【摘 要】根據(jù)煙草企業(yè)目前制絲線分組加工模式，闡述了制絲牌號(hào)工藝安全存在的問題，基于制絲中控系統(tǒng)的特點(diǎn)，提出牌號(hào)工藝安全保障體系框架，并詳細(xì)論述煙草企業(yè)建設(shè)牌號(hào)工藝安全保障體系各模塊的核心內(nèi)容。

【關(guān)鍵詞】煙草；制絲線；中控系統(tǒng)；任務(wù)控制系統(tǒng)；工藝安全保障體系

中國(guó)加入WTO后，各大煙草集團(tuán)產(chǎn)品質(zhì)量競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，制絲過程精細(xì)化加工方式成為各企業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段。在做精制造的同時(shí)，如何降低質(zhì)量成本也日益成為目前企業(yè)急待解決的重點(diǎn)問題。我廠制絲線采用分組加工和傳統(tǒng)加工相結(jié)合生產(chǎn)方式，分組加工模式將會(huì)有多種葉組模塊和摻配物存在，各種物料既可按照傳統(tǒng)方式組織生產(chǎn)也可以摻配生產(chǎn)，而且加工參數(shù)也將根據(jù)生產(chǎn)方式的變化而切換。由于牌號(hào)的多樣性和加工方式的多樣性將容易造成生產(chǎn)過程中錯(cuò)牌串號(hào)的現(xiàn)象，輕者降級(jí)使用，重者會(huì)造成整批煙葉的報(bào)廢，將造成巨大的損失。因此設(shè)計(jì)基于制絲線中央控制系統(tǒng)牌號(hào)工藝安全保障體系對(duì)于降低質(zhì)量成本、提升產(chǎn)品質(zhì)量有著舉足輕重的作用。

工藝安全保障體系主要由生產(chǎn)單元、任務(wù)控制系統(tǒng)和生產(chǎn)單元之間的工藝安全判斷三個(gè)方面組成。合理劃分生產(chǎn)單元是工藝安全保障的基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上，在任務(wù)控制系統(tǒng)中加入單元間的工藝安全判斷，避免出現(xiàn)錯(cuò)牌串號(hào)，最終保障品牌加工的工藝安全。

1.生產(chǎn)單元的劃分

生產(chǎn)單元是一段沒有分支的、以工序或緩沖類設(shè)備（如貯柜或喂料機(jī)等）為起止點(diǎn)的一段生產(chǎn)流水線。生產(chǎn)單元擁有獨(dú)立的“手動(dòng)/閉鎖/自動(dòng)”。

模式切換功能；同一生產(chǎn)單元同一時(shí)刻只能被一個(gè)任務(wù)占用，同時(shí)生產(chǎn)單元必須在被選中后，才可以從該任務(wù)發(fā)送啟停命令給生產(chǎn)單元，單元內(nèi)的主機(jī)設(shè)備的控制參數(shù)也來自選中單元的任務(wù)。一個(gè)生產(chǎn)單元準(zhǔn)備和啟動(dòng)完畢后需要將“單元準(zhǔn)備/啟動(dòng)完畢信號(hào)”發(fā)送給與其連鎖的單元。根據(jù)緩沖類設(shè)備分布情況及工藝布局對(duì)我廠制葉絲線進(jìn)行單元?jiǎng)澐帧?/p>

（1）高架庫(kù)出料單元：片煙高架庫(kù)出料—開包前輸送機(jī)（2）真空回潮單元：片煙高架庫(kù)出料—翻箱喂料機(jī)提升帶（3）開包單元：開包機(jī)—切片機(jī)前輸送機(jī)（4）切片單元：切片機(jī)—控制型電子秤前的長(zhǎng)輸送帶（5）松散回潮單元：控制型電子皮帶秤—松散回潮筒—預(yù)混柜布料車（6）預(yù)混貯葉柜單元：預(yù)混貯葉柜出料底帶—加料前喂料機(jī)底帶（7）加料單元：加料前提升帶—加料機(jī)—貯葉柜布料車（8）貯葉柜單元：貯葉柜出料底帶—切絲機(jī)前喂料機(jī)底帶（9）切絲單元：切絲前喂料機(jī)提升帶—切絲機(jī)—超級(jí)回潮前和滾筒干燥前的喂料機(jī)底帶（10）滾筒干燥單元：超級(jí)回潮前喂料機(jī)提升帶—HT增溫增濕—滾筒干燥（11）氣流干燥單元：滾筒干燥前喂料機(jī)提升帶—超級(jí)回潮—?dú)饬鞲稍铮?2）梗絲摻配單元：梗絲柜—喂料機(jī)——配比計(jì)量秤（13）三絲摻配單元：膨脹絲、薄片絲、回收煙絲喂料機(jī)—配比計(jì)量秤（14）加香單元：葉絲主秤—帶式輸送機(jī)—振動(dòng)式輸送機(jī)—加香機(jī)—輸送機(jī)—貯絲柜布料車。

2.任務(wù)控制系統(tǒng)

2.1任務(wù)的定義

制絲中控系統(tǒng)為三層體系架構(gòu)，系統(tǒng)層次分為設(shè)備控制層、集中監(jiān)控層、生產(chǎn)管理層。

任務(wù)是指工藝處理段的生產(chǎn)任務(wù)。MES系統(tǒng)將工藝段的生產(chǎn)計(jì)劃下發(fā)到中控系統(tǒng)，由中控系統(tǒng)對(duì)其解析成PLC設(shè)備控制系統(tǒng)可以識(shí)別的任務(wù)后，再下發(fā)至PLC設(shè)備控制系統(tǒng)未被占用的任務(wù)通道中。任務(wù)通道中包含批次號(hào)、牌號(hào)、路徑選擇和配方參數(shù)等信息。

2.2任務(wù)控制系統(tǒng)的作用

任務(wù)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)于制絲中控系統(tǒng)的設(shè)備控制層。任務(wù)控制系統(tǒng)的主要功能是實(shí)現(xiàn)工藝處理段設(shè)備的啟停、配方參數(shù)的傳輸、不同任務(wù)之間的銜接、后續(xù)任務(wù)的生產(chǎn)條件準(zhǔn)備以及進(jìn)行工藝安全判斷等，是制絲線各工藝段指揮調(diào)度的核心和關(guān)節(jié)點(diǎn)，任務(wù)控制系統(tǒng)根據(jù)特定任務(wù)所需的工藝路徑來決定哪些生產(chǎn)單元被該任務(wù)選中，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)的控制。

2.3生產(chǎn)單元間工藝安全判斷

工藝安全判斷是由任務(wù)控制系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行上下游單元之間的工藝安全判斷，并將判斷的結(jié)果傳遞給下游生產(chǎn)單元，下游生產(chǎn)單元借此決定是否允許上游單元向其供料。這個(gè)結(jié)果作為單元之間的啟停聯(lián)鎖信號(hào)的一部分，與設(shè)備聯(lián)鎖串聯(lián)使用。上游單元在該聯(lián)鎖信號(hào)的控制下決定是否啟動(dòng)供料設(shè)備。只有當(dāng)上下游任務(wù)編號(hào)一致時(shí)，能啟動(dòng)上游單元。

單元間工藝安全判斷按緩沖類設(shè)備類型不同可以分為倉(cāng)式喂料機(jī)、貯柜進(jìn)料、貯柜出料和加香加料料液防錯(cuò)四類：

2.3.1倉(cāng)式喂料機(jī)工藝安全判斷

為保證梗絲干燥段生產(chǎn)的連續(xù)性，在“梗絲干燥”單元和“梗絲加香”單元為保證生產(chǎn)的連續(xù)性設(shè)置倉(cāng)式喂料機(jī)。針對(duì)倉(cāng)式喂料機(jī)的設(shè)備進(jìn)出料方式，當(dāng)滿足下列工藝條件時(shí)，才允許倉(cāng)式喂料機(jī)出料：（1）“梗絲干燥”單元任務(wù)號(hào)不為零；（2）“梗絲干燥”單元與“梗絲加香”單元任務(wù)編號(hào)一致；（3）倉(cāng)式喂料機(jī)半柜填滿并延時(shí)45s后。

2.3.2貯柜進(jìn)、出料單元工藝安全判斷

針對(duì)貯柜的進(jìn)、出料單元，主要是判斷所選貯柜的貯柜信息中有關(guān)批次和牌號(hào)與生產(chǎn)任務(wù)工單中的批次和牌號(hào)信息是否一致，當(dāng)這兩個(gè)信息有一個(gè)不一致時(shí)，在任務(wù)控制程序的控制下，所選貯柜不能產(chǎn)生進(jìn)或出料動(dòng)作（貯柜進(jìn)料電機(jī)在批牌沖突發(fā)生時(shí)無法運(yùn)行），從而保證工藝安全。當(dāng)有沖突發(fā)生時(shí)，控制系統(tǒng)會(huì)有報(bào)警，提示操作人員注意檢查并改正錯(cuò)誤操作，錯(cuò)誤被改正后才能正常進(jìn)或出料。即當(dāng)滿足下列工藝條件時(shí)，才允許平鋪使貯柜進(jìn)、出料：

①貯柜不存在“批次沖突”。

②貯柜不存在“牌名沖突”。

③選中貯柜狀態(tài)信息不為“出料”（當(dāng)需要進(jìn)料時(shí)），或“進(jìn)料”（當(dāng)需要出料時(shí)）。

2.3.4加料加香料液罐工藝安全判斷

香料廚房系統(tǒng)將采取RFID射頻識(shí)別技術(shù)來對(duì)加料加香牌號(hào)信息進(jìn)行追蹤識(shí)別。在香料廚房灌裝結(jié)束后，香料廚房系統(tǒng)將加料加香牌號(hào)信息寫入移動(dòng)罐的RFID標(biāo)簽中；當(dāng)料液移動(dòng)罐離開香料廚房時(shí)，香料廚房系統(tǒng)再次讀取RFID標(biāo)簽中信息，并與待生產(chǎn)批次的牌號(hào)比對(duì)，一致時(shí)允許將待生產(chǎn)的批次信息寫入RFID標(biāo)簽中（制絲線管理系統(tǒng)申請(qǐng)到MES工單并將生產(chǎn)信息解析下發(fā)到PLC系統(tǒng)的同時(shí)，將待生產(chǎn)批次的信息發(fā)送至香料廚房系統(tǒng)）；移動(dòng)罐被放置到現(xiàn)場(chǎng)加料或加香系統(tǒng)工位后，制絲中控系統(tǒng)相關(guān)工藝段的PLC讀取現(xiàn)場(chǎng)加料加香罐的RFID中的批次信息，并與工藝段生產(chǎn)的批次信息比對(duì)，一致時(shí)，允許加香或加料系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)填充，確保香料液的正確。

綜上所述，在制絲生產(chǎn)過程中，為保證生產(chǎn)工藝的安全性，我們對(duì)單元與單元之間均進(jìn)行任務(wù)號(hào)比對(duì)；對(duì)于多分支或者摻配的路徑，在任務(wù)號(hào)比對(duì)的結(jié)果之上再增加批次號(hào)比對(duì)；在貯柜進(jìn)出料控制中增加“進(jìn)出料工藝安全判斷”以此來保證整個(gè)生產(chǎn)的工藝安全；在香料液移動(dòng)罐使用RFID標(biāo)簽信息比對(duì)確認(rèn)，完成防錯(cuò)功能。

3.結(jié)語

通過建立一套牌號(hào)工藝安全保障體系，將其應(yīng)用于制絲生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)中，對(duì)進(jìn)行制絲過程如貯柜進(jìn)出料、加香加料等關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)增加實(shí)施條件設(shè)置和實(shí)時(shí)工藝安全判斷等功能，可實(shí)現(xiàn)多途徑地對(duì)制絲各工序的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行防錯(cuò)，降低質(zhì)量事故的發(fā)生幾率，特別是杜絕出現(xiàn)錯(cuò)牌串號(hào)等嚴(yán)重質(zhì)量問題，達(dá)到制造過程質(zhì)量精細(xì)化控制的目的。為卷煙工廠“做精制造”、“建立全國(guó)一流卷煙工廠”奠定堅(jiān)實(shí)的硬件基礎(chǔ)。

【參考文獻(xiàn)】

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