劉慶偉 上海煙草（集團(tuán)）公司天津卷煙廠 300163

卷煙廠糖、香料廚房系統(tǒng)簡(jiǎn)介

劉慶偉 上海煙草（集團(tuán)）公司天津卷煙廠 300163

本文對(duì)卷煙廠糖、香料廚房系統(tǒng)進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，從實(shí)際出發(fā)，提出了保證系統(tǒng)精度、質(zhì)量、自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化、安全性及可靠性的一些方法。

糖香料廚房；控制系統(tǒng)；檢測(cè)傳感器

一、系統(tǒng)組成

卷煙廠糖、香料廚房系統(tǒng)由機(jī)械設(shè)備、控制系統(tǒng)和管理系統(tǒng)三大部分組成，其功能是在確保實(shí)現(xiàn)糖料、香料調(diào)制、儲(chǔ)存和輸送的基本功能基礎(chǔ)上，對(duì)生產(chǎn)中的各類(lèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析的數(shù)據(jù)管理，并通過(guò)Eth ernet完成系統(tǒng)與制絲線工業(yè)以太網(wǎng)的掛接，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與其他站的PLC和上位機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和信息通訊。

二、保證系統(tǒng)精度和質(zhì)量的方法

（1）采用懸浮式靜態(tài)稱(chēng)重方式檢測(cè)罐內(nèi)料液重量。糖、香料廚房?jī)?nèi)所有工藝罐（純凈水和熱水罐除外）都裝有稱(chēng)重傳感器，用于檢測(cè)罐內(nèi)料液的重量，為減少計(jì)量誤差，稱(chēng)重傳感器盡量靠筒身底部安裝，與其他重量檢測(cè)方式相比，具有精度高、“零漂”小、穩(wěn)定性好（受溫度的影響?。?、標(biāo)定方便（無(wú)需專(zhuān)用儀表）等優(yōu)點(diǎn)。重量信號(hào)的采集和處理選用具有Profibus-D p接口的重量?jī)x表，傳感器的“零點(diǎn)校準(zhǔn)”、“量程校準(zhǔn)”等功能可通過(guò)程序執(zhí)行，在監(jiān)控機(jī)上進(jìn)行操作。為保證所有稱(chēng)重傳感器的精度，我公司和傳感器供應(yīng)商經(jīng)過(guò)多次探討，聯(lián)合開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了一套合理的安裝方式，確保懸浮式靜態(tài)稱(chēng)重系統(tǒng)計(jì)量準(zhǔn)確、穩(wěn)定可靠。

（2）料液配制時(shí)，各原料由高精度電子秤（具有Profibus-Dp接口）人工計(jì)量。操作員根據(jù)控制系統(tǒng)提示，按順序進(jìn)行稱(chēng)量，每完成一次，在監(jiān)控畫(huà)面上按鍵進(jìn)行確認(rèn)，這樣人工稱(chēng)量的每一個(gè)值都被計(jì)入監(jiān)控計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)，形成原料耗用報(bào)表，作為數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和管理，并且當(dāng)稱(chēng)量值與提示值不相符時(shí)，控制系統(tǒng)給出報(bào)警信息，可有效防止操作工的誤操作。

（3）在系統(tǒng)管路設(shè)計(jì)上應(yīng)遵循“無(wú)死區(qū)”原則，對(duì)管路管徑、長(zhǎng)度、走向進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，使共用管道部分最短，并設(shè)計(jì)自動(dòng)吹掃清洗系統(tǒng)，使計(jì)量后的料液盡可能多的流入所要輸送的罐內(nèi)，確保罐底無(wú)剩料和管道內(nèi)無(wú)余料，以提高料液配制精度。

（4）具有加熱保溫功能的罐都裝有冷凝水自動(dòng)排空裝置（設(shè)置破真空閥），以減少由于冷凝水在罐夾層內(nèi)排放不完全對(duì)稱(chēng)重精度的影響。

（5）罐與管道之間采用“軟連接”方式，軟管采用食品級(jí)硅膠管，確保懸浮式靜態(tài)稱(chēng)重系統(tǒng)的準(zhǔn)確無(wú)誤。

（6）糖、香料調(diào)制時(shí)，采用變頻調(diào)速機(jī)械攪拌器，攪拌速度可根據(jù)工藝要求自動(dòng)調(diào)節(jié)，并采用正、反雙向攪拌，確保罐內(nèi)溶液不會(huì)按一個(gè)方向運(yùn)行形成旋渦，能夠加速原料的充分溶解和均勻混合，提高料液配制質(zhì)量，減少料液沉淀。

（7）現(xiàn)場(chǎng)加香、加料計(jì)量選用單直管質(zhì)量流量計(jì)檢測(cè)，其計(jì)量不受介質(zhì)密度、溫度的影響，并具有Profibus-Dp接口，標(biāo)稱(chēng)精度達(dá)到0.2%。

法

三、系統(tǒng)的自動(dòng)化

操作員只需對(duì)上級(jí)生產(chǎn)計(jì)劃部門(mén)或車(chē)間中控下達(dá)本班生產(chǎn)任務(wù)指令進(jìn)行輸入和確認(rèn)，控制系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的料液調(diào)制、加熱、保溫、攪拌混合、出料、清洗及余料回收等工藝過(guò)程，都將在控制系統(tǒng)控制下自動(dòng)完成。

料液配制前，系統(tǒng)能夠?qū)⑸a(chǎn)任務(wù)（從M ES或制絲中控接收的當(dāng)班各個(gè)施加點(diǎn)的牌號(hào)和產(chǎn)量），根據(jù)事先錄入的配方表，自動(dòng)分解成所需配制料液的種類(lèi)和重量，并且根據(jù)當(dāng)前儲(chǔ)存罐中成品糖香料的儲(chǔ)備情況提出所缺的成品料液，通過(guò)檢索配方表，將這些需配制的成品料液進(jìn)一步分解，提供所需原料的名稱(chēng)和重量，提醒操作人員進(jìn)行原料準(zhǔn)備。

料液配制時(shí)，操作人員選定需配制料液的名稱(chēng)和重量，系統(tǒng)按事先錄入的配方表在觸摸屏上按序提醒操作人員需稱(chēng)量料液的名稱(chēng)和重量，原料經(jīng)人工稱(chēng)量后，按“確認(rèn)”鍵，通過(guò)氣泵將原料抽吸至調(diào)制罐進(jìn)行成品的配制，所有稱(chēng)量值都將記錄至數(shù)據(jù)庫(kù)，形成原料耗用報(bào)表。

成品糖香料向現(xiàn)場(chǎng)發(fā)送時(shí)，系統(tǒng)能夠根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)牌號(hào)、要料信號(hào)，自動(dòng)進(jìn)行“牌號(hào)比對(duì)”（生產(chǎn)牌號(hào)和儲(chǔ)存罐料液必須相同，才可出料），并自動(dòng)選擇相應(yīng)出料儲(chǔ)存罐（同牌號(hào)罐遵循“先進(jìn)先出”）向現(xiàn)場(chǎng)各生產(chǎn)點(diǎn)發(fā)送料液，生產(chǎn)完畢后，自動(dòng)回收管路余料。

四、系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和信息管理

糖香料廚房系統(tǒng)通過(guò)以太網(wǎng)與全廠信息管理系統(tǒng)相連，構(gòu)成一個(gè)有機(jī)整體，既可以接收生產(chǎn)管理部門(mén)下達(dá)的生產(chǎn)任務(wù)，又可以將糖香料廚房的各類(lèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，然后通過(guò)自身數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)這些信息進(jìn)行歸類(lèi)、整理，最后將相關(guān)數(shù)據(jù)和信息上報(bào)給上級(jí)管理部門(mén)，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理、工藝管理、設(shè)備管理、質(zhì)量管理的目的，為企業(yè)及時(shí)了解生產(chǎn)過(guò)程、制定戰(zhàn)略決策提供重要依據(jù)。

五、系統(tǒng)的信號(hào)連鎖和信息交換

采用網(wǎng)絡(luò)和硬件相結(jié)合的方式，進(jìn)行信號(hào)連鎖和信息交換，對(duì)于重要的啟/停信號(hào)兩種方式都具備，對(duì)于數(shù)據(jù)和相關(guān)信息由于硬件連鎖難以進(jìn)行，則采用網(wǎng)絡(luò)的形式，為保證數(shù)據(jù)和信息的準(zhǔn)確，通過(guò)特定的程序?qū)W(wǎng)路進(jìn)行監(jiān)控。

六、系統(tǒng)的操作和監(jiān)控界面

在系統(tǒng)人機(jī)界面設(shè)計(jì)方面，遵循“人性化”原則，并參照W indow s操作系統(tǒng)的風(fēng)格，充分利用監(jiān)控軟件本身的特點(diǎn)和計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)，開(kāi)發(fā)一套功能強(qiáng)大、操作方便、性能可靠的人機(jī)界面系統(tǒng)，通過(guò)人機(jī)界面可全面監(jiān)視、操作和控制整個(gè)系統(tǒng)。

（1）設(shè)備所用的執(zhí)行器件和控制器件均選用經(jīng)過(guò)多次實(shí)踐證明可靠性好、運(yùn)行穩(wěn)定的品牌器件。

（2）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造及安裝過(guò)程將嚴(yán)格按照國(guó)家有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。酒精存放間按防爆區(qū)設(shè)計(jì)。系統(tǒng)中具有壓力的管路（如蒸汽、壓縮空氣管路）均安裝壓力檢測(cè)傳感器，通過(guò)控制系統(tǒng)對(duì)壓力自動(dòng)檢測(cè)，使其超壓自動(dòng)報(bào)警，同時(shí)在這些管路上安裝安全閥，超壓時(shí)能自動(dòng)卸壓；系統(tǒng)中的所有罐體都具有液位檢測(cè)和超高位報(bào)警功能，具有加熱和保溫的罐體還具備溫度超標(biāo)報(bào)警功能；電機(jī)具有過(guò)載報(bào)警信號(hào)，控制軟件根據(jù)這些信號(hào)構(gòu)成一個(gè)完整的安全連鎖和質(zhì)量連鎖控制系統(tǒng)，保證生產(chǎn)過(guò)程的安全可靠，減小因設(shè)備故障造成的物料損失。

（3）系統(tǒng)中關(guān)鍵位置的閥門(mén)都裝有位置檢測(cè)開(kāi)關(guān)，這些到位信號(hào)參與程序控制，在檢測(cè)到任何一個(gè)閥門(mén)出現(xiàn)異常狀態(tài)時(shí)，與之相關(guān)的動(dòng)作都停止，并且自動(dòng)生成報(bào)警提示，確保料液在罐和管道內(nèi)不發(fā)生“料－料”“料－水”相混的質(zhì)量事故。另外，使用最新開(kāi)發(fā)的軟件程序，在控制程序中通過(guò)對(duì)罐內(nèi)料液重量的實(shí)時(shí)采集和處理，用來(lái)判斷罐體或與之相連的管道是否存在泄漏，若出現(xiàn)泄漏時(shí)立即進(jìn)行報(bào)警提示。這樣既可以通過(guò)硬件對(duì)系統(tǒng)故障進(jìn)行檢測(cè)，也可通過(guò)編程軟件對(duì)其加以判斷，雙重保險(xiǎn)，確保系統(tǒng)運(yùn)行可靠。

（4）糖香料配方是各廠的重要保密內(nèi)容。因此，控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)采取嚴(yán)格保密措施，只有取得允許權(quán)限的人才能操作相應(yīng)數(shù)據(jù)，保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)的保密和安全。

（5）設(shè)計(jì)牌號(hào)自跟蹤和牌號(hào)比對(duì)功能。在配制料液時(shí)，系統(tǒng)將配料時(shí)所選牌號(hào)自動(dòng)賦予相應(yīng)調(diào)制罐，然后根據(jù)該調(diào)制罐中料液的流向，牌號(hào)自動(dòng)被賦予相應(yīng)的成品料貯存罐和現(xiàn)場(chǎng)罐，無(wú)需人工錄入，杜絕由于人為因素錯(cuò)標(biāo)牌號(hào)的質(zhì)量事故。在料液發(fā)送時(shí)，將出料罐的牌號(hào)和要料牌號(hào)經(jīng)控制系統(tǒng)自動(dòng)比對(duì)，做到牌號(hào)不同不允許選擇，確保牌號(hào)準(zhǔn)確無(wú)誤。同牌號(hào)的料液發(fā)送遵循“先進(jìn)先出”的原則，先配制的料液允許首先發(fā)送。

（6）對(duì)能引起沖突的操作，監(jiān)控系統(tǒng)的操作畫(huà)面做到絕對(duì)“互鎖”，確保每個(gè)工藝過(guò)程操作“零風(fēng)險(xiǎn)”。

（7）為便于生產(chǎn)過(guò)程的追溯，糖香料廚房?jī)?nèi)所有的操作都形成相關(guān)記錄備查，所有器件的動(dòng)作也形成相關(guān)記錄備查。

（8）在現(xiàn)場(chǎng)施加裝置的料液引射汽（氣）路上均設(shè)置壓力檢測(cè)傳感器，用于料液霧化故障報(bào)警，確保糖、香料在噴射過(guò)程中不出現(xiàn)滴料現(xiàn)象。

（9）在現(xiàn)場(chǎng)香料施加裝置的噴嘴處單獨(dú)設(shè)置軟管吹掃閥，在加香結(jié)束時(shí)，對(duì)軟管自動(dòng)吹掃，以防止軟管滴料出現(xiàn)黃斑煙。

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.10.133

七、保證系統(tǒng)安全性和可靠性的方