自动化高速包装设备（精选9篇）
自动化高速包装设备 篇1
自动包装机械在我国推广以来, 经过多年不断改进与完善, 全自动包装机械、微打、微电子传感器等多种学科的先进技术融为一体, 其制造技术及应用得到了新发展, 特别对加强企业管理、严格生产、计量精确等方面起到了重要的作用。
1系统组成及工作原理:系统主要由电子秤系统、制袋系统、灌包系统及真空成型系统组成:a.电子秤系统:采用4头电子秤协同工作, 具有计量精确、装包速度快、装包量大等特点。b.制袋系统:采用新型包装材料, 集光电检测技术、同步控制制动技术及先进自动纠偏功能。c.灌包系统:采用超大重量制袋系统, 最多可制成重达2.5kg的包装袋。d.真空成型系统:采用特制多功能多工位转盘, 具有振实、整形、抽真空、热封口、出料输送等功能。
2系统工作流程图见图1。本系统在PLC的集中控制下, 物料由下料机构装入, 同时制袋系统中的整袋机构开始进行制袋过程, 自动完成制袋后, 由袋进给机构提供整袋, 4台高精度智能电子秤自动填料, 由装袋系统装袋, 通过横封机构和纵封机构将袋边角自动折叠后进行下封口, 进入过渡槽真空箱。过渡槽装满后物料袋自动进入4位转盘, 采用位置分割器使装包位置自动转动, 同时进行振实、振平、抽真空, 热封口, 最后成品出包。整个过程中的下料、装包、真空整形、出料环节同步动作, 极大提高了生产效率。
3装置技术原理:a.电子秤系统采用四台DCS-5型高精度电子秤作为精确计量机构, 使物料计量精度达到动态0.2%F.S。b.自动制袋机构:目前国内已有的卷边制袋方式。为了防止大容量物料造成的装袋滑脱问题, 增加了主动供膜止滑机构。同时, 增加了袋口预折角机构, 以保证真空成型后的转型效果。c.过渡槽采用三位并能自动换位, 同时增加空气振动器对装包进行预整型。d.转盘迥转机构采用国外先进的α精确位置分割器, 能将转盘的转位精度控制在2mm范围之内, 保证过渡槽中的三包物料准确进入整形模具内, 转盘具有四个工位同时工作的功能, 即:下料、振实、真空成型、出料同时完成。e.中央控制系统:采用德国进口的西门子PLC作为系统控制中心, 以西门子触摸屏作为人机操作界面, 具有技术先进、工作可靠、操作简单、易学易用等特点, 并带有故障自诊断及故障报警功能, 大大减轻了维护的工作量。
4技术要点和难点:“16包/分钟自动制袋定量真空成型包装的设备”项目开发过程中, 着重解决以下几个方面的问题:
a.采用全悬浮传感器与分辨率达100万的高精度仪表组成的电子秤结构, 为了提高小计量精确度, 选用∑/△24位A/D转换器, 同时为了提高速度, 用四台电子称联动, 由德国西门子PLC可编程控制器控制, 在软件控制方面采用模糊控制技术提高精确度, 界面采用触摸屏显示和控制, 简单易用。
b.制袋系统采用光电检测技术、同步控制制动技术及先进自动纠偏控制技术。为了防止大容量物料造成的装袋滑脱问题, 本系统自动制袋机构在已有的卷边制袋方式基础上, 增加了主动供膜防滑脱机构。主动供膜防滑脱机构由固定滚筒架、活动滚筒架、供膜轮刹车机构组成, 薄膜卷安装在供膜轮中部, 薄膜以S形穿过活动滚筒架与固定滚筒架, 经多级定位滚筒、光电眼、同步拉袋机构后到达袋成型机构。系统工作时, 同步拉袋机构将已卷成圆筒状的薄膜向下拉, 同时活动滚筒架在气缸的作用下移向固定滚筒架, 将已储存的薄膜送出, 使薄膜运送顺畅, 防止薄膜受到太大的拉力而拉偏滑脱。在薄膜运送过程中, 光电眼实时检测薄膜上的色标, 当色标位置到达时, 同步拉袋机构停止, 供膜停止, 同时供膜轮刹车松开, 活动滚筒架在气缸作用下远离固定滚筒架, 带动供膜轮转动, 将薄膜送至滚筒架储存, 以备下一流程使用。采用光电检测技术、同步控制制动技术及先进自动控制纠偏技术, 从根本上解决了塑料袋滑脱问题, 大大减少了塑料薄膜的废品率, 而国外进口的设备送袋机构, 目前还无法彻底解决塑料袋滑脱问题。同时, 增加了袋底预折角机构, 以保证真空成型后的砖型效果, 该两部机构都系国内首创。同时在封口刀上喷涂特氟龙不粘材料, 解决了封口刀封口不彻底、黏连等技术难题。制袋系统集光电检测技术、同步伺服控制制动技术及先进自动纠偏控制, 能够从根本上解决塑料袋滑脱问题, 可大大提高了塑料薄膜的成品率, 杜绝了产生白色污染问题, 减少项目实施的使用成本。
c.采用PLC可编程智能化模糊控制, 开机后所有参数全部自动修正调整, 自动化程度大大加强了。自动制袋, 无需制袋供应商提供成品袋, 减少了中间流通环节, 降低成本。
d.采用α精确定位位置分割技术的多功能转盘, 具有振实、抽真空、待封口、输送等功能, 包装物成砖型。同时, 本系统所用袋的材料采用特氟龙新材料, 杜绝了白色污染问题。为满足装包速度快的要求, 该系统转盘回转机构采用α精确定位位置分割器, 解决了转盘自动精准定位的难题, 保证每个真空工作室能同时容纳2-3袋装包进行真空处理。确保过渡槽中三包物料准确进入转盘内的整形模具内, 转盘具有四个工位同时工作的功能, 即:下料、振实、真空成型、出料同时进行。转盘安装在位置分割器上, 位置分割器与离合器相连, 离合器与转盘电机相连。四工位动作均完成后, 离合器动作, 电机带动分割器动作, 转盘精确转过90度后在分割器作用下出现短暂停止, 此时离合器松开, 转盘定位完成, 可以同时进行下料、振实、真空成型、出料动作。转盘到位后, 过渡槽内的料袋在重力作用下掉落在转盘料盒内完成转盘下料过程。转盘到位后, 在振实工位, 料盒底部安装有空气震动器, 当转盘转动到位后, 震动器动作, 对料盒内料袋再一次进行振实操作, 加强最后成型效果。转盘到位后, 真空成型机构动作, 料盒底部在气缸作用下往上顶, 料盒上部装有热封部件的真空封口机构下降, 与料盒、料盒底部形成密闭腔体, 然后对料盒进行抽气操作, 抽气完成后热封部件动作, 将料盒内已抽气的料袋进行最后封口操作。封口完成后, 执行回气操作, 使料盒内外压力平衡, 然后真空封口机构上升, 同时料盒底部下降, 完成本工位操作。转盘到位后, 下料工位料盒底部打开, 料盒内已真空封口处理的成品料包在重力作用下沿滑道滑下, 进入输送带并由输送带输送出去。本产品同国内自动制袋包装机的比较:国内自动制袋包装机具有自动制袋充填、封口、排料等功能, 但包装重量多为1kg以内, 且没有制六面体袋的功能, 同时没有真空成型的功能, 而本产品具有自动制袋包装机具备的所有功能, 同时包装范围从0.5-2.5kg, 比其他同类产品有了较大的提升, 且具有高速和真空成型的功能。该系统开创国内自动包装机械超大重量自动制袋、多头高精度计量、多功能多工位转盘于一体先河, 具有装包量大, 装包速度快, 计量准确, 真空包装, 外型美观的特点。可以解决国内食品、饲料、石化、制药等行业中大批量真空保鲜包装全自动化的问题。
结论
“16包/分钟自动制袋定量真空成型包装设备”的实施符合国家的产业、技术政策, 是有较强的创新性, 本项目产品的产业化, 一方面能有效解决目前传统包装机械技术性能落后的问题, 提高生产型企业产品包装生产的质量和效率;另一方面也保证了易氧化产品的真空定型包装及工作人员在某些特殊产品, 在包装过程中不被危害身体安全, 从而能够保证企业包装的安全化生产, 此外, 该项目产品的产业化不仅大大提高了本行业综合技术水平, 也加快其发展的节奏, 项目的产业化还将会带动和引导周边行业如粮食加工厂、化工 (化肥) 、食品加工、制药业产业的发展, 为社会提供 (下转259页) (上接66页) 大量就业机会, 社会效益十分显著。
摘要：目前国内许多行业如石油、化工、颜料、制药、建材以及部分食品行业中, 存在着有毒物料, 能产生对人体一定危害的污染。本产品主要应用于粮食 (大米、小麦、饲料) 加工厂、糖厂、化工 (化肥) 、制药、制盐及食品添加剂等行业的产成品包装, 采用的是主动供膜及制动机构, 保证了供膜长度的统一性, 填补了国内集计量、制袋、成型及真空等功能为一体的空白。自动包装机械超大重量自动制袋、多头高精度计量、多功能多工位转盘于一体, 具有装包量大, 装包速度快, 计量准确, 真空包装, 外型美观的特点。可以解决国内食品、饲料、石化、制药等行业中大批量真空保鲜包装全自动化的问题。经过多方面的市场调研, 认为开发“16包/分钟自动制袋定量真空成型包装设备”项目技术含量高、效益好, 国内市场潜力大, 可完全取代进口包装机设备和目前国内流行的带模具真空封口机设备。
关键词：高速定量包装,自动智能化,系统
参考文献
[1]高德.包装机械设计[M].北京:化学工业出版社, 2005, 8.
[2]李玲玲, 余汪洋.国外真空包装机先进机型介绍[J].包装与食品机械, 1994.
[3]许林成.试论当代食品包装机械的主导机型[J].包装与食品机械, 2001.
[4]付志泉.真空包装机气动系统的PC控制[J].包装工程, 1999.
[5]乔光斌.国产自动真空包装机的特点及应用[J].肉类研究, 2001.
自动化高速包装设备 篇2
2010年，设备部在公司领导的正确指导下，在全体员工团结协作、共同努力下，认真贯彻大道公司保畅通的要求，紧紧围绕公司“优质、高效、规范、创新”的工作方针，从各方面加强部门管理，基本保障了收费运营工作的稳定进行。现将本部门一年来的主要工作总结如下：
一、加强部门管理，使机电管理工作制度化、规范化、痕迹化。
1、机电管理工作制度化
今年，设备部在公司管理的统一工作部署下，成为一个独立的行政部门，主要负责机电设备、电力照明、站区设施、办公网络等方面的维修、维护工作，在此基础上明确本部门职责，部门行为准则，部门组织架构、岗位职责，使得部门管理有制度可循，为定岗定编工作打下基础。
建立机电设备巡检保养制度，充分调动本部门维修人员及各站电工工作的积极性和主动性，计划在一段时间内将设备部工作重点从设备抢修转移到日常保养上来，延长设备的使用寿命，降低设备故障率。此项制度即针对每种设备的特点及运行状况，制定不同设备的保养周期，及相应的核查细则。今年仅将此项工作进行试运行，并从中发现问题，从而对此项制度不断进行完善。
为了应对全线通车大流量情况，保证车道能够全部开启，我们建立机电的备品备件制度，从备品备件的采购、出入库、使用、归还、定期盘点、备品备件的存放等方面进行规范。
2、设备保障规范化
全面深入对公司机电设备设施的普查工作，建立机电设备动态设备台账，以各收费站、车道、站级设备进行分类，内容包括设备编号、设备名称、设备型号、设备状态、设备原值、使用日期、保修日期、维修次数、保养时间等方面，便于维修人员实时、全面掌握设备的工作状态、设备保养情况、故障维修情况，提高了维修工作效率，为今后长期搞好机电系统的运行管理和维护打下了坚实的基础，同时为制定下一年度设备维修预算提供了有力的数据支撑。
面对设备报修、维修不及时，车道设备完好率低的状况，重新规范了设备故障报修流程，明确相关责任归属，加强了设备部与各收费站之间的沟通，规范故障报修单与设备维修单的格式、填写规范，在一段时间内，使设备修复不及时的状况得到有效改善，为保障收费运营的正常进行奠定坚实基础。
3、部门管理痕迹化
根据郎总在2010年7月份工作会议上的讲话精神，深刻理解痕迹化管理的重要性，努力落实痕迹化管理，提高本部门员工对公司的认同感、集体感，激励部门员工爱岗敬业的热情，在此基础上，建立了设备维修记录档案，设备保养记录档案，发电机维修保养记录档案，机电设施设备损坏维修记录档案，设备部每日工作情况汇总记录等，并要求部门人员及各站电工认真贯彻并执行痕迹化管理。半年来，收到了较为良好的效果，促进了部门内各项工作的发展，营造了良好的工作氛围。
二、加强设备保障工作，保证收费运营工作的稳定运行
1、做好日常维修工作
1）、一年来，设备部要求部门员工强化服务意识，及时解决公司机电设备设施日常出现的问题。据不完全统计，全年累计维修次数1000余次，及时并有效的解决重大突发事件4次，保证了公司正常的收费运营。为保障全线设备设施的稳定运行，设备部除定期对全线的机电设备设施进行巡检外，还积极与监控分中心联系沟通，建立机电设施故障快速反应机制，及时对损坏的设备设施进行修复、更换、调试。制定机电设备保养计划，做到提早预防,及时维护,有效延长设备的使用寿命，为公司节约了成本。同时建立了公司级服务器安全检查机制、积极辅助监控分中心进行录像备份管理机制。一年来，公司设备设施安全运作，无数据丢失。
2）、除机电设备外，设备部及时解决办公网络、办公计算机、办公设备、电力照明等设施的故障，保障设备的完好性，保障公司日常管理工作的正常进行。完善电工电料库房的管理，及时统计各站所缺电工电料并如实上报，积极解决，做好出入库详细记录，保证运营收费的同时有效的杜绝了电工电料的浪费。
3）、随着车流量的逐渐增大，人员往来日益增多，8月份我部负责北段三站装修，对于浴室、卫生间顶棚塑钢板变形等一些突出问题进行重点维修，更换楼内基础设施，明显的提升了公司的对外形象。
4）、随着天气的逐渐变冷，为保证发电机的正常运营以及延长发电机的使用寿命，我部组织各站电工及相关人员进行发电机的维护、保养，更换机油、三滤，添加防冻液，保证发电机的正常运转。
2、及时解决突发事件
1）、4月4日，中交一航局一公司在中心渔港桥K18到K18.5施工过程中，将预埋在中分带的光缆挖断，导致涧河收费站从9：00至16：00期间的通信、通讯中断，造成运营收费受到断网影响。
2）、7月19日晚，大雨，由于土建原因，涧河地下通道排水沟回流，不能正常的排水，造成地下通道积水达1米多深，我部人员巡检时发现，及时上报并购买两台潜水泵进行排水。7月20日晚8点，排水完毕，消除了安全隐患。
3）、在8月21日塘沽区普降暴雨，高沙岭收费站遭受雷击，对依靠地线供电及信号传输的设备造成了不同程度的损坏，全站8条车道均不能收费，所有车辆只能免费放行，在接到通知后，设备部人员冒大雨赶到现场，在2小时内恢复车道的正常收费运行，连续4天早出晚归解决了南端两站的大部分问题，保证了每站6条车道的开启。
4）、12月6日中午11点30分施工单位将公司位于经三桥下的光缆砸断，接到通知后设备部人员及时赶到现场，经过12小时的抢修将损坏的光缆重新熔接，保证了全线的收费运营。
3、机电系统软、硬件改造、优化
1）、1月22日北段三大系统验收，督促协力公司对一些存在缺陷的工程进行改造、完善，要求承包商追加相关设备技术资料，完善有关工程的技术图纸，组织万集和思佳思特两家秤台厂商来公司对本部人员进行系统性的培训与指导。2）、为了方便稽查管理，实现北段三个收费站集中监控功能，3月份设备部负责对监控中心及分中心机房进行改造，同时撤销站级监控。集中监控后，监控员无法直接与站内收费员第一时间直接沟通，特此安装来邦对讲系统。
3）、根据收费系统中存在的一些漏洞及可违规操作的风险，督促中咨泰克对公司收费软件从九大方面进行完善，经过与中咨泰克软件工程人员进行多次沟通及据理力争下，对系统中存在的漏洞已进行封堵，收费软件功能逐步得到完善，对各种违纪行为的稽核工作效率有所提高。
4）、为解决大型货车的违规行驶问题，今年7月22日到9月6日，在1个多月的时间里，设备部人员在保证中心渔港、永定新河收费站正常通车的情况下完成了14条车道计重设备从普通称台到弯板称台的改造工程，从而有效的杜绝了个别司机的违法行为，为公司挽回了经济损失。
5）、8月13日，航母泵站接入市电，设备部组织人员对航母泵站进行验收，9月初，经大道公司同意，我部负责建立了积水预警处理机制，购买防汛物资，有效地保证了高速的正常通行。
6）、设备部积极落实大道公司节能减排的要求，自6月13日开始，陆续在北段各站安装电表，做到用电心中有数，减少楼内照明数量，控制用电，收费站顶棚照明采取隔行亮灯的方法，有效减少用电量。
7）、涧河车道电源控制柜使用一年多，箱体出现松动，密封不严，遇下雨天气出现漏水现象，疏导员开启顶棚灯断路器时曾被电到，6月，统一部署涧河电工进行整改，保证了人员安全以及收费站的顶棚照明。
三、制定2011年度设备预算
为了响应大道公司2011年全面预算管理的要求，设备部制定了2011年机电设备管理预算，分为日常维修、机电备品备件、设施设备损坏维修三大项，内容包括机电设备、电力设备、照明电路、收费广场设施等内容。
四、南段收费站开通前准备
为了确保南段收费站元旦开通的工期要求，设备部就管理公司负责的各项工作进行倒排工期，每日到施工现场进行察看，积极督促、协调南段收费系统软件、通行卡版面设计、现场土建、机电施工等方面的问题，并就存在问题及时沟通、汇报，现场工程进展情况形成每日工程进度汇报。
参与机电系统联合设计，我部人员利用两天时间仔细研究联合设计文件，就联合设计文件中存在的一些问题与系统集成商进行沟通，确保南段收费站机电设备的先进性、稳定性。
设备部2011年工作思路
一、南段机电工程项目
1、南段机电工程项目的正在进行中，我部负责机电工程的对内、对外协调工作，为机电系统如期完工而努力。
2、南段机电系统试运行期间，机电工程、房建工程存在问题及时发现、反馈、解决。
3、做好南段机电工程的验收、交付工作。
二、保障机电设备正常运行
机电系统设备的正常运行，是保证收费运营工作稳定进行的基础，也是设备部日常工作的重中之重。
1、建立机电设备巡检保养制度，定期对站内设备进行巡检保养，发现问题，及时修复，保障车道正常开启。
2、通过业务技能培训、及有效的考核制度、激励制度提升设备部维修人员及站内技工人员的技术水平，使站内每名技工人员都可以独立处理简单的车道设备故障，使每名维修人员都能够独立处理复杂的车道设备故障，使得设备故障快速修复，提高设备完好率。
3、采购一定数量的备品备件，当车道设备发生故障送修或意外损坏后，可利用备件及时修复。
三、加强痕迹化管理工作
进一步落实痕迹化管理工作，使各项维修工作不仅档案齐全，而且有记录可查，包括机电设备维修记录、保养记录、设备损坏赔偿记录；发电机日常巡检、保养记录、维修记录；电力照明维修记录、生活电器维修记录、站区设施维修记录等项。
四、细化设备保养工作标准
进一步细化设备保养工作标准及考核标准。
五、北段机电系统设备改造
1、无人值守发卡机项目改造
通过收费车道入口的无人化管理, 省去人工发卡，缩短发卡时间，减轻票务人员在结算过程中清点通行卡数量，进行通行卡分组的工作量，提高了工作效率，节约人工费用，降低运营成本，为海滨高速向智能化高速公路的方向发展迈进一步。
2、北段视频监控系统改造
现有的监控系统通过升级改造除了提高图像清晰度、稳定性，还可提供C/S、B/S两种软件架构，界面友好，方便管理者的操作使用。特色的电子地图功能，提供摄像头、设备的定位和显示功能，在电子地图上支持设备告警和声、光、电联动报警的自动显示、定位功能。视频检索回放，输入想要查询的时间点就可以查看想要的视频信息，大大降低了使用者的工作量。能够实现视频在互联网、3G无线网上发布，管理者使用联网的电脑和手机即可调用图像，起到移动办公的作用。交通事件检测功能、气象监测功能、信息发布功能，通过采集相关设备数据信息，经过系统分析可自动在可变信息屏上进行发布。提供流媒体广告等一系列的增值业务，保障公司的利益最大化需求。
3、建立OA办公系统
为了更好的实现公司“数字化、痕迹化”的管理理念，构建高效的协同管理的工作平台，实现部门、个人之间进行及时高效、全程共享的沟通和处理，并将收费报表数据浏览、特殊车辆数据查询、收费员绩效考核，视频监控图像察看等功能整合到OA系统中，实现日常办公工作与收费运营管理工作的有机结合。
六、落实岗位责任制度
制定设备部的岗位职责要求，并将工作内容落实到具体岗位，做到分工明确，责任明确。制定设备部考核制度，有效激励本部门员工的积极性、主动性。
七、落实部门培训计划
1、为提高本部门人员技术水平，制定明年部门培训计划，培训方式包括：南段机电系统工程培训，骨干技术人员对技工人员的培训，本部门人员对重要技术的在外培训。
自动化高速包装设备 篇3
随着我省高速公路的飞速发展,自动化收费系统现已经成为了高速公路管理工作不可缺少的组成部分。而车道设备是完成高速公路通行费收取工作的最重要、最基本的设备,而而如何做好自动化收费系统车道设备的维护,如何保障高速公路自动化收费系统的正常运行,成为我们维护工作的重点。
2 收费系统概述
辽宁省高速公路收费系统,是以非接触式IC卡为通行介质的计算机收费管理信息系统。系统采用半自动收费方式:入口人工判别车型,发放IC卡,出口人工核对车型,收回IC卡,收取通行费。这是一种人工判别车型、检测器自动计数、计算机管理信息、计算机图像监视的封闭式收费系统。
辽宁省高速公路收费系统是由收费总中心、收费线路中心、收费分中心、收费站和收费车道五级构成的计算机局域网,收费系统可以降级使用,即收费车道、收费站可以独立工作,上一级设备故障不影响其下一级系统设备工作,从而保证了收费系统的可靠性。
3 收费车道的组成
一个收费站包含若干个出口车道和入口车道,每个车道包含以下设备:由车道控制机、收发卡机、收费员显示器、收费员专用键盘、票据打印机、费额显示器、自动栏杆、光电隔离器、通行信号灯、紧急报警设备、雨棚信号灯等。
4 车道设备的日常维护
由于车道设备是24小时全天候工作,工作环境比较恶劣,受灰尘、振动、温度、湿度等外部环境因素而影响使用寿命,长时间工作就会发生这样或那样的故障,就会影响设备使用以至于影响整个系统的运行,为了保障自动化收费系统的良好运行状态,就需要我们加强日常维护管理工作。
(1)日常检查:由设备操作人员完成,每天检查设备是否处于完好的运行状态、设备附件是否齐全、线缆接触是否良好,发现问题及时处理。
(2)日常维护:由设备操作人员和维护人员分别完成,坚持定期进行车道设备的清洁和保养,对设备外部进行清洁要每天1次,设备内部清洁每月1次(特殊环境可适当增加),这对延长设备内部的元器件使用寿命很有帮助。
(3)保证设备工作环境的温度和湿度。
(4)定期检查维护:由设备维护人员完成,可分为周、月、季、年等。通过定期检查维护判定设备性能状况,提早发现故障隐患,及时进行恢复性的维护、调试、校正,保证设备达到规定的技术性能。将故障消灭在萌芽状态,避免突发故障给管理工作带来损失。
5 车道设备的维修
随着自动化收费设备使用年限的增加,设备故障率不断上升。为保证收费系统设备完好,保障良好的收费秩序,对收费系统的车道设备完好率、维修的时效性提出了较高的要求。维护人员可根据实际情况按故障等级及时调整维修工作,在规定时间内到达维修现场排除各种故障。
在维修过程中可采用观察法、复位法、替换法、对比法等维修方法。
观察法,就是用我们的感觉器官去判断设备是否异常。首先是眼观,观察设备的外观、形状上有无异常:变形、断裂、松动、变色、磨损、冒烟、腐蚀、产生火花等情况;其次是鼻闻,检查有无异常的气味;再次是耳听,检查设备运行的声音、振动音律的异常;第四是用手试(触摸绝缘的部分),检查设备有无发热或过热、接头有无松动。通过以上方法来确定设备运行状况以及发生故障的程度,对于及时排除故障非常关键。这种方法在日常中也最为常用。
复位法,设备经过长时间的不间断运行,出现故障是难免的。有些故障仅仅是由于设备内部控制电路长时间工作热稳定性不好,或者外界环境干扰所致,而设备本身并未损坏。此时,仅需要对运行设备进行重新开机、上电复位即可恢复正常。这种方法对于处理软件故障最为有效。
替换法,就是在发生故障之后,根据维修经验利用相同型号的元器件对产生怀疑的部件进行替换,来确定故障点,进行维修。在实际工作中往往与相邻车道互换某个部件,来判断故障点,这样很快就能排除故障。因此,替换法在平时的维修工作中,是十分有效和常用的。
对比法,就是将两种相同的设备或元器件放在一起进行比较从而发现故障、并排除故障的方法。
车道设备的维修方法并不是独立的,在实际维修的工作中往往需要综合应用几种方法才能够发现并解决问题,随着时间的推移、解决问题次数的增加,维修经验也会不断增加。自动化收费车道维护的目的是保证设备的完好状态,车道正常收费。车道正常收费的核心设备是车道技术柜、收发卡机、收费员键盘、票据打印机、自动栏杆,现对这几种设备经常出现的问题进行重点分析和解决。
5.1 车道技术柜
车道技术柜:主要是一台工控机和一些接口电路,工控机是技术柜的核心部件,它与普通PC机工作原理一致,所不同的是对其外设接口进行了改造。其常见故障及解决如下:
(1)工控机不启动。工控机不启动的检查与普通计算机一样,本着先软后硬的方法,在检查硬件时用最小系统法,即CPU主板、显卡、内存、硬盘进行启动测试。检查内存、显卡是否损坏,检查工控机主板上的CPU风扇是否正常运转。如有损坏则更换已损坏设备。
(2)操作系统无法正常运行,硬盘发出噪声较大,找不到硬盘引导区。这种情况常见为硬盘损坏,可更换一块新硬盘,刻录一份其它车道硬盘内的车道软件,然后更改车道参数、IP地址、计算机名,将此车道数据恢复过来。
5.2 收费员键盘
(1)整个键盘无法使用(任何键都没有反应)
检查原因及解决方法:确认车道控制机已经上电,键盘已经正常连接,用万用表测量车道控制柜端子排对应键盘端子间的电压,正常情况下应为24V,如没有电压则检查端子保险,如保险烧毁则更换2A保险管,如正常,应检查车道控制机24V电源输出是否为24V,如没有输出则更换24V电源;如果24V电源正常,应用代换法用其它车道好用的键盘测试,如正常,该车道键盘有故障,如不正常,通信接口存在故障。
(2)个别键不起作用
检查不起作用的键是否按下或弹出,如不正常,将键盘拆开,调整键位即可。如正常检查键盘线与键盘线路板的连接(针式连接端子排)是否牢固,将其插紧。或是个别按键已损坏,可用电烙铁将损坏按键换下,再焊上新按键即可。
5.3 票据打印机
(1)票据打印机不打印票据
供电线路及控制信号检查方法和解决办法同键盘。检查票据打印机背后的拨码开关是否与其它车道相同,不相同则更改。检查打印机软件参数设置是否正确,如不正确,需要重新设定参数。
(2)票据打印机打印票据只打印一半或不切纸
检查票据打印机内票据打印纸安装是否正确,如不正确,需重新安装票据打印纸;打印机不切纸,需调节票据打印机切纸刀位置,重新启动票据打印机即可。
(3)票据打印机打印票据乱码。
这种故障现象是打印机字库或打印机程序出现问题,需用打印机系统管理程序重新写打印机字库或程序。
5.4 自动栏杆
(1)由自身原因引起的栏杆不能自动下落、或不能抬起。
检查自动栏杆供电是否正常;检查自动栏杆机械部分(曲轴、电机)工作是否正常;检查自动栏杆自检是否正常;
检查供电线路,打开自动栏杆机箱,用万用表测量栏杆控制器输入电压应为220V,测量栏杆保险,车道控制柜对应端子;检查控制信号输入:万用表测量栏杆控制器19、22端子间的电压(栏杆动作时应为24V):①无电压:检查自动栏杆控制继电器是否工作正常:②有电压:测量栏杆控制器输出给电动机的电压(5、6、7)应为220V,没有输出则更换栏杆控制器,有输出则更换栏杆电动机。
(2)由其它原因引起的栏杆不能自动下落、或不能抬起。
由于CXP板、继电器板、车辆检测器、通过线圈、光电隔离器、通信接口故障引起的自动栏杆不动作。
检查CXP板工作状态是否正常,检查继电器板是否正常。在测试模式下,控制栏杆升降CXP板和继电器板对应指示灯闪亮。特别在无人操作情况下出现自动起落或者在起杆后不能正常落下,就可能是继电器已损坏,更换后即可。
检查车辆检测器工作是否正常:当有车辆通过车线圈时,车辆检测器上面的指示灯被点亮:车辆过去后,指示灯立即恢复初始状态(指示灯灭)。如不正常可调整车辆检测器灵敏度,车检上面有两个灵敏度调节开关,通常情况下灵敏度调节至1/2MAX状态。
检查通过线圈是否正常:进入测试模式即可检查线圈工作状态。
检查光电隔离器是否正常:进入测试模式即可检查光电隔离器工作状态。
5.5 收发卡机
收发卡机的故障可在维护模式下,测试收发卡机的各个部件:卡机保护盖、前卡栓、后卡栓、卡机天线、卡机电机。可分别判定卡机控制板故障、卡栓的电磁开关故障、天线故障、电机故障等故障,也可以测试出通信接口故障,再根据不同故障分别处理。
6 结束语
自动化高速包装设备 篇4
粉针是医学临床应用上的重要的药品剂型，广泛应用于静脉注射、肌肉注射用途，不断扩大的用量需求和不断提高的分装要求推动着粉针分装设备的更新和发展，
粉针分装可以通过不同的原理完成。国内螺杆分装机是粉剂制药企业当前的主流设备。螺杆分装机机械原理成熟可靠，设备占地面积小，便于同前后工序的制药、包装设备联线工作。螺杆分装机的机械系统设计经历了几个阶段的发展过程，在每一阶段都有与之相适应的电气控制系统配合工作。机械系统设计目前已趋于稳定成熟，电气控制系统的研究和进步对整机分装性能的进一步提高有着突出的作用。
螺杆分装机的工作原理是通过高速旋转的螺杆向药瓶内推进药粉，快速性和准确性是设备的两个基本要求。缩短螺杆在每次分装推进时的占用时间，就可以提高分装速度，这要求螺杆旋转速度要高，动态响应要快，现在的设备分装速度已可以达到300瓶/分。增加设备上螺杆的数量，可以同时对几只药瓶进行灌装，也是提高设备快速性的有效手段，目前国产分装机上可以见到一头、二头、四头的配置。
为保证分装准确性，通常采用交流伺服电机来直联驱动分装螺杆，早期设备应用过步进电机，但随着设备要求的提高和伺服电机价格的下降，步进电机在该设备上已基本不用。伺服电机动态性能的调整也至关重要，如果加减速响应迟缓，连续灌装中前后相邻两次推进的药粉没有清晰的边界，也会造成装量不准确。
因此，电气控制系统的合理设计与提升螺杆分装机的工作性能直接相关。台达自动化产品可以为螺杆分装机的应用提供一套完整的控制驱动解决方案，设计中通过优化控制结构和应用性能更高的控制器件可以使得分装机工作更快速、更精准。本文中介绍的是应用台达自动化产品设计的一台4头螺杆分装机的应用实例。
控制系统分析
以一台四头螺杆分装机的控制为例，设备要求完成送瓶传送带的变频调速驱动和带动螺杆的4台伺服电机的同步驱动。其它控制要求，如送粉控制、送塞控制、药粉搅拌控制、灌装口药瓶检测、螺杆碰壁报警等，都是常见的开关量控制逻辑，通常的PLC系统都可以完成，本文为突出重点，略去不作讨论。通用设计方案中控制系统结构。
PLC系统为完成1-4轴伺服电机控制，要采用专用的位置控制单元模块，每一台伺服电机接收来自位控单元的脉冲序列完成螺杆推进动作。
对于只要求做1轴或2轴控制的螺杆分装机，通常也会采用PLC主机内置的2轴脉冲输出，但是PLC主机输出的脉冲频率上限都较低，为使伺服电机达到最高转速，需要调低伺服电机的控制分辨率，设备分装的精确性会受到影响。
送瓶传送带电机要用变频器驱动，为实现平滑调速PLC要配置1块D/A单元。
台达自动化方案特色
采用台达自动化产品，为完成上述的任务，设计中采用如图2所示的控制结构。系统中省去了D/A单元和位控单元，节省了成本，减少了配线，更重要的是系统性能有了实质性的提高，
独立自动化技术平台
PLC主机通过RS-485总线与变频器和四台伺服驱动器联在一起。这是台达自动化产品的特色，台达的任何一种控制器件，小到一只温控仪表都在本机上配置有符合MOS-BUS通讯协议的RS-485总线，设计中可以根据系统具体要求灵活地组成不同的控制架构，提高系统的功能和效率。
本例中，共有四台伺服电机，每次分装的动作要求，即电机的旋转角度和旋转速度通过PLC的485通讯接口传送到驱动器的寄存器里，每次动作执行由PLC的一个输出点来触发。
台达PT伺服模式
伺服电机工作在台达特有的PR模式(即寄存器控制定位模式)下，工作时只需要等待触发信号，而不必接收脉冲序列，这也可以看作由内部预置的脉冲发生器来指挥运行。与传统的脉冲序列定位模式(在台达称PT模式，仍可以选有)相比，本机上应用PR模式的优点是：
提高信号抗扰能力
如果伺服电机采用脉冲序列来工作的话，脉冲的传递线路极易受到电气干扰，但在PR模式下，不再有脉冲信号的传递，也就没有抗扰工作的麻烦。
简化布线
PR模式省去复杂的双绞屏蔽线的布线的烦琐，特别在设备被控轴数多的时候，对比特别明显。
提高定位运行品质
伺服电机在定位执行过程中，驱动器知道总的目标值，进而知道确切的脉冲偏差数，不像在PT模式下，一方面伺服的运行使得脉冲偏差在缩小，同时后续的脉冲又使得偏差在增大，因此PR模式在位置闭环运算中可以获得更好的控制品质。
便于系统扩展
当系统要对更多数量的伺服轴进行控制时，只需要把它们分别联在RS-485总线上，对PLC的点数和位控输出的轴数没有影响，便于实现系统扩展。
降低PLC系统成本
通常的系统中，因为对PLC输出脉冲的上限频率的轴数的特别要求，总是要功能相对要强的PLC类型，自然价格就相对要高。而在台达提供的方案中，PLC只要能完成基本的逻辑控制任务即可，实际应用中我们也是采用相对功能简单的模块来实现的。
送瓶传送带的变频器控制，也是同样道理，采用RS-485总线来传送速度指令。因为是数字通讯，速度传送没有偏差，同时也具有简化布线、便于扩展的优点。
结语
自动化高速包装设备 篇5
一、全自动高速纸箱包装机结构组成及作用原理分析
通常情况下, 全自动高速纸箱包装机主要是由纸板供给以及取纸箱板、瓶输送、纸箱板传送、分瓶、推瓶、喷胶、纸箱折叠成型与封箱粘合等结构部件共同构成。
其中, 全自动高速纸箱包装机中的纸箱板供给主要是进行包装机纸箱板的供应, 能够为高速纸箱包装机进行不间断的纸箱板供应, 与原有的纸箱包装机相比, 很大程度上解决和克服了纸箱板供应的相关问题。在全自动高速纸箱包装机中, 纸箱包装板主要是由纸箱板存储库以及纸箱板等待工位、纸箱板水平输送、纸箱板供给主/副托叉与检测开关结构部件组成。全自动高速纸箱包装机的瓶输送主要由两个部分构成, 其中一部分是通过变频调速对于电机的运行速度进行控制, 同时将需要进行包装的产品按照包装要求进行有规律的输送, 然后通过缺瓶检测对于需要包装的产品连续性进行保障, 同时将需要包装的产品提供给纸箱包装机;另一部分则是通过主驱由机械进行包装传送, 包装传送过程中按照纸箱包装机主机的运行节奏进行产品也就是包装瓶的输送。全自动高速纸箱包装机取纸板的动作运行是由伺服电机通过从动以及主驱动同步运行方式驱动运行的, 在全自动高速纸箱包装机的取纸板中设置有两组吸盘, 通过两组吸盘交替取纸板, 以实现高速运行功能。此外, 全自动高速纸箱包装机的分瓶结构部分主要由分瓶伺服电机以及主驱动电机共同控制运行, 将需要进行包装的瓶子进行有规律的分组, 以完成对于瓶子的包装。全自动高速纸箱包装机的推瓶结构部分主要是用来进行分瓶后整理, 推瓶结构部分主要通过推瓶杆实现推瓶运行, 并在瓶子通过过渡板时, 提高饮料瓶排列的紧密性, 以提高包装质量。全自动高速纸箱包装机中的纸板传送结构部分主要是将取到的纸板传送至上瓶处;纸箱折叠成型以及喷胶、封箱粘合等结构部分主要是完成饮料的包装, 同时结合包装纸箱的结构形式, 在确定喷胶位置的情况下, 进行封箱粘合, 完成纸箱包装。图1即为全自动高速纸箱包装机的结构组成示意图。
在图1中, 数字1表示全自动纸箱包装机的纸箱板供给结构部分, 数字2表示瓶输送结构部分, 数字3表示取纸板, 数字4表示分瓶机构, 数字5表示纸箱板传送, 数字6表示推瓶机构, 数字7表示纸箱折叠成型, 数字8表示喷胶, 数字9表示封箱粘合。
二、全自动高速纸箱包装机设计方案与控制原理分析
全自动高速纸箱包装机的设计实现, 其关键是进行全自动高速纸箱包装机运行控制系统的设计。通常情况下, 全自动高速纸箱包装机运行控制系统主要由运动控制器以及人机界面、伺服电机、伺服驱动器、检测元件、执行元件、变频器与电机等设备系统构成, 在全自动高速纸箱包装机包装运行过程中, 机组设备的运动控制器通过Motionbus总线连接方式控制伺服驱动器, 同时实现对伺服电机的控制。在全自动高速纸箱包装机控制系统中, 共有5台伺服电机, 其中伺服电机1在纸箱包装机运行中为主驱动伺服电机, 其他为从动伺服电机;此外, 还有5台电机, 其中4台是由变频器通过CANopen总线方式进行运行控制。
全自动高速纸箱包装机的设计实现, 还需要进行包装机运行位置检测装置以及包装周期的设置。在全自动高速纸箱包装机中, 控制系统伺服控制中, 在伺服电机上专门设置有旋转编码器, 包装机包装运行过程中, 根据伺服电机旋转编码器所反馈的信号, 由伺服控制器对于伺服电机进行闭环控制, 从而保证纸箱包装机的安全稳定运行。因此, 在进行包装机包装运行位置检测设置中, 只要通过应用编码器中的专用接口, 将主编码器中的数据传送到全自动高速纸箱包装机控制系统的运动控制器中, 就能够通过运动控制器中的数据反映出纸箱包装机的包装运行位置, 从而进行包装设置与监测。
此外, 对于全自动高速纸箱包装机包装周期的设置, 在纸箱包装机包装运行过程中, 主要是通过推瓶装置进行推动瓶子完成包装的, 推瓶结构中最主要的装置为推瓶杆, 因此, 进行纸箱包装机包装周期的设置, 需要在推瓶杆运行经过的位置处设置一个检测开关, 通过检测开关进行运动控制器变化检测, 并根据运动控制器变化数据, 推测出纸箱包装机的包装周期数据, 以进行纸箱包装机包装运行控制。
三、全自动高速纸箱包装机电气控制分析思路
在全自动高速纸箱包装机的控制系统中, 电气控制主要集中在包装机的分瓶以及纸箱板供给、取箱板结构部分。在全自动高速纸箱包装机的结构组成中, 2号电机作为分瓶1的驱动电机, 同时又是驱动2的从动电机, 而3号电机既是分瓶2的驱动电机, 同时又是驱动1的从动电机, 在这两个电机中还分别设置了两组挡瓶抓。全自动高速纸箱包装机分瓶装置运行过程中, 两个分瓶电机通过有规律的快慢交替运行, 实现分瓶功能。纸箱包装机分瓶运行过程中, 由1号电机作为主电机, 2号和3号电机作为从电机, 并按照特定的曲线进行同步运行, 同时只有在1号电机运行情况下, 2号和3号电机才运行。图2为全自动高速纸箱包装机的分瓶电机的运行控制原理示意图。
此外, 全自动高速纸箱包装机纸箱板供给系统主要有水平供给与垂直供给两个部分, 其中, 水平供给部分由9号电机和10号电机控制实现, 而垂直供给则是由8号电机和7号电机控制实现;纸箱包装机的取箱板系统则是由1号主驱动电机和4号伺服电机控制实现。
四、结语
总之, 全自动高速纸箱包装机与原有纸箱包装机相比, 不仅包装能力有很大的改进提升, 能够满足产品包装的需求, 而且具有较为突出的包装应用优势, 具有很大的研究价值和意义。
摘要：全自动高速纸箱包装机是针对市场包装需求设计提出的一种新包装设备, 对于提高纸箱包装效率, 促进纸箱包装产业的发展有着积极的作用和意义。本文将在对于全自动高速纸箱包装机的结构组成以及作用原理分析的基础上, 对其设计实现与电气控制分析思路进行研究分析, 以实现在实际中的推广应用。
关键词：全自动,纸箱包装机,设计实现,结构组成,电气控制
参考文献
[1].张有良, 王茹, 张国安, 苟向民.全自动高速纸箱包装机箱板供给速度的研究[J].包装与食品机械, 2011 (6)
[2].赵汉雨, 姬少龙, 刘存祥, 罗飞.新型纸箱包装机PLC控制系统设计[J].轻工机械, 2011 (3)
自动化高速包装设备 篇6
1 设备的原理
高速公路联网收费系统建立在附加车牌信息 (车牌号和二值化图) 的IC卡和车辆信息数据库上。通过车辆携带的附加车牌信息的IC卡和车辆信息数据库对比匹配确认车辆信息合法性和行驶路径, 这样可防止费源流失, 实现收费额按行驶路径拆分的目的。
我们可以建立车辆车牌信息数据库。当车辆首次通过高速后, 系统自动将车辆的车型、车类、车种等信息写入数据库。当车辆再次驶入高速时, 系统会根据车牌信息自动将收费员输入的车型、车类、车种等信息和数据库中的信息进行比较。这样可以防止针对减免车辆的舞弊现象。同时在数据库中建立黑名单车信息库, 根据车牌信息在数据库中查询车辆信息, 并做出适当地处理。
2 设备工作流程
联网高速公路车牌识别设备主要分为2大类:第一种是出入口车牌识别设备, 用于识别对比出入口车牌信息。第二种是标识点车牌识别设备, 用于确定车辆行驶路径。
2.1 出入口流程
出入口车牌识别设备安装于收费车道, 主要包括车辆图像识别采集单元即抓拍单元、识别单元、补光单元。由车道抓拍线圈触发抓拍单元, 抓拍单元采集车辆图像传至识别单元, 识别单元识别图像获得车牌信息, 将这些数据传至车道控制机。入口控制机将车辆牌照号及车牌二值化图写入IC卡, 同时通过网络将入口车道的车辆信息依次上传至收费站、收费分中心和路网收费中心。出口车道控制机将识别设备上传的车牌信息与IC卡内的车牌信息进行比对。如果车牌信息比对错误, 收费软件将入口车牌二值化图与出口车牌二值化图进行匹配, 如匹配失败, 则自动弹出车辆的二值化图进行人工比对;如确认车卡不匹配, 则报警并通过网络调入口图像取证予以确认。
2.2 标识点流程
标识点车牌识别设备安装在多义性路径的互通立交等关键路段门架上, 其工作单元分工和车辆信息获取过程与车道识别设备相同。标识点自动识别的车牌号码、车牌二值化图、车辆图片等数据上传至路网收费中心数据库, 通过数据库匹配确定车辆行驶路径。
3 设备应用与实现
联网高速公路车牌识别设备按功能主要分为4大类:第一类是防止费源流失;第二类是便于管理和数据统计;第三类是确定车辆行驶路径;第四类是防止IC卡的流失。
3.1 防止费源流失
(1) 防止倒换卡。在入口处, 车道控制机将车牌信息写入IC卡后, 由司机携带IC卡到出口。在出口处, 车道控制机自动比对出入口的车辆信息, 如确认车卡不匹配, 则报警并通过网络调入口图像取证予以确认。 (2) 辅助辨别车型。系统在数据库中建立车牌号和车型对应表。当车首次通过时, 监控程序将该车的车牌号和收费员判定的车型存入数据库中。当该车再次通过, 系统发现收费员判定的车型和数据库中的车型不符时, 则自动报警, 提醒收费员和监控员。收费员根据车辆行车本重新判定车型。监控员对收费员判定过程进行稽查, 并更新数据库。 (3) 免费车管理。系统建立免费车辆数据库, 只有车牌号与数据库中的信息匹配时才能免费放行。当收费员判定车辆为免费车时, 系统将自动查询此车是否是免费车。 (4) 黑名单管理。黑名单车辆管理的实现原理与免费车管理一样, 都是建立黑名单数据库。当黑名单车辆通过车道时, 系统会自动报警, 提示收费员和监控员进行处理。黑名单车辆数据库须由具有相应权限的人进行添加、修改、删除等操作。
3.2 便于管理和数据统计
(1) 实时监控。车辆通过出入口时, 车道上的图像、车牌号、车型等信息实时上传至数据库中, 并在监控平台界面上直观显示。 (2) 收费数据统计。系统可根据选定的车型、车类、时间段等不同条件生成各种车流量统计报表, 为提高收费管理水平提供依据。
3.3 确定车辆行驶路径
系统以识别的出口车牌号码为检索条件, 通过网络查询该车经过的收费站入口以及各标识点的时间, 从而确定其行驶路径。
3.4 防止IC卡流失
在收费系统中每一张IC卡拥有唯一的编号, 因此根据车牌识别的结果收费系统可以查询出长期未回收的卡在哪辆车, 并可以把该车列为黑名单。
4 结语
基于车牌识别设备的收费系统是一种完全智能化的收费模式, 能有效地解决费源流失以及路网内路径多义性等问题, 提高公路运营及管理效率, 在现今高速公路收费系统中得到了广泛应用。同时该模式可与人工收费模式、ETC收费模式以及MTC收费模式结合使用, 具有很强的兼容性。
摘要：围绕车牌自动识别设备在高速公路联网收费系统中的应用, 有效地解决了联网收费系统中的费源流失以及在路网内路径多义性等常见问题, 描述了一个以车牌自动识别设备为核心的“车辆监控”系统的架构。
关键词：车牌识别设备,联网收费系统,数据库
参考文献
[1]孙卫佳.以车牌识别技术为核心的高等级公路收费系统[J].长春工业大学学报 (自然科学版) , 2003 (1)
[2]牛欣.车辆牌照识别若干关键技术的研究[D].北京工业大学, 2000
[3]张轶哲.车牌识别在公路通行费收费管理系统中的应用[J].计算机与信息技术, 2010 (Z1)
[4]张毓锋, 王宁涛, 臧赤丁.车牌照识别系统在高速公路收费系统的应用.中国高速公路管理学术论文集, 2009
高速公路填缝设备的研制 篇7
1 设备总体要求
通过市场调查、分析确定该设备应满足以下条件:设备行走方式采用四轮拖挂式,该种方式从技术难度与设备工作效率上处于手推式和车载式之间;发动机选用水冷电启动柴油发动机,为泵提供动力并向燃烧器供电,从安全角度考虑柴油的燃点比汽油高,不容易出现事故;填缝机中所用的填缝材料对加热温度十分敏感,所以使用导热油间接加热方式,自动控制导热油温度[2];加热后的填缝材料采用沥青泵送出,以一定的压力填入开好的槽中。
1.车轮2.悬挂系统3.石棉层4.燃烧器5.燃油箱6.车架7.调节支架8.挂环9.填缝枪管10.填缝枪软管11.搅拌马达12.四杆机构13.搅拌轴14.搅拌器15.填缝枪软管支架16.沥青马达17.沥青泵18.导热油进油管19.导热油回油管20.导热油泵21.总泵22.导热油马达23.柴油发动机24.防护架25.液压油箱26.燃烧室27.挡火焰板28.导热油腔29.沥青池
填缝机主要分为4部分:悬挂系统、车架、加热系统和控制系统,如图1所示。
2 工作原理
2.1 工作流程
高速公路填缝机的工作流程及工作原理如图2所示。
在填缝机中,柴油发动机提供总动力。它提供的能量一部分转化为电能储存到蓄电瓶中,供控制系统和燃油燃烧器使用;另一部分带动总泵工作。总泵输出的高压油分成三个部分:第一部分带动搅拌马达(低速大扭矩马达),通过一个四杆机构来搅拌加热釜中的填缝材料,使材料受热均匀;第二部分带动导热油马达,通过导热油马达带动导热油泵工作。填缝机中的加热填缝材料,采用的是间接加热方式,先加热导热油,然后再利用导热油将沥青加热,所以在加热的过程中导热油必须循环起来;第三部分带动沥青马达,通过沥青马达带动沥青泵完成填缝工作。液压系统原理图如图3所示。
2.2 特点
三层导热油加热釜特点是:不对沥青直接进行加热,在沥青池和燃烧室之间有一个导热油层。第一层作用是在加热的时候采用传热介质间接加热的方式,是为了避免沥青老化和氧化,从而影响沥青的质量和填缝的质量;第二层是在导热油层和燃烧室之间有一个挡火焰板,这种做法的优点是,防止燃烧器对传热介质加热温度过高,从而使导热油蒸发导致釜内压力过大,不安全;第三层是加热釜外面的石棉层,加热釜的温度很高,石棉可以有效的隔热,保证操作人员不被烫伤。
1.油箱2.吸油过滤器3.柴油发动机4.总泵5.磙子联轴器6.压力表开关7.压力表8.单向阀9.减压阀10.手动换向阀111.单向节流阀12.低速大扭矩马达13.联轴器14.沥青搅拌器15.导热油马达16.导热油联轴器17.导热油泵18.导热油温度表19.导热油箱20.导热油压力表21.导热油节流阀22.沥青马达23.沥青马达联轴器24.沥青温度表25.沥青隔膜压力表26.沥青泵27.沥青节流阀28.加热釜29.手动换向阀2 30.回油过滤器31.溢流阀32.导热油电磁换向阀
填缝枪也分为三层:最里层为填缝材料,中层为导热油进油,外层为导热油回油。导热油经导热油进油管进入填缝枪的中层,然后循环至填缝枪外层,通过导热油回油管流入导热油腔中,以保证填缝枪中的填缝材料不会因为外界低温而出现凝固堵塞填缝枪管。
3 控制原理
3.1 控制要求
控制部分应主要满足以下几方面的要求:
(1)填缝材料采用导热油间接加热方式,因为填缝机中所用的填缝材料对加热温度十分敏感,该材料加热不能低于193℃,但也绝对不能超过204℃。温度低了会导致填缝材料和槽壁面粘结能力下降,降低了填缝的质量;温度超过204℃填缝材料会因温度过高老化而失效,所以对导热油的控制温度不能超过±5.5℃。
(2)导热油在高温下的蒸汽压对整个加热系统安全至关重要,如果导热油腔内的压力达到安全阈值,燃烧器必须停止工作,以保证人员和设备的安全[3]。
(3)所选的燃油燃烧器有两个燃油喷嘴:1号喷嘴和2号喷嘴。正常时两个喷嘴同时喷油工作,当温度达到工作设定温度,2号喷嘴停止工作,以减小火焰;当温度超过设定的工作上限温度时,1号喷嘴停止工作,燃油燃烧器停止工作。
(4)导热油在高温下会分解挥发,如果液位太低则设备不能启动工作。
(5)出现故障后有声光报警指示,只有在故障排除,按复位按扭后才能重新启动燃烧器。
3.2 控制流程
高速公路填缝机的控制流程如图4所示。
高速公路填缝机的控制流程说明如下:
(1)开始指高速公路填缝机系统上电开始工作。
(2)导热油循环指开启导热油循环泵,使导热油开始循环。
(3)燃烧器启动指1号喷嘴喷油着火,火焰监测点火成功2号喷嘴喷油着火。
(4)监测启动指如点火不成功,则燃烧器自动停机,切断供油回路,并报警自锁。
(5)正常启动指2号喷嘴喷油着火的同时,风门自动加大(该燃烧器装有双向作用液力推动器控制二位制风门挡板的启闭,确保最佳的燃油/空气比率),进入全负载运行阶段。
(6)油温、压力、液位正常导热油的温度、饱和蒸汽压、液位正常[4]。
(7)系统正常工作指可以手动开启搅拌马达(由于填缝材料在投入加热釜之前形状不规则,每次投料与加热釜内壁接触都不一样。另外,不同的环境以及季节都对加热时间有影响,所以搅拌马达没有用PLC进行控制,而是操作者根据观察直接通过手动换向阀控制,从而防止不正常启动损坏搅拌机构。)以及沥青泵(沥青泵的控制也没有通过PLC)进行填缝作业。
(8)异常处理指导热油的温度、压力、液位如果出现异常,则系统停止工作。
3.3 控制系统硬件框图
高速公路填缝机的控制系统的硬件框图如图5所示。
4 结语
高速公路填缝设备行走方式采用四轮拖挂式,加热方式采用燃油燃烧器加热,填缝材料采用导热油间接加热方式,从安全角度出发,发动机选用柴油发动机。对导热油的温度、压力和液位采用相应的传感器控制,以保证操作人员的人身安全。
该设备的特点是三层导热油加热釜间接加热填缝材料、填缝材料的及时泵送系统与填缝枪软管内的清洁。三层导热油加热釜间接加热填缝材料,采用热介质间接对沥青进行加热,防止沥青的老化和氧化。及时泵送系统,即用沥青泵控制填缝材料的流量,使用非常方便,而国内现有设备仍依靠手动控制阀门来调节填缝料的流量。国内现有设备对填缝枪软管内的清洁靠高压空气来实现,而本次设计填缝枪则不用对填缝枪内的软管进行清洁,使用时依靠导热油循环到填缝枪软管四周,融化上次残留在软管内的填缝材料。
该设备在调研国内同类设备的基础上进行开发,相对于国内现有设备做了比较大的改进。但是,方案的缺点也是显而易见的,如工人长时间高温作业,容易使人疲劳,影响填缝质量,作业效率较低。
美国及其他一些发达国家开始调研和试验研究沥青路面的自动化填缝项目。到目前为止,已经出现了美国Crafco公司开发的两种类型的车载自动填缝机,代表了该项技术在当前的最高水平,这也是今后我国公路维护单位努力的方向。
参考文献
[1]沙庆林.中国路面技术的发展和现状[J].国外公路,1998(2):1-8.
[2]樊统江.我国路用改性沥青的发展状况[J].石油沥青,1994(3):53-60.
[3]白春芳,刘建亮,徐长年,张铁军.导热油的选择和应用[J].筑路机械与施工机械化,1997(3):24-27.
一种高速采集记录设备的实现 篇8
在许多应用领域, 如频谱监测、视频采集等领域, 需要对模拟信号进行A/D变换后进行存储, 以便以后的分析和研究。按照Nyquist定律, 为了能不失真地恢复原始信号, 必须以信号带宽的两倍采样率对模拟信号进行采样, 因此对于一些高带宽信号要求的采样率也非常高。同时为了保证一定的量化精度, 一般都对采样信号进行12bit或14bit的量化, 这样导致采样数据量非常大。以带宽50MHz的信号为例, 如果以100MSPS对其进行采样并以14bit/sample进行量化, 则最终产生的数据量为200MB/s (一般14bit的量化数据都用两个字节来表示) , 这样大的数据量在一般的IDE硬盘或SCSI硬盘上进行实时记录是不可能的。利用SCSI硬盘做成RAID0的磁盘阵列 (硬盘为Seagate Cheetah系列, 转速为10000RPM, 采用8块硬盘) , 实验测得其最大写盘速度也只能达到大约140MB/s左右, 无法满足100MSPS的高速采样、实时记录要求。
PDA14是美国Signatec公司的一款高速、高精度模拟采集卡, 其板载有256MB RAM, 最高支持100MSPS的采样率, 量化精度最高为14bit/sample, 采用PCI接口与主机进行通信, 最大传输速率为264MB/s, 完全可以满足一般情况下的高速采样要求。
SAS (Serial Attached SCSI) 是新一代的SCSI技术, 是在并行SCSI接口之后开发出的全新接口标准, 和现在流行的Serial ATA (SATA) 硬盘一样, 都是采用串行技术以获得更高的传输速度。采用8块转速为10000RPM的Seagate SAS硬盘做成RAID0的磁盘阵列, 实验测得其最大写盘速度能达到大约200MB/s左右, 通过合理设计软件架构和程序优化, 可以满足高速采样200MB/s的连续、实时写盘要求。
1系统体系结构
如图1所示, 模拟信号经过PDA14采集卡进行采样、量化形成数字信号后, 首先存放到板载的RAM内, 然后驱动程序在采集卡和操作系统之间进行协调, 利用DMA方式通过PCI总线将板载RAM内的数据传送到系统内存, 应用程序通过操作系统提供的API函数访问系统内存, 取出数据并作相应处理后, 将数据写入SAS盘阵。在整个系统流程中, 数据以分块的方式进行传输, 在我们的系统中以2MB为一个传送单位。以100MSPS采样、14bit量化为例, 采集卡生成2MB的数据只需要0.01秒, 这就要求应用程序对所有2MB数据的处理和写盘操作必须在0.01秒内完成, 否则将导致数据的堆积, 最终导致应用程序崩溃, 这对应用程序的设计和实现都提出了较高的要求。
2高速采集记录设备的软件架构
高速采集记录设备的应用程序主要完成采集数据的预处理和实时写盘操作。为了充分利用当前CPU的并行多任务处理能力, 以及SAS盘阵支持并发读写的特点, 程序采用多线程方式进行设计, 采样数据的预处理、写盘调度、实际写盘等操作都放在不同的线程中实现。程序利用FIFO队列实现采样数据的两级缓存, 以消除由于计算机负载的变化而导致的性能抖动。系统的软件架构如图2所示。
采样预处理模块负责取出采集卡的采样数据, 并抽取部分数据进行质量分析, 如果数据质量满足门限要求, 则将该块数据打上时间戳并推入FIFO队列中;如果数据不满足质量要求, 则直接作丢弃处理。由于对数据进行质量分析要求的计算时间较长, 并且质量分析和将数据打上时间戳并推入FIFO队列只能顺序执行, 为了在0.01秒内完成所有的数据处理工作, 只能抽取部分数据进行质量分析。在实际的实现中, 为了便于FIFO队列的管理和操作, 将若干个小块组合成一个大块 (256MB) 再打上时间戳放入FIFO队列中, 但质量分析还是在每个小块上进行, 以保证对数据质量的实时监测。
写盘调度模块从总的FIFO队列中读出采样数据, 并根据调度策略将读出的采样数据推入到每个写盘线程对应的FIFO队列。调度策略可以采取轮转方法, 即依次将读出的数据推入到每个写盘线程对应的FIFO队列中去, 但这种调度策略没有考虑每个写盘线程的具体执行情况, 程序执行效率不高。在我们的实现中, 通过引入反馈机制来确保采样数据在各个写盘线程之间的合理分配, 使应用程序总的写盘速度达到最优。同时, 为了减少数据在系统内存内的搬移次数, 提高程序运行速度, 所有FIFO队列内记录的都是采样数据块的起始地址, 采样数据只需要在进入系统内存时进行一次写内存操作, 并将地址信息推入总的FIFO队列供后续的写盘调度模块和写盘模块使用。
每个写盘模块对应一个相应的FIFO队列, 写盘模块从其对应的FIFO队列中读出采样数据, 并将其写入SAS盘阵。根据计算机的I/O性能和SAS盘阵的性能, 可以同时启动多个写盘线程并行写入采样数据。每个数据块都写入一个单独的数据文件, 这些数据文件可以直接使用, 也可以利用专门地拼接程序非实时地拼接成一个连续的数据文件来使用。数据写入时, 应该根据盘阵的簇大小和格式化时的分配单元大小来合理地确定每次实际写入的数据块大小, 以达到最佳的写入速度。
3高速采集记录设备的关键技术
3.1二级缓存消抖
由于Windows是一个分时的多任务操作系统, 所有的应用程序都在操作系统的统一调度下, 分时使用计算机的CPU、RAM和I/O资源。对CPU的竞争使用, 有可能会导致某一时刻高速采集记录程序得不到CPU的使用权, 从而无法在规定的时间内完成采样数据的预处理工作;对计算机RAM的竞争使用, 有可能会导致采样数据无法在规定的时间内从板载RAM通过DMA方式传送到主机RAM;而对I/O资源的竞争使用, 有可能会导致采样数据无法在规定的时间内写入磁盘。所有这些因素综合在一起, 就会使高速采集记录程序出现明显的性能抖动, 严重时有可能造成应用程序崩溃。针对这种情况, 高速采集记录程序引入两级缓存机制, 数据采集后先在板载RAM进行一次缓存, 然后以DMA方式传送到主机RAM再进行一次缓存, 这样可以消除绝大部分的性能抖动, 使采样数据可以连续、平滑地从采集卡传送到磁盘。
3.2自适应高速存盘
数据写入磁盘的速度受I/O总线速度、磁盘分区格式、磁盘缓存和磁盘转速等因素的影响, 对高速采集记录程序来说, 这些因素的影响是固定的、不可更改的。但数据写入磁盘的速度也与每次写入的数据块大小密切相关, 如果每次写入的数据块大小和磁盘最佳写入块大小匹配, 就会获得最佳的写入性能。高速采集记录程序采用自适应方式获得最佳写入性能。程序设置一个监视器, 实时监视磁盘的写入速度。程序启动时, 初始写入数据块大小设置为1KB, 然后以2的倍数递增, 依次为2KB、4KB、8KB、…, 同时观察磁盘的写入速度, 如果写入速度一直上升, 则写入数据块大小也一直增加;如果写入速度下降, 则写入数据块大小马上以2的倍数递减, 依次为…、8KB、4KB、2KB、1KB。通过对写入速度的实时监测自适应地调整写入数据块的大小, 可以获得最佳的写入性能。
3.3自动值守
频谱监测、视频采集等领域的信号质量是随时间随机变化的, 高速采集记录程序必须确保进入系统的信号满足设定的质量要求。依靠人的主观判断来决定信号质量好坏、是否进入系统是不现实的, 必须实现高速采集程序的自动值守才能满足实际工作的需要。高速采集记录程序对信号质量进行实时监测, 采用“快起慢停”的策略对信号进行采集记录。高速采集记录程序设定三个门限值:信号质量门限、开采门限和停采门限, 并且停采门限大于开采门限。当信号质量超过信号质量门限的次数大于开采门限时, 高速采集记录程序开始工作;当信号质量低于信号质量门限的次数大于停采门限时, 高速采集记录程序停止工作, 以保证符合质量要求的信号最大限度地进入系统并排除无用信号。
4高速采集记录设备的软件实现
高速采集记录设备的实现基于Windows Server 2003操作系统和HP Proliant DL380 G5服务器平台, 应用程序的开发采用Microsoft Visual C++ .Net 2003。应用程序采用多线程技术实现数据采集和数据记录的并行, 采用数据分块记录的方式实现多个数据块的同时记录, 有效消除了高速采集记录过程中的记录瓶颈, 实现了高速采集记录过程中采集速度和记录速度的匹配。为了避免多个线程对FIFO队列等共享资源的访问冲突, 程序引入事件对象来实现对共享资源的同步访问。由于篇幅所限, 以下以采样预处理模块为例, 介绍高速采集记录设备应用程序的实现。
数据通过DMA方式从采集卡传到应用程序后, 采样预处理模块从数据块的起始地址读取4096个采样点的数据进行质量分析。如果数据质量符合要求则将该块数据写入预先申请的一段连续系统内存内, 并增加数据块计数;当数据块总数达到128个后, 则将所有当前系统内存中的数据加上时间戳并推入FIFO队列中, 等待写盘调度模块将其从FIFO队列中读出并写入相应写盘线程的FIFO队列中, 程序流程图如图3所示。
5结论
高速采集记录是视频采集、频谱监测等领域的关键技术之一。通过采用PDA14高速采集卡和SAS磁盘阵列, 并对应用程序进行优化设计, 本文设计实现了一种高速采集记录设备。该采集记录设备最高能实现100MSPS的采样率和200MB/S的数据实时记录。经过实际工作的验证, 该采集记录设备工作可靠、性能稳定, 完全能够满足实际工作中高速采集、实时记录的要求。
摘要：提出一种高速采集记录设备的实现方案。该方案以PDA14高速采集卡和SAS磁盘阵列为基础, 采用多线程技术实现CPU资源的高效利用和采集数据的高速记录, 利用两级缓存机制消除系统性能抖动, 能够实现最高100MSPS的采样率和200MB/s的磁盘写入速度。
关键词：高速采集,SAS,FIFO,多线程
参考文献
[1]Jeffrey Richier.Windows核心编程[M].王建华, 等译.北京:机械工业出版社, 2006.
[2]陈国良.并行计算:结构、算法、编程[M].北京:高等教育出版社, 2003.
[3]William Ford, William Topp.数据结构:C++语言描述[M].刘卫东, 等译.北京:清华大学出版社, 1998.
[4]Vanu Bose, Michael Ismert, Matt Welborn, et al.Virtual Radios[J].IEEE Journal on Selected Areas in Communications, 1999, 17 (4) :591-602.
高速公路设备管理之思考 篇9
关键词：高速公路,机械设备,管理方法
0 引言
近些年, 我国的高速公路建设飞速发展, 与之相对应的高速公路建设机械、养护机械、机电设备的数量也逐年增加, 而我国的高速公路设备管理方法与模式却一直滞后于设备数量的增加。长期以来, 我们还是习惯于传统的根据当前的工程任务来购置设备, 没有系统全面的考虑多方面的因素来购置设备。设备采购回来直接分配到基层企业使用, 分层管理制度与机制不够完善, 基层企业对于各种机械设备往往是注重对其的使用, 而轻视对设备的管理, 仅有的设备管理工作也是缺乏目标要求与责任体现, 致使各种设备的性能与寿命下降的很快, 设备的综合效率发挥的较差。
机械设备管理对于高速公路相关企业来说, 也是非常重要的环节, 其管理的好坏对企业效益的影响也是非常明显的。高速公路相关设备价格较高, 少则几十万, 多则几百万近千万的设备都存在于高速公路相关企业中, 这些设备的购置占企业成本投入的很大一部分, 而且这些设备一旦管理不好, 维修率增大、寿命减短对企业成本投入的损失影响更大。所以建立良好的管理制度、科学的管理办法、有效的管理措施, 对企业的经济效益起着至关重要的作用。
1 设备基础管理
高速公路设备的基础管理是将设备的参数、性能、特性真实客观的统计出来, 提供给设备管理者, 设备管理者需将此作为重要的管理参考依据对相关设备进行管理。
应当建立科学的设备数据库, 按照现在的计算机应用水平, 具有一定规模的高速公路企业应当建立一个动态的电子数据库, 对设备的状态进行具有时效性的监控与管理。这里有一个细节问题, 也是一个关键问题, 动态数据库要求设备相关数据有更新的时效性, 而相关设备的最新数据则是来源于一线的工作人员, 这就要求来源数据的真实性与可靠性。
2 设备使用管理
设备在使用过程中的管理是高速公路设备管理的关键和主要管理环节。我们的设备管理过程中, 往往不够重视设备的使用管理, 在施工过程中往往只重视按时完成施工任务, 不重视设备的使用管理, 正是这个“不重视”导致设备维修频率增加, 停机次数增加, 最终延误了工期。
设备的使用管理包括人员管理和设备管理两个方面, 而这两个方面是相辅相成的, 绝不是独立存在的。相关人员一定要经过安全、专业理论、实操等相关考核合格后才能上岗, 这里必须专岗专人、专机专人。而对设备的管理必须是责任到人, 操作手对设备的日常保养、定期保养、基本维护、简单异常处理、故障及时申报等工作必须做到位。
3 设备保养管理
设备保养管理是设备管理的重要手段。设备保养管理应注重“养”字, 也就是将问题防患于未然, 将大故障化小故障, 小故障化无故障, 这就要求相关工作人员的检测力度、检测水平、检测能力达到一定高度。
将简单的紧固、清洁、润滑等工作切实做到位, 将日保养、周保养等定期保养做到位, 发现问题及时处理、彻底处理。这些问题一方面要求员工的责任心, 另一方面更要求企业配套相关管理措施做到位。
4 供应管理
我们这里的供应管理主要指设备配件的管理。由于高速公路相关设备价格较高, 其设备配件的价格相对也较高, 这就要求对其设备配件的管理也要做到科学性合理性。如:什么类型的配件需储备, 什么类型的配件不需储备, 需储备的需储备多少, 以及一系列的储存、订货、交付等工作的管理都需要合理且科学。
5 修理管理
高速公路设备的修理管理是设备管理的最后一个环节, 由于设备在使用过程中必然会出现磨损、损坏等现象, 修理管理也就成为设备管理的必然环节。现在高速公路企业的修理作业多由专业的修理厂完成此项工作, 我们需要做的是做好前面的基础管理、使用管理、保养管理、供应管理, 尽量减少维修次数与维修程度, 提高设备的综合使用率, 减少企业二次成本的投入。
6 结语
高速公路设备管理是一项复杂的工作, 包含方面之多, 涉及人员之多, 涉及技术之多, 想要把这项工作做好, 需要做好多方面的工作:如管理思想上的到位, 没有较高的管理思想意识, 下面的管理工作开展肯定会打折扣, 所以先进的管理思想意识是前提;设备管理需要科学合理的管理制度, 高速公路公司的设备数量较多、技术含量较高, 工作场地和工作人员相对分散, 这就要求建立完善的、科学的、合理的管理制度, 让制度去管理, 而不是人去管理, 人只需不折不扣的去执行制度, 而且这样的制度需要不断的完善和改善, 以适应不断变化的企业发展与人员、设备的改变;设备管理需要强有力的执行力, 管理工作其执行力是关键, 没有执行力或是执行力不强, 再科学的管理方法、再完善的管理制度也等于零, 企业各层工作人员、管理人员的工作执行力是各项设备管理工作的保障。高速公路设备管理工作是复杂的, 甚至是较为繁重的, 但是这项工作如果我们做不好, 不单是增加了企业的成本, 更有可能造成工期的延误, 对公司造成严重的影响, 所以我们认真努力做好这项工作意义重大。
参考文献