RU2610243C2

RU2610243C2 - Counting system of product packaged in sealed containers

Info

Publication number: RU2610243C2
Application number: RU2015126289A
Authority: RU
Inventors: Елена Евгеньевна Карелина; Евгений Сергеевич Лисненко
Original assignee: ООО "Завод Агрохимпродукт" (Общество с ограниченной ответственностью "Завод аграрных химических продуктов")
Priority date: 2015-07-02
Filing date: 2015-07-02
Publication date: 2017-02-08
Also published as: RU2015126289A

Abstract

FIELD: technological processes.

SUBSTANCE: system comprises a product movable with conveyor 1 packaged in a sealed container passing through the control zone, over the height of which optical sensors are placed. The axis plane of the optical channel of each optical sensor is placed at a distance at least 50 mm from the container top edge. The processing modes alarm assembly in the form of light and sound module 8 provides quick respond to violation or change of the processing mode.

EFFECT: invention provides counting of product with different shape and height.

1 dwg

Description

Изобретение относится к способам и устройствам для подсчета предметов, в частности для подсчета продукции, упакованной в герметичную емкость, и может быть использовано на конвейерных линиях предприятий различных сфер производства с использованием счетчика импульсов и оптических датчиков.The invention relates to methods and devices for counting objects, in particular for counting products packed in a sealed container, and can be used on conveyor lines of enterprises in various fields of production using a pulse counter and optical sensors.

Перед авторами работы стояла задача - разработать систему, которая с высокой надежностью и точностью подсчитывала бы продукцию, расфасованную в герметичную тару, имеющую разную форму и высоту, преимущественно, когда в качестве емкости используют: стеклянные и ПЭТ-бутылки (полиэтилентерефталат), алюминиевые банки.The authors of the work were faced with the task of developing a system that with high reliability and accuracy would count products packaged in sealed containers that have different shapes and heights, mainly when glass and PET bottles (polyethylene terephthalate), aluminum cans are used as containers.

При изучении источников научно-технической и патентной информации были выявлены устройства: УМУП(А) (управляющий модуль учета продукции), УСБ (устройство счета бутылок), принцип работы основан на подсчете количества пересечений оптических инфракрасных каналов счетчика верхними частями ("горлышками") бутылок.When studying the sources of scientific, technical and patent information, the following devices were identified: UMUP (A) (control module for product accounting), CSS (bottle counting device), the principle of operation is based on counting the number of intersections of the optical infrared channels of the counter with the upper parts ("necks") of the bottles .

Известное устройство УМУП(А) состоит из управляющего модуля и контролирующего элемента - датчика. Все элементы управляющего модуля расположены на металлическом основании и закрыты пластмассовым корпусом. Датчик состоит из светодиодов инфракрасного излучения и фотоприемника, закрытых корпусами и расположенных в нижней части металлического П-образного основания напротив друг друга. Микроконтроллер по программе выдает на светодиодные датчики импульсы тока, которые преобразуются в инфракрасное излучение, проходящее на фотоприемник. Микроконтроллер проверяет прохождение сигнала. Если сигнал прошел, то нет перекрытия датчиков. При наличии контролируемой продукции импульсы с датчика не проходят. Микроконтроллер производит по программе обработку, интегрирование сигналов с датчиков и по наличию или отсутствию серий импульсов производит счет продукции с одновременным выводом на индикацию [1 - «Управляющий модуль учета продукции (УМУП). Паспорт. Инструкция по эксплуатации. ОКП 427832. г. Самара»].The known device UMUP (A) consists of a control module and a control element - a sensor. All elements of the control module are located on a metal base and are closed by a plastic case. The sensor consists of infrared light emitting diodes and a photodetector, enclosed by housings and located in the lower part of the metal U-shaped base opposite each other. According to the program, the microcontroller gives current pulses to the LED sensors, which are converted into infrared radiation passing to the photodetector. The microcontroller checks the signal flow. If the signal has passed, then there is no overlap of the sensors. In the presence of controlled products, pulses from the sensor do not pass. According to the program, the microcontroller processes, integrates the signals from the sensors and, by the presence or absence of a series of pulses, produces a product account with a simultaneous output to the display [1 - “Control module for product accounting (UMUP). Passport. User's manual. OKP 427832. Samara ”].

Недостатками данного устройства являются: высокая погрешность подсчета инфракрасными оптическими датчиками рельефной стеклянной тары из-за задваивания и даже затраивания оптического отражения; ограниченное число подключаемых оптических датчиков; низкая степень влагозащищенности IP 54, что не подходит для производств с повышенной влажностью [3 - ГОСТ 14254-96 «Степени защиты, обеспечиваемые оболочками (код IP)»]; для изменения направления счета необходимо перепаять местами выходы светодиодов инфракрасного излучения и при необходимости произвести регулировку мощности излучающих элементов.The disadvantages of this device are: a high error in counting infrared optical sensors of embossed glass containers due to backfading and even obscuring optical reflection; limited number of connected optical sensors; low degree of moisture protection IP 54, which is not suitable for plants with high humidity [3 - GOST 14254-96 "Degrees of protection provided by shells (IP code)"]; To change the direction of the count, it is necessary to re-interchange the outputs of the infrared LEDs and, if necessary, adjust the power of the radiating elements.

Наиболее близким по технической сущности и взятым за прототип является счетчик электронный оптический перемещающихся объектов УСБ-5. Устройство состоит из управляющего блока и датчика. Все элементы расположены на металлическом основании и закрыты пластмассовым корпусом. Датчик состоит из светодиодов инфракрасного излучения и фотоприемника, закрытых корпусами и расположенных в нижней части металлического П-образного основания напротив друг друга. Микроконтроллер по программе выдает на светодиодные датчики импульсы тока, которые превращаются в инфракрасное излучение, проходящее на фотоприемник. Счетчик имеет функцию самотестирования, что позволяет ему выдавать сигнал аварии в случае несанкционированного вмешательства в его работу (перекрытие посторонним предметом оптических каналов; значительное загрязнение оптических окошек счетчика; неправильная установка счетчика на транспортере; прямая засветка оптических окошек солнечным излучением; выход одного или всех оптических каналов счетчика из строя). В нормальном режиме работы зеленый индикатор на передней панели прибора горит и кратковременно погасает каждый раз, когда значение счетчика увеличивается на единицу. При срабатывании функции самотестирования, т.е. определении счетчиком своей неработоспособности загорается красный индикатор. После устранения причин, вызвавших неработоспособность счетчика, красный индикатор гаснет, зеленый индикатор загорается и подсчет бутылок продолжается [2 - «Счетчик электронный оптический перемещающихся объектов УСБ-5/10307. Паспорт ИКЖВ 012.10307 ПС. г. Заречный»].The closest in technical essence and taken as a prototype is an electronic optical counter of moving objects USB-5. The device consists of a control unit and a sensor. All elements are located on a metal base and covered with a plastic case. The sensor consists of infrared light emitting diodes and a photodetector, enclosed by housings and located in the lower part of the metal U-shaped base opposite each other. According to the program, the microcontroller gives current pulses to LED sensors, which turn into infrared radiation passing to the photodetector. The counter has a self-test function, which allows it to give an alarm signal in case of unauthorized interference with its operation (optical channels are blocked by a foreign object; the optical windows of the meter are significantly dirty; the meter is improperly mounted on the conveyor; the optical windows are directly exposed to the sun; one or all of the optical channels exit counter failure). In normal operation, the green indicator on the front of the device lights up and briefly turns off each time the counter value increases by one. When the self-test function is triggered, i.e. When the counter determines that it is inoperative, the red indicator lights up. After eliminating the causes of the counter’s inoperability, the red indicator goes off, the green indicator lights up and bottle counting continues [2 - “Electronic optical counter of moving objects USB-5/10307. Passport IKZHV 012.10307 PS. Zarechny town ”].

Недостатками данного устройства являются: высокая погрешность подсчета инфракрасными оптическими датчиками рельефной стеклянной тары, связанная с возможностью задваивания оптического отражения; ограниченное число подключаемых оптических датчиков; низкая степень влагозащищенности IP 64 не позволяет использовать на производствах с повышенной влажностью. Кроме того, индикаторное самотестирование с использованием светодиодных индикаторов без звукового сопровождения влияет на время реагирования обслуживающего персонала, что снижает надежность устройства в целом.The disadvantages of this device are: high error counting infrared optical sensors of embossed glass containers, associated with the possibility of doubling of optical reflection; limited number of connected optical sensors; the low degree of moisture protection IP 64 does not allow use in plants with high humidity. In addition, indicator self-testing using LED indicators without sound effects on the response time of maintenance personnel, which reduces the reliability of the device as a whole.

Технический результат изобретения - повышение надежности функционирования системы и точности с одновременным расширением функциональных возможностей за счет создания условий учета продукции, расфасованной в емкость, имеющую разную форму и высоту.The technical result of the invention is improving the reliability of the system and accuracy while expanding the functionality by creating conditions for accounting for products packaged in a container having a different shape and height.

Указанный технический результат достигается тем, что система подсчета расфасованной в герметичные емкости продукции, содержащая размещенный на внутренней стороне П-образного кронштейна, закрепленного на щеке проходящего внутри него транспортера, оптический датчик, плоскость оптического канала которого проходит через установленную на транспортере емкость с продукцией, счетчик импульсов, расположенный на расстоянии от оптического датчика, и узел сигнализации технологических режимов, согласно изобретению система дополнительно содержит N-оптических датчиков, разнесенных по высоте П-образного кронштейна, релейный блок управления, логический элемент «ИЛИ» и подключенный к одному из выходов релейного блока управления переключатель запуска индивидуального оптического датчика, выходы которых связаны через логический элемент «ИЛИ» с информационным входом счетчика импульсов, соответствующие выходы которого соединены с соответствующими входами релейного блока управления, подключенного другими выходами к узлу сигнализации технологических режимов, выполненному в виде светозвукового модуля.The specified technical result is achieved by the fact that the counting system of products packaged in sealed containers, containing an optical sensor located on the inside of the U-shaped bracket mounted on the cheek of the conveyor passing inside it, the plane of the optical channel of which passes through the container with the product installed on the conveyor, a counter pulses located at a distance from the optical sensor and the signaling unit of the technological modes, according to the invention, the system further comprises It contains N-optical sensors spaced apart in height of the U-shaped bracket, a relay control unit, an OR logic element and an individual optical sensor trigger switch connected to one of the outputs of the relay control unit, the outputs of which are connected through an OR logic element to an information input a pulse counter, the corresponding outputs of which are connected to the corresponding inputs of the relay control unit connected by other outputs to the signaling unit of the technological modes, made in the form light and sound module.

На фиг. 1 представлена схема системы подсчета расфасованной в герметичные емкости продукции.In FIG. 1 is a diagram of a system for counting products packaged in sealed containers.

Система подсчета расфасованной в герметичные емкости продукции содержит транспортер 1, на щеке (корпусе) которого жестко закреплен П-образный кронштейн 2, на разной высоте которого установлены оптические датчики 3 (3а - фотоэлектрический, 3б - лазерные). Сигналы с датчиков 3 поступают через логический элемент «ИЛИ» 4 на счетчик импульсов 5, который подключен к релейному блоку 6, связанному через переключатель запуска индивидуального оптического датчика 7 с управляющими входами датчиков 3. К релейному блоку 6 подключен светозвуковой модуль 8.The counting system of products packaged in sealed containers contains a conveyor 1, on the cheek (case) of which a U-shaped bracket 2 is rigidly fixed, at different heights of which optical sensors 3 are installed (3a - photoelectric, 3b - laser). The signals from the sensors 3 are fed through the logic element “OR” 4 to the pulse counter 5, which is connected to the relay unit 6, connected through the start switch of the individual optical sensor 7 with the control inputs of the sensors 3. A light-sound module 8 is connected to the relay unit 6.

Закрепленный на транспортере П-образный кронштейн может быть выполнен в различном исполнении, обеспечивающем надежное и прямолинейное размещение оптических датчиков 3 относительно оптической оси на требуемой высоте и в требуемом количестве в зависимости от конфигурации используемых емкостей.The U-shaped bracket fixed on the conveyor can be made in various designs, ensuring reliable and rectilinear placement of the optical sensors 3 relative to the optical axis at the required height and in the required quantity, depending on the configuration of the containers used.

У фотоэлектрических датчиков 3а с отражателем WL9 [4 - «Operating instruction WL9(M4)(G)-3.Small photoelectric sensor».] приемник с передатчиком объединены в одном корпусе. Принцип работы основан на том, что передатчик постоянно посылает световой луч на отражатель (закрепленный напротив датчика), отраженный луч возвращается в приемник. Чувствительность регулируется в режиме конфигурирования. При работе в условиях, при которых возможно возникновение конденсата на отражателе (который влияет на погрешность счета), устанавливаются отражатели с подогревом.For photoelectric sensors 3a with a WL9 reflector [4 - “Operating instruction WL9 (M4) (G) -3 Small photoelectric sensor”.]), The receiver and transmitter are combined in one housing. The principle of operation is based on the fact that the transmitter constantly sends a light beam to the reflector (mounted opposite the sensor), the reflected beam is returned to the receiver. Sensitivity is adjustable in configuration mode. When working in conditions under which condensation may occur on the reflector (which affects the error of the count), heated reflectors are installed.

Лазерные датчики 3б WS/WE100L [5 - «Online data sheet. Photoelectric sensors. W100 Laser, Through-beam photoelectric sensor WS/WE100L».], представляющие собой передатчик и приемник, разделены по разным корпусам. Установка производится друг напротив друга на требуемом расстоянии. Принцип работы основан на постоянной передаче светового луча от передатчика к приемнику. В момент прерывания луча происходит счет.Laser sensors 3b WS / WE100L [5 - “Online data sheet. Photoelectric sensors. W100 Laser, Through-beam photoelectric sensor WS / WE100L ”.], Which are a transmitter and a receiver, are divided into different cases. Installation is made opposite each other at the required distance. The principle of operation is based on the constant transmission of the light beam from the transmitter to the receiver. At the moment of beam interruption, an account occurs.

Логический элемент «ИЛИ» 4 реализован на электромагнитных реле.The logical element "OR" 4 is implemented on electromagnetic relays.

Счетчик импульсов 5 выполнен на базе счетчика импульсов СИЗО [6 - «СИЗО. Руководство по эксплуатации. Счетчик импульсов. Рег. No 835. Москва»]. Выходной сигнал Modbus реализован за счет встроенного модуля RS-485, предназначенного для подсчета количества поступающих на его входы импульсов как в прямом, так и в обратном направлении, от датчиков 3.The pulse counter 5 is made on the basis of the pulse counter SIZO [6 - “SIZO. Manual. Pulse counter. Reg. No 835. Moscow ”]. Modbus output signal is implemented due to the built-in RS-485 module, designed to count the number of pulses arriving at its inputs, both in the forward and in the opposite direction, from sensors 3.

Релейный блок 6 управляет светозвуковым модулем 8 и подключает оптические датчики 3 через переключатель запуска индивидуального оптического датчика 7.The relay unit 6 controls the light-sound module 8 and connects the optical sensors 3 through the start switch of the individual optical sensor 7.

Неограниченное количество различных типов оптических датчиков 3, включаемых в работу переключателем запуска индивидуального оптического датчика 7, позволяет безошибочно подсчитывать бутылки (банки) даже при значительном колебании в зоне контроля, а также емкость любой формы и размера, что расширяет возможности системы подсчета продукции.An unlimited number of different types of optical sensors 3, included in the operation of the start switch of the individual optical sensor 7, allows you to accurately count bottles (cans) even with significant fluctuations in the control zone, as well as the capacity of any shape and size, which expands the capabilities of the product counting system.

Светозвуковой модуль 8 представляет собой сигнальную колонну, состоящую из световых модулей и звуковой сигнализации, для отображения различных режимов работы, а именно: зеленый - нормальная работа, желтый - режим простоя, красный с сиреной - перекрытие посторонним предметом оптических каналов; значительное загрязнение оптических окошек датчика; неправильная установка счетчика на транспортере; прямая засветка оптических окошек солнечным излучением; выход одного или всех оптических датчиков из строя.The light and sound module 8 is a signal column, consisting of light modules and an audible alarm, to display various operating modes, namely: green - normal operation, yellow - idle mode, red with a siren - overlapping optical channels by a foreign object; significant contamination of the optical windows of the sensor; incorrect installation of the counter on the conveyor; direct illumination of optical windows by solar radiation; failure of one or all optical sensors.

Приборный шкаф 9 предназначен для размещения и защиты счетчика импульсов 5, логического блока «ИЛИ» 4, релейного блока 6, а также дополнительного блока питания при необходимости (для отражателя с подогревом). Шкаф 9 выполнен как вариант из нержавеющей стали или из стали с порошковым покрытием. Шкаф 9 оборудован кабельными вводами, монтажной плитой и устройством запирания (замком). Переключатель запуска индивидуального оптического датчика 7 может работать и в ручном режиме, для чего его тумблер может быть выведен на лицевую панель шкафа 9.The instrument cabinet 9 is designed to accommodate and protect the pulse counter 5, the logical unit "OR" 4, the relay block 6, as well as an additional power supply if necessary (for a heated reflector). Cabinet 9 is made as an option of stainless steel or powder coated steel. Cabinet 9 is equipped with cable entries, a mounting plate and a locking device (lock). The start switch of the individual optical sensor 7 can also work in manual mode, for which its toggle switch can be displayed on the front panel of the cabinet 9.

Система подсчета расфасованной в герметичные емкости продукции работает следующим образом. Перед запуском подсчитываемой тары по транспортеру 1 оператор с помощью переключателя запуска индивидуального оптического датчика 7 выбирает опрашиваемый оптический датчик 3, плоскость оптических каналов которого находится в оптимальной зоне от подсчитываемой емкости. Для тары малой высоты используется наиболее ближний к транспортной ленте оптический датчик. Расфасованная в герметичные емкости продукция, перемещаясь по ленте транспортера 1 мимо оптического датчика 3, прерывает оптический луч. Сигнал о прерывании с датчика 3 поступает через логический элемент «ИЛИ» 4 на счетчик импульсов 5. При нормальной работе сигнал от счетчика импульсов 5 поступает на релейный блок 6, который управляет светозвуковым модулем 8 для включения индикации зеленого цвета. В случае простоя линии или отсутствия на линии подсчитываемой продукции сигнал от счетчика импульсов 5 не поступает на релейный блок 6, в таком случае релейный блок 6 включает индикацию желтого цвета. В случае если сигнал от датчиков не поступает в течение установленного времени (выбирается в соответствии с технологией производства), релейный блок 6 включает индикацию красного цвета и звуковой сигнал, что увеличивает скорость реакции оператора на решение возникшей проблемы. При переходе от тары малой высоты к более высокой таре оператор выбирает переключателем запуска индивидуального оптического датчика 7 наиболее оптимально расположенный оптический датчик 3 для данного вида тары.The system for counting packaged in sealed containers products works as follows. Before starting the countable packaging on the conveyor 1, the operator, using the start switch of the individual optical sensor 7, selects the interrogated optical sensor 3, the plane of the optical channels of which is in the optimal zone from the counted capacity. For containers of small height, the optical sensor closest to the transport tape is used. Packaged products in sealed containers, moving along the conveyor belt 1 past the optical sensor 3, interrupts the optical beam. The signal from the interruption from the sensor 3 is fed through the logic element “OR” 4 to the pulse counter 5. During normal operation, the signal from the pulse counter 5 is sent to the relay unit 6, which controls the light-sound module 8 to turn on the green indicator. In the event of a downtime of the line or the absence of counted products on the line, the signal from the pulse counter 5 does not arrive at the relay block 6, in which case the relay block 6 turns on a yellow indication. If the signal from the sensors does not arrive within the set time (selected in accordance with the production technology), the relay unit 6 includes an indication of red color and an audible signal, which increases the speed of the operator’s reaction to the solution of the problem. In the transition from containers of small height to higher containers, the operator selects the start switch of the individual optical sensor 7 the most optimally located optical sensor 3 for this type of container.

Применение изобретения позволит повысить надежность функционирования системы, повысить точность с одновременным расширением функциональных возможностей за счет создания условий учета продукции, расфасованной в герметичную емкость, имеющую разную форму и высоту.The application of the invention will improve the reliability of the system, improve accuracy while expanding the functionality by creating conditions for accounting products packaged in a sealed container having a different shape and height.

Claims

A system for counting products packaged in sealed containers, containing an optical sensor located on the inside of the U-shaped bracket mounted on the cheek of the conveyor passing inside it, the axis of the optical channel of which passes through the product container installed on the conveyor, and a pulse counter located at a distance from the optical sensor, and a signaling unit of technological modes, characterized in that the system further comprises N-optical sensors spaced apart in the height of the U-shaped bracket, relay control unit, OR logic element and a switch connected to one of the outputs of the relay control unit connected to the trigger input of an individual optical sensor, the outputs of which are connected through the OR logic element to the information input of the pulse counter, the corresponding outputs of which are connected to the corresponding inputs of the relay control unit connected by other outputs to the signaling unit of technological modes, made in the form of a light-sound module.