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        PLC在烘絲機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

        2018-01-25 20:26:00
        通信電源技術(shù) 2018年11期
        關(guān)鍵詞:烘絲機(jī)煙絲風(fēng)門(mén)

        沈 聰

        (廣東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司 湛江卷煙廠,廣東 湛江 524000)

        0 引 言

        作為傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)國(guó),我國(guó)農(nóng)業(yè)相關(guān)產(chǎn)業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占據(jù)著十分重要的地位。在農(nóng)業(yè)發(fā)展過(guò)程中,除了傳統(tǒng)農(nóng)作物的生產(chǎn)和加工外,經(jīng)濟(jì)作物的種植和加工也占據(jù)著十分重要的地位。當(dāng)前,在我國(guó)經(jīng)濟(jì)作物中,煙草的種植比較普遍,發(fā)展也十分迅速。在煙草加工過(guò)程中,烘絲機(jī)的作用十分關(guān)鍵,能夠?qū)煵葸M(jìn)行烘干,降低煙草的含水率,提高最終成品的質(zhì)量,對(duì)煙草企業(yè)發(fā)展有著積極的影響。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展,煙草企業(yè)中的烘絲機(jī)自動(dòng)控制水平也得到了顯著提高,尤其是PLC的應(yīng)用,更是提高了烘絲機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的運(yùn)行效率。所以,在煙草生產(chǎn)過(guò)程中,需要對(duì)PLC在烘絲機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行探討。

        1 烘絲機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的功能

        烘絲機(jī)在應(yīng)用過(guò)程中,物料會(huì)從前室進(jìn)料口進(jìn)入烘筒。在烘筒轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中,物料會(huì)在其中滾動(dòng)前進(jìn),直到進(jìn)入后室的出料口落下。此過(guò)程中,蒸汽會(huì)經(jīng)過(guò)管路系統(tǒng)進(jìn)入烘筒,對(duì)煙絲進(jìn)行間接加熱,加快物料的干燥。此外,自動(dòng)控制系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行物料的輸送和檢測(cè)。將物料輸送到進(jìn)料口后,系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn),并根據(jù)入口的斷料時(shí)間,選擇相應(yīng)的工作狀態(tài),確保對(duì)煙絲進(jìn)行均勻烘干,從而提高煙絲烘干工作的效率[1]。

        在烘絲機(jī)的運(yùn)行過(guò)程中,自動(dòng)控制系統(tǒng)還具有以下功能。

        1.1 檢測(cè)功能

        烘絲機(jī)的自動(dòng)控制系統(tǒng),在運(yùn)行過(guò)程中最直接的作用是對(duì)入口進(jìn)行物料流量檢測(cè),對(duì)入口的煙絲流量和出口的煙絲水分、溫度、蒸汽壓力以及閥門(mén)開(kāi)度值等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè),從而在后續(xù)得到合適的控制。

        1.2 顯示功能

        烘絲機(jī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中,能夠?qū)z測(cè)到的各項(xiàng)參數(shù)和設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示,包括整個(gè)工況的流程圖、設(shè)備運(yùn)行參數(shù)設(shè)定、參數(shù)記錄圖、參數(shù)歷史趨勢(shì)和故障診斷信息尋跡圖等。

        1.3 控制功能

        在烘絲機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中,會(huì)對(duì)烘絲機(jī)的整體運(yùn)行進(jìn)行有效控制。整個(gè)控制過(guò)程具有明顯的多輸出、多輸入和滯后性特點(diǎn),需要在運(yùn)行過(guò)程中,對(duì)設(shè)備的硬件配置和軟件編制進(jìn)行針對(duì)性控制。此外,對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)工藝條件也有著明確要求。在烘絲機(jī)運(yùn)行過(guò)程中,它對(duì)飽和蒸汽壓力、入口蒸汽壓力、壓縮空氣的干燥清潔度以及煙絲流量時(shí)間的穩(wěn)定性,都有著比較明確的要求。通過(guò)對(duì)其進(jìn)行控制和監(jiān)測(cè),能夠有效調(diào)整烘絲機(jī)具體運(yùn)行參數(shù),進(jìn)而控制滾筒的轉(zhuǎn)速,控制煙絲的烘干工作,保證最終的煙絲含水率能夠被控制在合理范圍內(nèi)。

        1.4 診斷功能

        診斷功能是烘絲機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的重要功能,能夠及時(shí)監(jiān)測(cè)運(yùn)行情況,及時(shí)發(fā)現(xiàn)多次進(jìn)行過(guò)程中出現(xiàn)的故障,并采取處理措施,防止故障的影響擴(kuò)大。

        2 烘絲機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)PLC硬件配置

        2.1 系統(tǒng)硬件配置

        在烘絲機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中,PLC的硬件配置需要考慮到控制對(duì)象和系統(tǒng)的技術(shù)設(shè)計(jì)要求。當(dāng)前,在烘絲機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)中,常用PLC主要是西門(mén)子s7-200系列。以該系列的PLC為例進(jìn)行探討,由于其功能更加齊全、運(yùn)行更加可靠、配置更加靈活,所以在很多工控產(chǎn)品中都有著廣泛應(yīng)用,能夠極大地簡(jiǎn)化生產(chǎn)流程,提高生產(chǎn)效率和機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的可靠性。

        PLC硬件配置需要考慮烘絲機(jī)的運(yùn)行、結(jié)構(gòu)以及具體的系統(tǒng)操作要求。首先,結(jié)構(gòu)上要使用封閉式整機(jī)。運(yùn)行過(guò)程中,借助濾塵網(wǎng)的風(fēng)扇進(jìn)行通風(fēng),能夠提高防護(hù)等級(jí)。由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)的完整性,它能夠有效提高信息輸入、輸出和控制的效率。其次,在PLC系統(tǒng)的硬件設(shè)置中,人機(jī)交互界面的設(shè)計(jì)工作得到了重視。人機(jī)交互的操作和顯示界面十分簡(jiǎn)潔,全程能夠?qū)崿F(xiàn)人機(jī)對(duì)話式的觸摸操作,方便操作人員進(jìn)行參數(shù)的實(shí)時(shí)查詢和配置。另外,該P(yáng)LC控制系統(tǒng)在控制過(guò)程中能夠利用異步交流電機(jī),有效控制和調(diào)節(jié)烘絲滾筒的轉(zhuǎn)速[2]。

        2.2 控制通道主回路

        控制通道主回路的設(shè)計(jì)是十分基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)內(nèi)容,能夠控制工作調(diào)節(jié)蒸汽壓力。一般來(lái)說(shuō),烘絲機(jī)在正常運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)入烘筒內(nèi)的熱風(fēng)溫度和滾筒轉(zhuǎn)速基本保持恒定,而蒸汽壓力和入口煙絲流量水分的改變會(huì)影響烘絲機(jī)出口煙絲的水分。所以,PLC的應(yīng)用主要是對(duì)蒸汽壓力進(jìn)行調(diào)節(jié),通過(guò)監(jiān)測(cè)煙絲水分,選擇合適的生產(chǎn)控制方法來(lái)調(diào)節(jié)蒸汽壓力,從而保證最終生產(chǎn)的煙絲水分含量能夠控制在合理范圍內(nèi)[3]。

        2.3 人機(jī)交互畫(huà)面設(shè)計(jì)

        在PLC的應(yīng)用過(guò)程中,人機(jī)交互畫(huà)面的設(shè)計(jì)工作對(duì)其應(yīng)用的便捷性有很大影響。人機(jī)交互畫(huà)面的設(shè)計(jì)效果,直接影響PLC系統(tǒng)的正常使用。當(dāng)前的PLC系統(tǒng),其交互和顯示都是基于Windows95環(huán)境,利用ProTool組態(tài)軟件以填入式對(duì)話建立目標(biāo)。然后,再將應(yīng)用過(guò)程中需要使用的功能模塊編輯到界面中,對(duì)其建立邏輯連接后再設(shè)置參數(shù),使系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中能夠?qū)υO(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)進(jìn)行顯示和監(jiān)測(cè),最終用人機(jī)互動(dòng)的方式,幫助相關(guān)工作人員及時(shí)了解信息,從而保證烘絲機(jī)運(yùn)行的質(zhì)量和效率。

        3 烘絲機(jī)的主要控制變量

        烘絲工藝中,影響煙絲水分的主要物理參量有蒸汽壓力、熱風(fēng)溫度、烘筒轉(zhuǎn)速和排潮風(fēng)門(mén)開(kāi)度。

        3.1 蒸汽壓力對(duì)水分的影響

        一定壓力和溫度的水蒸汽在通過(guò)弧型和輻射交換時(shí)將熱量傳導(dǎo)到煙絲,使煙絲充分受熱,水分蒸發(fā)而干燥。在烘筒轉(zhuǎn)速和熱風(fēng)溫度不變的情況下,隨著蒸汽壓力的增高,烘絲機(jī)出口水分隨之降低;反之,增高。

        3.2 排潮風(fēng)門(mén)對(duì)水分的影響

        排潮風(fēng)門(mén)大小決定了熱風(fēng)的流速。風(fēng)門(mén)越大,流速也就越大,越能促使煙絲水分的蒸發(fā)。當(dāng)排潮風(fēng)門(mén)完全關(guān)閉時(shí),煙絲則不能在筒內(nèi)得到干燥。

        4 結(jié) 論

        近年來(lái),隨著科技的不斷發(fā)展,我國(guó)煙草企業(yè)獲得了新的發(fā)展機(jī)遇。計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)在煙草生產(chǎn)中的應(yīng)用已經(jīng)越來(lái)越普遍,極大地提高了煙草生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)加工效率和質(zhì)量,促進(jìn)了煙草企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。在煙草企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程中,烘絲機(jī)的作用十分關(guān)鍵。烘絲機(jī)的應(yīng)用質(zhì)量和效率,直接影響著煙草企業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量。近幾年,信息技術(shù)的應(yīng)用使得烘絲機(jī)的自動(dòng)化控制水平有了顯著提高。PLC作為當(dāng)前自動(dòng)控制系統(tǒng)中比較重要的設(shè)備,將其應(yīng)用于烘絲機(jī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)中,能夠極大提高烘絲機(jī)運(yùn)行的自動(dòng)化水平。所以,在烘絲機(jī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)中可以增加PLC的應(yīng)用,通過(guò)PLC提高烘絲機(jī)的運(yùn)行效率和質(zhì)量。

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