山東中煙工業(yè)有限責任公司青州卷煙廠 劉愛平 潘 玲

1.前言

隨著計算機技術、網(wǎng)絡技術、通訊技術、自動控制技術的發(fā)展，國內(nèi)煙草行業(yè)的制絲生產(chǎn)線大都已成功的實現(xiàn)了管控一體化，實現(xiàn)了制絲線的網(wǎng)絡化、數(shù)字化。

當前，企業(yè)為了提高自身的市場競爭力，不斷的優(yōu)化工藝流程，提高產(chǎn)品質量，提出了工藝流程再造工程。針對工程研究新的控制，開發(fā)新的控制程序，節(jié)約能源消耗，將是各行各業(yè)經(jīng)濟新的增長點。

2.提出問題

我廠制絲分為葉片工藝線ZS1、葉絲工藝線ZS2、梗工藝線zs3、摻配加香工藝線zs4四條工藝線，采用分組柔性化加工生產(chǎn)工藝，延長了各工藝線的工藝流程。底層采用S7-400PLC(可編程序控制器)程序控制，上層采用集中控制。各工藝線設備從最前端一臺順序啟動，整線運行。整線運行模式、中間緩存柜、計量管的使用及跨廠房送料加工，延長了設備空轉待料時間，延長了設備磨損時間、增大了能源的消耗。PLC的應用，使得控制能力增強，優(yōu)化制絲線控制方式，創(chuàng)新控制程序，實現(xiàn)制絲線節(jié)能控制。

3.分析問題

3.1 制絲線分段工藝過程的分析。

3.1.1 葉片工藝線ZS1的運行控制

葉片工藝線ZS1自動完成開包、切片、回潮、除雜、攙兌、一次加料、二次加料等加工過程。

3.1.2 葉絲工藝線ZS2的運行控制

葉絲工藝線ZS2自動完成回潮、切絲、烘絲、攙兌等加工過程。

3.1.3 梗工藝線zs3的運行控制

梗工藝線zs3自動完成洗梗、潤梗、壓梗、切絲、加料、烘絲、分選、加香等加工過程。

圖2.1 制絲各工藝線過程控制框圖

圖3.2.1 設計連鎖數(shù)據(jù)通訊的電路示意圖

圖3.2.2 連鎖數(shù)據(jù)通訊的硬件組態(tài)圖

圖3.3.1 確定技術路線

圖3.3.2 數(shù)據(jù)傳遞方向

3.1.4 摻配加香工藝線zs4的運行控制

摻配加香工藝線ZS4自動完成摻配、加香等加工過程。

3.2 制絲各工藝線過程控制框圖(見圖2.1)

生產(chǎn)過程中，設備運行有兩種狀態(tài)，一是組合啟動，整線運行狀態(tài)；二是組合停止狀態(tài)。

4.解決問題

4.1 確定節(jié)能最佳方案

為了實現(xiàn)節(jié)能控制，我們提出了多種方案。并對提出的方案，采用模擬實驗或現(xiàn)場調查，從自動化程度、節(jié)能效果、可靠性、安全性、預計有效性、經(jīng)濟性等方面確定了最佳方案。

4.1.1 最佳的控制模式—單元控制

單元控制模式把各個工藝線劃分為若個控制單元，根據(jù)物料的走向，逐個單元自動啟動運行。

4.1.2 最佳輸料模式—變頻調速輸料

采用變頻調速輸料：縮短了料頭、料尾送料時間，能最大限度的減少設備空轉，提高工藝線流量的穩(wěn)定性。

4.1.3 最佳的硬件配置—采用西門子CPU416-3可編程控制器

西門子6ES7416-3XL04-OABO CPU416-3可編程控制器具有MPI、PROFIBUS、PROFINET三中接口，程序內(nèi)存大(2.8M)，執(zhí)行速度相對快，能滿足節(jié)能控制需要。

4.1.4 選擇最佳的連鎖方式—同一PLC內(nèi)采用軟件連鎖方式，PLC間硬件+軟件連鎖方式

同一PLC內(nèi)采用軟件連鎖方式，PLC間硬件+軟件連鎖方式優(yōu)點：充分發(fā)揮軟件連鎖和硬件連鎖方式的優(yōu)點，最大限度的減少連鎖失真。

4.1.5 選擇最佳的控制程序結構—標準功能塊，分態(tài)調用

在生產(chǎn)過程中，制絲線自動啟動運行有兩種狀態(tài)，一是空車啟動運行，二是載料啟動運行?？哲噯舆\行，按控制單元啟動。載料啟動運行，設備必須從前到后順序啟動，整線運行，次運行模式適用標準功能塊，分態(tài)調用。

4.2 硬件組態(tài)

4.2.1 設計連鎖數(shù)據(jù)通訊的電路示意圖(見圖3.2.1)

4.2.2 連鎖數(shù)據(jù)通訊的硬件組態(tài)圖(見圖3.2.2)

4.3 編寫控制程序

4.3.1 確定技術路線(見圖3.3.1)

4.3.2 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)傳遞方向見圖3.3.2

4.3.3 編寫控制程序

根據(jù)設計的電路圖，確定具體的輸入、輸出地址。使用S7程序控制語言，根據(jù)確定的技術路線和具體的節(jié)能控制方法，編寫葉片線ZS1、葉絲線ZS2、梗線ZS3、摻配加香線ZS4節(jié)能控制程序。

4.3.4 模擬調試

為了保證本次項目活動的成功，編寫好節(jié)能控制程序后，首先在監(jiān)控計算機上，模擬調試節(jié)能控制程序。

4.3.5 在線使用

根據(jù)設計的電路圖，在各個子站中安裝線路，通過工業(yè)以態(tài)網(wǎng)，下載控制程序到PLC中，現(xiàn)場調試控制程序，并在線使用。

5.結論

制絲投料生產(chǎn)時，各條工藝線設備按單元啟動運行，即后單元設備啟動運行，前一單元設備處于啟動待機狀態(tài)，當物料到達，前單元設備自動啟動運行。

制絲線節(jié)能控制的應用，減少了設備空轉時間及設備磨損，提高了設備有效作業(yè)率，更加穩(wěn)定了產(chǎn)品質量。

[1]李發(fā)海,王巖.電力拖動基礎[M].北京:清華大學出版社,1994.

[2]《工廠常用電氣設備手冊》編寫組.工廠常用電氣設備手冊2版[M].北京:中國電力出版社,1998．

[3]任致程,任國雄.電動機軟起動器實用手冊[M].北京:中國電力出版社,2006.

[4]電工與電子基礎[M].機械工業(yè)出版社.