acta_tech_4(1)_art_07.pdf

(173 KB) Pobierz

<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01//EN" "http://www.w3.org/TR/html4/strict.dtd">

Acta Sci. Pol., Technica Agraria 4(1) 2005, 69-75

STEROWANIE PROCESEM PAKOWANIA PRODUKTÓW

POCHODZENIA ROLNICZEGO

Henryk Juszka, Marcin Tomasik

Akademia Rolnicza w Krakowie

Streszczenie . Przedstawiono kierunki rozwoju nowoczesnych struktur sterowania maszy-

nami pakuj cymi. Opracowano system automatyzacji systemu pakowania produktów, na

który składa si schemat automatyzacji, algorytm sterowania. Zaprogramowano aplikacj

realizuj c opisywany proces dla sterownika logicznego. Obiekt bada stanowiła linia pa-

kowania mniejszych opakowa z produktami pochodzenia rolniczego do opakowa

zbiorczych. Modyfikacja polegała na wprowadzeniu czujników optycznych wysyłaj cych

sygnały wej ciowe do sterownika PLC, który zaprogramowano w j zyku drabinkowym

(LD). Na podstawie informacji z wagi ISHIDA system dobiera odpowiedni algorytm ste-

ruj cy. Prezentowane rozwi zanie odpowiada wymaganiom stawianym liniom pakuj -

cym, polegaj cym na mo liwo ci własnych integracji i pó niejszych modyfikacji.

Słowa kluczowe : pakowanie, programowanie, sterownik PLC

WST P

Bran a maszyn pakuj cych oczekuje na przyj cie jednoznacznych standardów bu-

dowy maszyn. Tymczasem u ytkownicy wprowadzaj własne standardy, ułatwiaj ce

integracj poszczególnych maszyn w kompleksowe linie oraz dopuszczaj własn inte-

gracj w pó niejsze modyfikacje. Coraz cz ciej klienci ycz sobie przygotowania

maszyny pakuj cej czy innych elementów linii do mo liwo ci przekazu informacji,

przeznaczonych do innych urz dze przed lub za maszyn . Aktualnie rozwój maszyn

i urz dze rozumiany jest szerzej, bowiem obok elementów technicznych i ekonomicz-

nych rozwa a si równie , czynniki ekologiczne [Kurczewski i Kłos 2003]. Konieczne

jest zatem odpowiednie wyposa enie automatów pakuj cych, które zapewni nie tylko

odpowiedni poziom higieny, ale równie powtarzalno porcji i minimalne straty pro-

duktu. W celu zachowania ci gło ci procesu produkcyjnego niezb dny jest minimalny

zakres i czas przezbrajania maszyny. Coraz cz ciej stosowane s wielofunkcyjne sys-

temy pakowania produktów w kompletnych zautomatyzowanych liniach technologicz-

nych [Juszka i in. 2003].

Corresponding Author – Adres do korespondencji: Henryk Juszka, Marcin Tomasik, Zakład

Energetyki Rolniczej, Akademia Rolnicza w Krakowie, ul. Balicka 104, 30-149 Kraków

842830929.051.png

842830929.061.png

H. Juszka, M. Tomasik

70

Dodatkowym wymaganiem dotycz cym poszczególnych urz dze stanowi cych

elementy systemu pakowania jest zdolno do zsynchronizowanej współpracy oraz

mo liwo bezstopniowej regulacji wydajno ci [Warczy ski 1999]. Coraz cz ciej

stosowanym rozwi zaniem jest synchronizacja elektroniczna z zastosowaniem sterow-

ników. Elektroniczne systemy sterowanie pozwala zapami tywa parametry pracy, co

z kolei oszcz dza czas poszukiwania bł dów i napraw [Jankowski 2003].

Celem pracy było opracowanie automatycznego systemu sterowania procesem sor-

towania oraz pakowania produktów w opakowania zbiorcze. Pakowanie produktów do

mniejszych opakowa realizuje maszyna pakuj ca RM-30 Als. Nast pnie r cznie trans-

portowane s one do opakowa zbiorczych kartonowych. Automatyzacja polega na

zast pieniu pracy r cznej kompleksowym systemem realizuj cym wszystkie zadania

dot d wykonywane przez człowieka, m.in.: liczenia, umieszczania w zbiorczych opa-

kowaniach, dostarczania pustych opakowa kartonowych, odsyłanie zapakowanych.

Przedmiotem bada był odcinek technologiczny pakowania produktów rolno-

spo ywczych Ishida z wielozakresow nawa ark . Nawa arka posiada od 8–24 kiero-

wanych głowic wa cych utrzymuj cych dokładno wa enia w granicach +/- 0,5 g.

KONCEPCJA SYSTEMU AUTOMATYCZNEGO STEROWANIA PROCESEM

PAKOWANIA

Opracowany systemu automatycznego pakowania do opakowa kartonowych przed-

stawiono na rysunku 1. Składa si z nawa arki Ishida do której doł czono dwa przeno-

niki ta mowe oraz czujniki: A – odliczaj cy opakowania do kartonów, B – wykrywaj -

A – czujnik odliczaj cy opakowania do kartonów

C – detekcja opakowania

Ta moci g linii

pakuj cych

Wielogłowicowa waga Ishida

CCW-M-214W-S

B – detekcja opakowania

Pudełka kartonowe

Rys. 1. Schemat systemu pakowania

Fig. 1. Packaging system scheme

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________

Acta Sci. Pol.

842830929.062.png

842830929.001.png

842830929.002.png

842830929.003.png

842830929.004.png

842830929.005.png

842830929.006.png

842830929.007.png

842830929.008.png

842830929.009.png

842830929.010.png

842830929.011.png

71

Sterowanie procesem pakowania produktów pochodzenia rolniczego

cy obecno opakowa kartonowych na krótszym przeno niku ta mowym, C – wykry-

waj cy gotowo opakowa kartonowych na długim przeno niku ta mowym. Czujniki

te współpracuj ze sterownikiem PLC, wysyłaj sygnały wej ciowe decyduj ce o uru-

chamianiu poszczególnych przeno ników ta mowych.

Komunikacja w systemie sterowania jest realizowana poprzez:

– interfejs komunikacyjny (tworz go optoizolowane zł cza RS 232, które umo li-

wi programowanie i współprac z urz dzeniami zewn trznymi),

– sterownik programowalny PLC z panelem operatorskim oraz wy wietlaczem,

– waga CCW-214-S-W mo e by poł czona z komputerem poprzez Internet,

– serwer Windows DDE umo liwiaj cy bezpo redni transmisj danych do typowej

aplikacji oprogramowania archiwizuj cego danych z produkcji.

W opisywanej aplikacji zastosowano odbiciowe z eliminacj wpływu tła i elemen-

tem laserowym. Zalet takiego rozwi zania jest bezbł dne wykrywanie obiektów bez

wzgl du na materiał, z jakiego s wykonane, precyzja i szybko działania oraz nie-

zwykle prosta mo liwo wyregulowania parametrów pracy ju po zainstalowaniu lub

przy zmianie asortymentu produkcji.

ALGORYTM SYSTEMU PAKOWANIA PRODUKTÓW

Po uruchomieniu procesu pakowania zadajemy wielko opakowa . Automat paku-

j cy posiada 10 głowic wa cych (KP – kubełków podaj cych), wybiera spo ród kilku

głowic sum wag zbli on do zadanej – w tym przypadku b dzie wynosił, 450 g

(Z1-Z10) lub 750 g (X1–X10) (rys. 2). Po umieszczeniu produktów w opakowaniach

odbywa si kontrola wagi. Sprawdzone opakowania kierowane s przeno nikiem do

kartonów. W przypadku opakowa o wadze 450 g w kartonach umieszczonych zostanie

20 sztuk, a przy 750 g b dzie ich 10 szt. W algorytmie znajduje si blok sortowania,

operacja ta b dzie rozwijana w dalszych modyfikacjach linii, obecnie jest pomijany.

Docelowo ma by rozwijana mo liwo pakowania na dwóch liniach z jednym syste-

mem transportowym. Wtedy niezb dne b dzie sortowanie opakowa do kartonów. Jest

to przykład uciekania u ytkowników od standardów, a preferowanie rozwi za umo -

liwiaj cych dostosowanie linii do własnych potrzeb.

OPIS PROGRAMU STERUJ CEGO PRAC SYSTEMU PAKUJ CEGO

Sterownik M90 programuje si w j zyku drabinkowym za pomoc komputera PC

i pakietu narz dziowego U90 Ladder [Unitronics Industrial Automation 2005]. Opro-

gramowanie U90 Ladder pracuje w rodowisku Windows i składa si z edytorów: pro-

gramu drabinkowego, konsoli operatorskiej oraz zmiennych sterownika. Edytor pro-

gramu drabinkowego wykorzystywany jest do tworzenia aplikacji steruj cej, przesyła-

nia-pobierania programów ze sterownika oraz testowania i monitorowania jego zaso-

bów. Projektowaniem komunikatów, doł czaniem do nich zmiennych oraz przypisywa-

nie funkcji do przycisków odbywa si za pomoc edytora konsoli operatorskiej i edytora

zmiennych. Zastosowano sterownik z panele operatorskim umo liwiaj cy ograniczaj cy

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________

Technica Agraria 4(1) 2005

H. Juszka, M. Tomasik

72

dost p tylko dla upowa nionych (wpisanie hasła), na panelu otrzymujemy informacje

z liczników pudełek. Poniewa program jest obszerny przedstawiono tylko fragment

w j zyku drabinkowym.

START

N, KW, KP=?

TRYB PRACY

KP450 lub KP750

KP450

KP750

K1-K2-K3-K4-K5-K6-K7-K8-K9-K10

K1-K2-K3-K4-K5-K6-K7-K8-K9-K10

Z1–Z2–Z3–Z4–Z5–Z6–Z7–Z8–Z9–Z10

X1-X2-X3-X4-X5-X6-X7-X8-X9-X10

AUTOMAT WA CY

=450 lub =750

Tak

Je eli

?450 i ?750

PAKOWANIE DO

KARTONÓW

Tak

Je eli

=450

20 szt. do kartonu

Nie

10 szt. do kartonu

OPAKOWANIE

PEŁNE

WYMIANA

OPAKOWANIA

AWARIA lub BRAK

SUROWCA

STOP

Rys. 2. Algorytm działania systemu pakowania z wag ISHIDA

Fig. 2. Algorithm for system operation with ISHIDA scales

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________

Acta Sci. Pol.

842830929.012.png

842830929.013.png

842830929.014.png

842830929.015.png

842830929.016.png

842830929.017.png

842830929.018.png

842830929.019.png

842830929.020.png

842830929.021.png

842830929.022.png

842830929.023.png

842830929.024.png

842830929.025.png

842830929.026.png

842830929.027.png

842830929.028.png

842830929.029.png

842830929.030.png

842830929.031.png

842830929.032.png

842830929.033.png

842830929.034.png

842830929.035.png

842830929.036.png

842830929.037.png

842830929.038.png

842830929.039.png

842830929.040.png

842830929.041.png

842830929.042.png

842830929.043.png

842830929.044.png

842830929.045.png

842830929.046.png

842830929.047.png

842830929.048.png

842830929.049.png

842830929.050.png

842830929.052.png

842830929.053.png

842830929.054.png

842830929.055.png

842830929.056.png

73

Sterowanie procesem pakowania produktów pochodzenia rolniczego

Sterowanie lini . Szczebel 19 (rys. 3) odpowiada za prac linii z pełnymi kartona-

mi, je eli pojawi si sygnał o resecie licznika (pakowanie do kartonu zako czone),

nast puje przesłanie opakowani na główny przeno nik. Pojawienie si tego opakowania

na nim jest wykrywane przez czujnik, który uruchamia t linie, jednocze nie odsyłaj c

karton do oklejania i pusty karton na lini pomocnicz . Za sterowanie wymian zapeł-

nionego opakowania na puste odpowiedzialny jest szczebel 20. Je eli uruchomi si bit

MB 2 (reset licznika) i czujnik wykryje oczekuj cy karton In 0 nast pi uruchomienie

poziomej linii transportowej podstawiaj cej pusty karton. Linia pracuje do chwili, a

czujnik In 1 fotokomórki zatrzyma lini (opakowanie jest na miejscu). Cewka reset

zatrzymuje lini z pustymi opakowaniami.

Rys. 3. Fragment programu steruj cego przeno nikami transportowymi

Fig. 3. Fragment of the software controlling conveyor belts

Wymagania odno nie bezpiecze stwa pracy linii pakuj cej narzucaj konieczno

tworzenia poł cze zale nych, zezwalaj cych na uruchamianie tylko po spełnieniu

wszystkich warunków startu (rys. 4).

Rys. 4. Sekwencja uruchamiania procesu pakowania

Fig. 4. Launch sequence for the packaging process

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________

Technica Agraria 4(1) 2005

842830929.057.png

842830929.058.png

842830929.059.png

842830929.060.png

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

11115.pdf (143 KB)
CHIP-artyku%B3.doc (3161 KB)
CX-ONE-PL+Broszura.pdf (3019 KB)
209099.pdf (3149 KB)
13-2009-pn-dzp-rpw_57_Załacznik nr 1 do SIWZ.pdf (140 KB)

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin