　目前国内的绝大多数雷管装配线在生产过程中产品的传送都采用人工传递，生产线人员密集、劳动强度大、技术落后、工效低，且由于人员与危险品直接接触、传递和操作，非常容易造成操作工的伤亡事件。
　　根据国家工信部《关于民用爆炸物品行业技术进步的指导意见》（2010年227号）及《关于加强工业雷管安全生产基础条件建设的指导意见》（2011年431号）精神，国家鼓励支持自动化、人机隔离、危险品自动传送、自动检测、自动装药等自动化生产组线模式的雷管自动装填线和自动雷管装配线。自动装配线第一期目标就是要实现在防护隔断内的自动分送，并且限期逐步淘汰落后的生产线。因此，拥有高效安全自动分送系统的雷管装配线的开发应用前景广阔。
　　2 系统功能及要求
　　2.1 本质安全
　　全联锁、防殉爆，安全、高效输送所有产品；系统全线不积模。
　　2.2 智能控制
　　能自动检索、识别各工位人员有无在线、有无积模情况，智能有序组织输送；为提高工效，输送产品要做到连续不间断化输送；工位进模、出模任何情况无干涉；分送系统应有自检功能，维修人员可根据触摸屏显示的故障信息及时进行处理或检修。
　　3 系统设计
　　3.1 系统组成
　　根据用户产能及要求的不同，雷管装配线一般包含16～20个卡口工序及相应数量的排模（或导通排模）工位、编码工位和收集工位等，自动分送系统安装在防护抗爆装甲内，由上下两根输送皮带、各工位防殉爆门以及进出推送气缸组成。上层皮带正向分送雷管，逆向将空模送回；下层皮带将普验排模后的产品送往编码工位；编码后的产品分送给后续的6～8个收集工位。
　　3.2 控制系统的总体结构
　　控制系统由工业控制计算机、控制室主站PLC、现场各从站PLC、现场触摸屏、CC-LINK现场总线以及各式传感器组成。
　　针对民爆行业易燃、易爆的特殊性及安全考虑，雷管自动装配线执行器件采用全气动元件，电-气变换元件采用隔离安装的电磁换向阀及阀组，控制系统采用分布式控制系统。现场控制采用多个可编程控制器（PLC）分别控制自动分模、自动分配传送、自动回送空模、自动送成品、自动编码及卡口和自动分配收集。现场配装有触摸屏供现场调试及故障报警显示用。现场各PLC作为从站与控制室主站间通过现场总线进行通讯和数据传送。控制室配有上位工控机负责监控生产情况并可管理打印生产报表；控制室配有应急UPS，可供停电后续电半小时以上，以便于停电后的应急处理及不间断连续的实时录像监控。
　　3.3 现场总线
　　由于CC-LINK是个拥有广泛的多厂商设备使用环境的高性能网络，而且取得了ISO 15745-5标准和中国国家推荐标准GB/T19760-2008，所以系统选用了三菱的CC-LINK现场总线。
　　3.4 控制室总站
　　总站选用三菱高性能Q系列PLC挂带QJ61BT11N主站智能模块做主站。主站程序分两部分，包括控制室操作程序和与各从站联系的通讯程序。
　　主站要做必要的参数设置：PLC参数设置；网络参数设置；从站信息设置；主站开关设置。
　　3.5 现场从站
　　3.5.1 从站硬件组成。考虑到民爆产品生产的特殊性、现场I/O量太多以及以后维修调试的方便，系统没有选用远程I/O模块做远程I/O站，而是选用PLC做远程设备站。这样的远程设备站组成的现场控制网，即使一个站出现故障，也不影响其他站的运行，最大限度降低系统风险。同时，调试时也可对单个从站进行调试，简化了现场调试。
　　从站选用FX2N系列可编程控制器挂带FX2N-32CCL从站接口模块做现场工序控制，触摸屏用于运行显示和现场调试。从站程序包含工序主程序、与主站
　　联系的通讯程序以及与触摸屏链接的控制程序。
　　3.5.2 各从站的编程要点：
　　自动分模的编程要点：正常状态下交替分模；带有自检功能，检测发现任何一边10个工位都不需模（或满模），则转为单边供模；检测到两边20个工位不需模（或满模）状态，则暂停分模；任一工位需模（或处于无模状态），自动识别并及时恢复分送模；产量的自动采集；防积模和积模报警。
　　自动配送的编程要点：雷管自动分配传送到各有需求的卡口卡腰工位，无需求的不配送；输送效率要高；工位上班首次配送根据接收到的各工位需模信号先后顺序排序，顺序配送；工位等待模未取走，不配送；不积模，不产生在线冲突；对各工位的信息实施即时采集、实时处理；允许生产中途加入排序或撤离排序（即中途允许增加或减少在线生产人员），系统会自动识别、自动调整对列；所有隔门均自动联锁，以确保不集模和防殉爆功能。
　　空模回送的编程要点：出模设有自动检测出模口过模的功能，能自动避让路过的其他模子；通往运输皮带出模口设计有防止殉爆的联锁门，探测区有模路过不开门，一方面避免模子打架，另一方面可有效避免殉爆的发生。
　　成品模出模的编程要点：成品模出模设有自动检测出模口过模的功能，能自动避让路过的其他模子；通往运输皮带出模口设计有防殉爆联锁门，探测区有模路过不开门，一方面避免模子打架，另一方面可有效避免殉爆的发生；根据打码的快慢自动调节成品出模的速度。
　　卡口（卡腰）的编程要点：能自动精确检测雷管到位情况，不误卡，能有效避免误卡引起的爆炸现象；卡腰、卡口进出模均设有联锁门，确保卡合动作前联锁门处于关闭状态；不积模，每个卡腰、卡口工位始终不超过一模。
　　3.6 自动分送系统的监控
　　控制室的监控显示包含两项内容：一是现场监控视频画面显示；二是现场组态控制画面。
　　组态控制画面包含以下内容：各工位运行状况、各种报警画面信息及产量情况显示等。
　　4 结语
　　自动分送系统在新建雷管生产线上应用后，运行非常好，也得到用户的好评和充分肯定。相信随着今后自动卡口机、自动排模机和自动装盒机的推出，全自动雷管装配线的问世也一定为期不远。
　　参考文献
　　[1] 民爆器材工程设计安全规范（GB50089-2007）[S].
　　[2] 工业和信息化部关于民用爆炸物品行业技术进步的指导意见（工信部安[2010]227号）[S].
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　　作者简介：陶学军（1964-），男，湖南安化人，湖南长斧众和科技有限公司工程师，研究方向：自动化。

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