A PLC based robust monitoring model for the labelling machine automation process

• Autorzy: Mystkowski A. , Karbay V. K. , Mystkowska J.

Warianty tytułu

PL

Model odporny systemu monitorowania w automatyzacji procesu etykietowania z wykorzystaniem sterowników PLC

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents a method for improving the labelling process and a robust monitoring model for the labelling machine with the purpose of reducing waste of labels and bottles.The proposed monitoring method is based on a combination of Matlab®-designed and hardware-in-the-loop (HIL) simulationas well as Arena Simulation. The method solves problems with the application of labels during the labelling stage and provides a robust monitoring algorithm that recognizes defective labels before they are stuck onto bottles.The Grafcet optimal algorithm for recognizing defective labels is executed. The Matlab®Stateflow model for monitoring and recognizing defective labels is applied. The proposed algorithms are complete, and optimized solutions are ready for implementation in the existing PLC supervisory control system. Based on HIL simulations, the proposed method ensures an increase of the total production quantity. Statistical data was collected directly from the field, classified using Statfit software, and used in Arena Simulation software to present the difference and benefits before and after using the PLC-based robust monitoring model for the labelling machine automation process.

PL

W pracy przedstawiono metodę poprawy procesu etykietowania oraz model odporny monitorowania uszkodzeń etykiet w celu zmniejszenia ilości odpadów etykiet i butelek. Opracowanie proponowanej metody monitorowania i wykrywania wad etykiet opiera się na wykorzystaniu kombinacji funkcji środowiska Matlab® oraz symulacji sprzętowej (ang. hardware-in-the-loop, HIL). Nowa metoda rozwiązuje problemy związane z wykrywaniem uszkodzeń przyklejanych etykiet do butelek w przemysłowej linii produkcyjnej oraz zawiera model odporny detekcji wad etykiet. Algorytm systemu monitorowania w procesie etykietowania został przedstawiony za pomocą sieci Grafcet, a następnie zrealizowany w środowisku Matlab Stateflow®. Proponowane algorytmy monitorowania/detekcji zostały zoptymalizowane pod kątem ich realizacji w istniejącym systemie sterowania opartym o programowalne sterowniki logiczne (ang. programmable logic controllers, PLCs). Przeprowadzone symulacje sprzętowe HIL pomyślnie weryfikują opracowane rozwiązania podnoszące efektywność produkcji. Zaproponowany odporny model detekcji uszkodzeń etykiet został zaimplementowany w układzie sterowania linii produkcyjnej i zweryfikowany eksperymentalnie. Zebrane dane statystyczne bezpośrednio z obiektu sterowania zostały opracowane w programie Statfit. Oprogramowanie Arena Simulation zostało wykorzystane do porównania wyników pracy linii produkcyjnej przed i po wprowadzeniu modelu wykrywania uszkodzeń etykiet.

Słowa kluczowe

EN

label defects detection; robust monitoring Stateflow® model; labelling; PLC; HIL simulation

PL

wykrywanie wad etykiety; model odporny monitorowania Stateflow®; etykietowanie; sterownik PLC; symulacja sprzętowa HIL

• Wydawca: Polskie Naukowo-Techniczne Towarzystwo Eksploatacyjne
• Czasopismo: Eksploatacja i Niezawodność
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 16, no. 3
• Strony: 383--390
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Mystkowski A.

• Department of Automatic Control and Robotics Bialystok University of Technology, Wiejska 45C, 15-351 Bialystok, Poland

autor

Karbay V. K.

• Department of Industrial Engineering Beykent University, Sisli-Ayazaga Campus, 34396, Istanbul, Turkey

autor

Mystkowska J.

• Department of Materialsand Biomedical Engineering Bialystok University of Technology, Wiejska 45C, 15-351 Bialystok, Poland

Bibliografia

• 1. Arrofiq M, Saad N. PLC-based fuzzy logic controller for induction-motor drive with constant V/Hz ratio. Intelligent and Advanced Systems, ICIAS International Conference, 25-28 Nov. 2007, 93-98.
• 2. Georges B, Aubin J. Application of PLC for on-line monitoring of power transformers. Power Engineering Society Winter Meeting, IEEE, 2001, 2, 483-486.
• 3. Harel D. Statecharts. A visual formalism for complex systems. Science of Computer Programming,1987,8, 231-274.
• 4. Hairui W, Yong Z. Configuration software and PLC based process control system of carbon dioxide for food. Computers and Applied Chemistry, 2009, 26(2), 175-178.
• 5. Hu W et al. Two diagnostic models for PLC controlled flexible manufacturing systems. International Journal of Machine Tools & Manufacture,1999, 39, 1979-1991.
• 6. Ioannides M. Design and Implementation of PLC-Based Monitoring Control System for Induction Motor. IEEE transactions on energy conversion, 2004, 19(3), 128-135.
• 7. Ramirez-Serrano A, Zhu SC, et al. A hybrid PC/PLC architecture for manufacturing-system control-theory and implementation. Journal of Intelligent Manufacturing, 2002, 13(4), 261-281.
• 8. Theiss S, Naake J, Dibowski H, Kabitzsch K. PLC-integrated Process Monitoring and Prediction of the Resulting Real-Time Load. Industrial Informatics, IEEE International Conference,16-18 Aug. 2006, 880-885.
• 9. Zaeha MF, Poernbachera C, Milbergb J. A Model-Based Method to Develop PLC Software for Machine Tools. CIRP Annals - Manufacturing Technology, 2005, 54(1),371-374.
• 10. www.mathworks.com.
• 11. www: plcdev.com, codesys.com, automation.siemens.com, rockwellautomation.com.
• 12. IEC 61131-3 PLC programming language standards.