德國(guó)南部的一家制藥廠利用可視傳感器在片劑填充過(guò)程中進(jìn)行質(zhì)量控制，以檢查密封塞和定位環(huán)是否合適，不合格的包裝管會(huì)自動(dòng)被剔除。目前，該項(xiàng)目運(yùn)作順利。這套可視系統(tǒng)來(lái)源于實(shí)踐中，并且可以應(yīng)用于不同產(chǎn)品，也可以被無(wú)縫集成到已有的自動(dòng)化架構(gòu)中。

Hermes Arzneimittel公司的Wolfratshausen生產(chǎn)廠之所以會(huì)安裝這套可視系統(tǒng)，是因?yàn)樵搹S原先的檢查系統(tǒng)只是建立在一個(gè)簡(jiǎn)單的電子照片傳感器基礎(chǔ)上的，檢查結(jié)果不是非常準(zhǔn)確。反射型電子照片傳感器雖然能夠發(fā)現(xiàn)密封塞的存在，但檢測(cè)不到塞子的具體位置和定位環(huán)的存在。因此經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致返工，特別是一些不合格產(chǎn)品需要重新解包裝和重新包裝才能達(dá)到密封要求。

為了解決這些問(wèn)題，Hermes將其中的一個(gè)填充系統(tǒng)安裝了西門子公司提供的一套Simatic VS110可視傳感器。一套完整的包裝系統(tǒng)包括傳感器頭（相機(jī)）、紅外光照明系統(tǒng)和處理單元，經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)，在任何情況下都可以發(fā)現(xiàn)沒(méi)有密封的或密封不合格的包裝管，并將不合格產(chǎn)品直接除去。

這套可視系統(tǒng)每分鐘可檢查120個(gè)包裝管

繼成功轉(zhuǎn)變?cè)摪b生產(chǎn)線的監(jiān)控系統(tǒng)后，Hermes Arzneimittel公司正試圖將Simatic VS 110可視傳感器用于其他生產(chǎn)線的包裝質(zhì)量控制上
Hermes Arzneimittel公司成立于1907年，自1994年來(lái)一直在生產(chǎn)泡騰維他命片。現(xiàn)在該產(chǎn)品的生產(chǎn)量已達(dá)到750萬(wàn)片每年，均包裝成密封軟管或長(zhǎng)管。Hermes Arzneimittel公司銷售的非處方藥品有Optovit, Biolectra, Calcimed， Ajuta, Optolind等。同時(shí)公司還在Wolfratshausen和澳大利亞的另一個(gè)生產(chǎn)廠為全球的制藥公司研發(fā)并生產(chǎn)藥物。維他片的強(qiáng)勢(shì)增長(zhǎng)需求使公司從慕尼黑南部的Groesselohe搬到巴伐利亞高地的Wolfratshausen。Wolfratshausen有三種級(jí)別的13條全自動(dòng)生產(chǎn)線。大約200名員工正在參與到將15噸原材料加工成半成品或成品的工作中。

安裝有可視系統(tǒng)的包裝生產(chǎn)線可處理兩種包裝管，直徑分別為26.5mm和29mm，管長(zhǎng)為75～175mm。新的檢測(cè)系統(tǒng)需要具有很高的靈活性，能夠快速轉(zhuǎn)換到最小化甚至零生產(chǎn)的停工狀態(tài)。

尋找完美的系統(tǒng)

對(duì)控制器的另一個(gè)約束就是可視傳感器必須能夠集成到已有的控制系統(tǒng)中。這也允許了將已有的多面板Simatic MP370接觸單元用于安裝并訓(xùn)練可視系統(tǒng)來(lái)處理新的產(chǎn)品。如果Hermes已經(jīng)在控制系統(tǒng)中使用了專門的Simatic組件，這些問(wèn)題都可以解決。

最完美的配件：傳感器頭（下），紅外光照明系統(tǒng)（右）、分析器（左）共同組成了Simatic VS 110可視傳感器系統(tǒng)

可視系統(tǒng)要求不只核查密封塞的存在，還要檢查塞子和定位環(huán)的位置是否合適。填充生產(chǎn)線的傳輸帶速度為5～15m/min，相當(dāng)于每秒鐘最多通過(guò)2個(gè)包裝管。而Simatic可視傳感器每秒可獲得高達(dá)25個(gè)信號(hào)。

Simatic VS 110可視傳感器用輪廓來(lái)區(qū)別定位合適和定位不當(dāng)?shù)拿芊馊?br>Hermes技術(shù)員在向上靠近傳輸帶的適當(dāng)位置安裝了可視系統(tǒng)，輸出帶的一面是照相機(jī)，另一面是紅外光照明系統(tǒng)，當(dāng)包裝管經(jīng)過(guò)相機(jī)時(shí)，就會(huì)有引發(fā)信號(hào)使照明系統(tǒng)產(chǎn)生閃爍的紅外光。相機(jī)會(huì)記錄下密封塞和定位環(huán)的輪廓，而不受周圍燈光的影響。數(shù)據(jù)會(huì)傳遞到處理單元，將照下的輪廓與存儲(chǔ)的模板進(jìn)行比較，來(lái)確定包裝管是否合格。

系統(tǒng)通過(guò)可調(diào)參數(shù)Y值，來(lái)調(diào)節(jié)由于傳送帶的振動(dòng)等引起的密封元件的位置錯(cuò)誤。為了保證密封件位置的允許差異，用戶可以設(shè)置一個(gè)差異模板，上下限分別為OK-A和OK-B，如果可允許的偏離值超過(guò)Q極限，系統(tǒng)就會(huì)認(rèn)為這個(gè)密封塞或定位環(huán)安裝位置不當(dāng)，從而輸出相應(yīng)的信息。該信號(hào)可以被傳輸?shù)絇LC或直接傳到控制閥，而無(wú)需額外的控制器就能自動(dòng)產(chǎn)生解決方案。

傳感器頭用CCD芯片來(lái)捕獲640× 480象素的信息，它有一個(gè)固定的鏡頭，只需要把分析器和紅外照明器插進(jìn)就可以。整個(gè)系統(tǒng)是不平穩(wěn)的，操作中搖動(dòng)級(jí)別可高至1g，撞擊級(jí)別高達(dá)70g，溫度為0～50℃。傳感器頭密封到65IP，照明單元達(dá)到40IP。

訓(xùn)練和成長(zhǎng)

VS 110 分析器能存儲(chǔ)15種不同的參考圖片，允許該單元可和相應(yīng)數(shù)量的不同產(chǎn)品共同使用。圖片在電源出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)還可以保留。合適的參考圖片和相關(guān)參數(shù)有的是從分析器本身選擇的，也有的象Hermes公司那樣，從控制填充線的多面板Simatic MP 370 觸摸系統(tǒng)，Profibus DP fieldbus 和高級(jí)Simatic PLC中選擇的。一些新的圖片還可以直接或通過(guò)與處理單元連接的PC機(jī)添加到VS 110系統(tǒng)。Hermes工廠的PC機(jī)是觸摸屏操作的，運(yùn)行的是Windows CE系統(tǒng)，機(jī)器操作員很容易掌握該系統(tǒng)。

通過(guò)使用多面板Simatic MP 370 觸摸系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，該系統(tǒng)可以很快識(shí)別出新產(chǎn)品的特點(diǎn)
在試運(yùn)行中可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤可以通過(guò)遠(yuǎn)程方式得知，省去了到放有分析器的控制柜查找的麻煩。“在試車過(guò)程中西門子公司給予我們很大的支持，”站點(diǎn)的生產(chǎn)工程經(jīng)理Helmut Jakolat說(shuō)道。

“自2004年以來(lái)，我們的第一條裝有可視系統(tǒng)的生產(chǎn)線已經(jīng)開(kāi)始可靠地運(yùn)行，并且從未出現(xiàn)過(guò)問(wèn)題。”Jakolat說(shuō)道。“從那時(shí)起，進(jìn)入下一個(gè)生產(chǎn)階段的不合格包裝管數(shù)量幾乎降到零，而且我們能夠保證我們只向客戶提供密封完美的產(chǎn)品。”將來(lái)，該公司還計(jì)劃將Simatic VS 110可視傳感器的應(yīng)用擴(kuò)大到工廠的其他生產(chǎn)線。

原載PROCESS《流程工業(yè)》雜志(end)