常潤(rùn)澤

[摘 ? ?要]為擴(kuò)大市場(chǎng)份額，豐富煙草制品種類(lèi)，創(chuàng)建“優(yōu)質(zhì)、高效”的煙草生產(chǎn)體系，推進(jìn)煙草企業(yè)可持續(xù)發(fā)展，提高卷煙機(jī)械的自動(dòng)化水平顯得尤為重要。文章介紹了卷煙行業(yè)現(xiàn)狀，以卷煙生產(chǎn)過(guò)程與自動(dòng)化水平為切入點(diǎn)，對(duì)卷煙機(jī)械的自動(dòng)控制技術(shù)發(fā)展要求進(jìn)行研究分析。

[關(guān)鍵詞]卷煙機(jī)械;自動(dòng)控制技術(shù);發(fā)展

[中圖分類(lèi)號(hào)]TP273 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2022）05–00–03

Analysis on the Automatic Control Technology of Cigarette Machinery

Chang Run-ze

[Abstract]In recent years， the status of the tobacco industry in the national economy is becoming more and more prominent， but with the rapid development of economic globalization， the tobacco industry has ushered in new development opportunities and challenges.In order to expand the market share， enrich the types of tobacco products， create a "high-quality and efficient" tobacco production system， promote the sustainable development of tobacco enterprises， and improve the automation level of cigarette machinery.This paper will briefly describe the status of the cigarette industry， from the cigarette production process and automatic level as the starting point， the cigarette machinery automatic control technology development requirements for reference.

[Keywords]cigarette machinery; automatic control technology; development

煙草有害健康，但卻具有一定的消費(fèi)市場(chǎng)。在政府政策與市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的雙重作用下，煙草企業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)中占有特殊地位。煙草機(jī)械的自動(dòng)化控制水平，對(duì)卷煙的生產(chǎn)規(guī)模、能源消耗、加工方式等有著決定性影響。卷煙機(jī)械技術(shù)的先進(jìn)程度是衡量一個(gè)國(guó)家卷煙工業(yè)現(xiàn)代化水平的重要因素，直接影響卷煙產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品種類(lèi)、質(zhì)量、效益與更新速度。隨著社會(huì)發(fā)展，人們的生活水平提升，對(duì)于卷煙產(chǎn)品的要求也越來(lái)越高，如何改善加工工藝，提高自動(dòng)化控制質(zhì)量成為各大煙草企業(yè)生存與發(fā)展的核心任務(wù)。

1 我國(guó)卷煙行業(yè)概況

我國(guó)的煙草產(chǎn)量全球第一，擁有巨大的消費(fèi)市場(chǎng)。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展，人們生活水平不斷提升，香煙的銷(xiāo)量水漲船高。2015年，我國(guó)的煙民超過(guò)3億人，約為世界吸煙人口總數(shù)的1/4。如表1所示，2015-2018年，我國(guó)的煙草產(chǎn)量出現(xiàn)下滑，直到2019年稍有好轉(zhuǎn)，到2020年，我國(guó)的卷煙產(chǎn)量達(dá)到2.39萬(wàn)億支，比上一年度增長(zhǎng)0.9%。盡管卷煙產(chǎn)量下滑，但稅利總額整體呈逐年增加趨勢(shì)。2020年，卷煙稅利達(dá)到12 803億元，比上一年度增長(zhǎng)6.2%;規(guī)模以上企業(yè)的卷煙收入，從2015年的9 350.8億元，增長(zhǎng)到2020年的9 774.7億元。雖然在2016和2017年略有下滑，但整體呈上升趨勢(shì)。

我國(guó)煙草行業(yè)堅(jiān)持“統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)、垂直管理、專(zhuān)營(yíng)專(zhuān)賣(mài)”原則，由國(guó)家卷煙專(zhuān)賣(mài)局和卷煙總公司對(duì)卷煙市場(chǎng)進(jìn)行宏觀調(diào)控、宏觀決策。中國(guó)是煙草大國(guó)，這是毋庸置疑的，但與煙草強(qiáng)國(guó)相比，創(chuàng)匯能力與產(chǎn)銷(xiāo)能力失衡，“大而不強(qiáng)”，給我國(guó)的煙草產(chǎn)業(yè)埋下經(jīng)營(yíng)危機(jī)。尤其是在加入WTO以后，外煙不斷涌入我國(guó)市場(chǎng)，國(guó)際卷煙市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈。因此，為搶占市場(chǎng)份額，提高國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，卷煙企業(yè)應(yīng)深化改革創(chuàng)新，科學(xué)調(diào)整產(chǎn)銷(xiāo)結(jié)構(gòu)，理順資產(chǎn)關(guān)系。卷煙產(chǎn)業(yè)的健康、可持續(xù)發(fā)展，為煙草種植、煙葉生產(chǎn)等產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展提供了基礎(chǔ)保障，同時(shí)，也是卷煙企業(yè)優(yōu)化組織架構(gòu)、調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，促進(jìn)煙草行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要驅(qū)動(dòng)力。但是，吸煙畢竟有害健康，為控制卷煙行業(yè)急速擴(kuò)張，國(guó)家通過(guò)提高稅收的方式，發(fā)揮宏觀調(diào)控經(jīng)濟(jì)的作用。基于此，卷煙企業(yè)應(yīng)以“維護(hù)國(guó)家與消費(fèi)者的利益”為價(jià)值取向，以特色卷煙為發(fā)展方向，引進(jìn)現(xiàn)代化技術(shù)，提高煙草產(chǎn)品的數(shù)量與質(zhì)量，保障國(guó)際市場(chǎng)掌控能力，穩(wěn)妥推進(jìn)“中式卷煙”發(fā)展道路。

2 我國(guó)卷煙機(jī)械發(fā)展現(xiàn)狀

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的實(shí)用性、靈活性?xún)?yōu)勢(shì)不斷凸顯，在各行各業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。在卷煙生產(chǎn)過(guò)程中，機(jī)械技術(shù)的自動(dòng)化水平直接決定了煙草企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)質(zhì)量。尤其在加入世貿(mào)之后，卷煙進(jìn)口擴(kuò)大，外煙大量涌入，中國(guó)卷煙供需市場(chǎng)發(fā)生巨大變化，國(guó)煙產(chǎn)業(yè)遭受不小沖擊。在內(nèi)外環(huán)境的雙重影響下，卷煙機(jī)械的自動(dòng)化水平得到高度重視，各大煙草企業(yè)對(duì)卷煙機(jī)械自動(dòng)控制技術(shù)進(jìn)行深入研究，并將理論成果轉(zhuǎn)化為工作實(shí)效上，卷煙機(jī)械逐漸向智能化、數(shù)字化方向發(fā)展?？傮w來(lái)說(shuō)，我國(guó)的卷煙機(jī)械經(jīng)歷了數(shù)據(jù)采集—系統(tǒng)測(cè)試—跟蹤分析—查找問(wèn)題—處理問(wèn)題的自動(dòng)化改進(jìn)之路。目前，我國(guó)的卷接包變力機(jī)型的產(chǎn)品加工質(zhì)量已經(jīng)很高，這是我國(guó)卷煙機(jī)械自動(dòng)化水平發(fā)生飛躍式提升的重大轉(zhuǎn)折點(diǎn)。

我國(guó)的卷煙機(jī)械自動(dòng)化主要可以分為3個(gè)階段：①基于以往經(jīng)驗(yàn)，研究出一套符合卷煙加工的理論，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐與市場(chǎng)趨勢(shì)進(jìn)行創(chuàng)新改革，為卷煙機(jī)械自動(dòng)化控制技術(shù)發(fā)展提供可靠的理論支撐;②“十五”技術(shù)改造推進(jìn)工業(yè)升級(jí)，煙草企業(yè)意識(shí)到先進(jìn)設(shè)備在工業(yè)生產(chǎn)中的重要地位，引進(jìn)大量高精尖設(shè)備，持續(xù)引進(jìn)高端設(shè)備，以細(xì)節(jié)為抓手，提高卷煙機(jī)械的整體自動(dòng)化控制質(zhì)量;③熱處理技術(shù)逐漸接近國(guó)際水平，熱處理設(shè)備的優(yōu)化升級(jí)在很大程度上提高了卷煙機(jī)械的零部件性能，對(duì)卷煙機(jī)械自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步提供有效推助力;④進(jìn)口部件與國(guó)產(chǎn)部件結(jié)合，既滿(mǎn)足了機(jī)械設(shè)備的采購(gòu)要求，同時(shí)也進(jìn)一步提升了機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性與可靠性。

隨著科技的進(jìn)步，市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，卷煙行業(yè)的自動(dòng)化控制技術(shù)不斷優(yōu)化升級(jí)。比如，在物流以及打葉復(fù)烤系統(tǒng)中應(yīng)用集中控制技術(shù)，利用現(xiàn)代化管理模式，提高生產(chǎn)線(xiàn)自動(dòng)化水平。再比如，采用電控柜遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，便于現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控與維修。卷煙企業(yè)積極開(kāi)展信息網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)，在卷煙的生產(chǎn)與管理過(guò)程中，提高了機(jī)械自動(dòng)化控制的管控一體化水平，通過(guò)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理等環(huán)節(jié)，為煙草產(chǎn)業(yè)的集成化發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。與此同時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制技術(shù)的應(yīng)用也在一定程度上提高了卷煙機(jī)械的自動(dòng)化控制水平，促進(jìn)卷煙行業(yè)高效、高質(zhì)發(fā)展。

3 卷煙生產(chǎn)過(guò)程與自動(dòng)化水平

卷煙的生產(chǎn)過(guò)程主要可以分為制絲與卷接包兩部分。制絲環(huán)節(jié)要求煙絲要配比均勻、無(wú)雜質(zhì)，濕度、水分、香料等符合各等級(jí)卷煙的工藝要求，并以提高原材料的利用率為生產(chǎn)目標(biāo)。

煙絲加工要經(jīng)過(guò)很多工序，需要多種機(jī)械設(shè)備完成。從控制角度來(lái)講，制絲的過(guò)程就是對(duì)分散的加工順序進(jìn)行科學(xué)管理。近些年，為提高綜合競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力，卷煙企業(yè)引進(jìn)了先進(jìn)的煙絲加工設(shè)備與控制技術(shù)。比如說(shuō)，利用PLC技術(shù)控制煙絲加工工序，提高生產(chǎn)效率與質(zhì)量，減少煙絲的不必要損耗。部分大型煙草企業(yè)還引進(jìn)了分布控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)PLC與網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，提高生產(chǎn)線(xiàn)的集中管理水平，基本實(shí)現(xiàn)煙絲加工自動(dòng)化。

卷接包是按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)以及行業(yè)要求，將符合標(biāo)準(zhǔn)的煙絲卷制成型并包裝為成品，以便于運(yùn)輸、儲(chǔ)存與銷(xiāo)售。卷接包工藝要求煙支要經(jīng)過(guò)烘干工序，在水分檢測(cè)合格后，方可進(jìn)行包裝工序，以避免返工，造成煙絲、包裝材料等的浪費(fèi)。卷接包過(guò)程需要使用卷煙機(jī)、接裝機(jī)以及包裝機(jī)等機(jī)械設(shè)備。煙草制造車(chē)間通常會(huì)利用傳送帶連接包裝機(jī)與卷接機(jī)，以提高卷接包的自動(dòng)化水平。但是，一套卷接包設(shè)備的生產(chǎn)能力有限，因此，一個(gè)車(chē)間一般會(huì)有多套卷接包設(shè)備，這些設(shè)備既要獨(dú)立作業(yè)，又要聯(lián)動(dòng)協(xié)作。傳統(tǒng)的卷接包車(chē)間，除了煙絲可以通過(guò)機(jī)械設(shè)備供應(yīng)，過(guò)濾棒、包裝材料、膠水、卷煙紙、商標(biāo)等輔料以及半成品、制成品等都需要人工運(yùn)送。大量的手工操作，增加了車(chē)間管理的困難，輔料浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重，工作量大、工作強(qiáng)度高，生產(chǎn)效率低。卷接包工藝的自動(dòng)化程度遠(yuǎn)不如制絲工序。

為保證卷煙生產(chǎn)效率，提高卷煙數(shù)量與質(zhì)量，煙草企業(yè)應(yīng)注重生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制水平。應(yīng)通過(guò)自動(dòng)顯示、測(cè)量、控制、分配等工具，實(shí)現(xiàn)CIMS（計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)）與卷煙工藝的對(duì)接，科學(xué)調(diào)整自動(dòng)控制網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)“統(tǒng)一管理，分級(jí)負(fù)責(zé)”，加強(qiáng)遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)問(wèn)題，及時(shí)處理，從而提高卷煙生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化管理質(zhì)量。

4 卷煙機(jī)械自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展要求

4.1 網(wǎng)絡(luò)化、智能化、數(shù)字化

（1）網(wǎng)絡(luò)化。工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，原材料需要經(jīng)過(guò)一系列工藝工序才能加工為成品，尤其是對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、技術(shù)要求高的產(chǎn)品，甚至需要經(jīng)過(guò)上百道工序才能完成。有時(shí)需要一條生產(chǎn)線(xiàn)上的上百臺(tái)設(shè)備加工完成，有時(shí)則需要分散到多條生產(chǎn)線(xiàn)上。就控制過(guò)程系統(tǒng)而言，就是要將自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)分解為多個(gè)子系統(tǒng)。這些子系統(tǒng)不僅要獨(dú)立、安全可靠，同時(shí)還要數(shù)據(jù)共享，協(xié)調(diào)配合整個(gè)生產(chǎn)線(xiàn)的自動(dòng)化控制。卷煙機(jī)械自動(dòng)控制技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化要求，就是利用通訊技術(shù)搭建信息交換平臺(tái)，對(duì)各子系統(tǒng)進(jìn)行集中監(jiān)控，執(zhí)行操作指令，保障卷煙生產(chǎn)的工藝參數(shù)、生產(chǎn)進(jìn)度與質(zhì)量要求。

（2）智能化。隨著工業(yè)自動(dòng)化的程度不斷提高，卷煙自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)對(duì)于實(shí)效性的要求越來(lái)越高，各個(gè)控制子系統(tǒng)的任務(wù)越來(lái)越重，通過(guò)通訊技術(shù)實(shí)現(xiàn)集中控制無(wú)法全面滿(mǎn)足卷煙生產(chǎn)要求。各子系統(tǒng)必須要具備獨(dú)立完成自動(dòng)控制任務(wù)，執(zhí)行中控指令，并將技術(shù)參數(shù)、控制狀態(tài)、異常報(bào)警信息等反饋給中控系統(tǒng)，以提高預(yù)警提示、故障排查以及決策輔助的智能化水平。卷煙生產(chǎn)線(xiàn)想要實(shí)現(xiàn)集散控制，提高檢測(cè)設(shè)備與控制設(shè)備的智能化程度是關(guān)鍵。工業(yè)過(guò)程控制系統(tǒng)的智能化雖然減少了人工工作量，但人工干預(yù)必不可少，需要人工進(jìn)行設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)、傳遞調(diào)度指令以及輔助分析決策等。與此同時(shí)，卷煙機(jī)械自動(dòng)控制系統(tǒng)的智能化水平的提升，使信息量增加，需要易于操作、表達(dá)清晰的人機(jī)接口作為載體。因此，卷煙機(jī)械自動(dòng)控制系統(tǒng)的智能化發(fā)展，應(yīng)以人機(jī)對(duì)話(huà)、動(dòng)態(tài)指示以及大屏幕顯示等功能為抓手，不斷完善人機(jī)接口。

（3）數(shù)字化。在卷煙機(jī)械的自動(dòng)化控制系統(tǒng)中有大量需要處理的控制變量，而傳統(tǒng)的模擬傳感器普遍存在信號(hào)放大、處理以及抗干擾能力差等問(wèn)題，通道信號(hào)竄擾、環(huán)境氣候變化等都會(huì)影響控制精度，而數(shù)據(jù)采集與誤差分析不準(zhǔn)確則會(huì)影響輔助決策的合理性。因此，提高傳感器、控制器與執(zhí)行器的數(shù)字化水平是卷煙機(jī)械設(shè)備實(shí)現(xiàn)科學(xué)分析、精準(zhǔn)控制、效益最大化的根本保障。

卷煙機(jī)械向網(wǎng)絡(luò)化、智能化、數(shù)字化發(fā)展，可以?xún)?yōu)化自動(dòng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高生產(chǎn)控制的精準(zhǔn)性與靈活性，為生產(chǎn)工藝變更提供便利條件，同時(shí)這也是打造柔性生產(chǎn)、敏捷供應(yīng)的重要保障。近些年，我國(guó)積極引進(jìn)卷煙機(jī)械的自動(dòng)化控制技術(shù)與元器件，以提高電控系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性與控制精度等。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)信息時(shí)代來(lái)臨，自動(dòng)化控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、處理以及分析等功能越來(lái)越完善。卷煙行業(yè)與煙草企業(yè)應(yīng)通力合作，及時(shí)掌握國(guó)際煙草市場(chǎng)趨勢(shì)，根據(jù)企業(yè)自身需求，把控卷煙機(jī)械的自動(dòng)控制水平，逐漸接近國(guó)際先進(jìn)水平。

4.2 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集

為提高卷煙產(chǎn)品質(zhì)量，推進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量追溯制度的落地落實(shí)，在卷煙機(jī)械自控制技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，以改進(jìn)加工工藝，增強(qiáng)產(chǎn)品核心競(jìng)爭(zhēng)力。經(jīng)過(guò)多年的研發(fā)與設(shè)計(jì)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)漸趨成熟，但仍存在一些問(wèn)題亟需解決。比如，部分機(jī)械設(shè)備沒(méi)有通訊功能，卷煙車(chē)間的數(shù)據(jù)采集與處理不全面。因此，卷煙企業(yè)需要優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)通信結(jié)構(gòu)，積極開(kāi)展技術(shù)創(chuàng)新，不斷提升自主研發(fā)能力。針對(duì)實(shí)在無(wú)法自動(dòng)采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的部分設(shè)備，可以用人工采集替代。

5 結(jié)語(yǔ)

近幾十年，我國(guó)的煙草生產(chǎn)總量以及煙民總量穩(wěn)居世界第一，中國(guó)是煙草大國(guó)，但是與英、美等發(fā)達(dá)國(guó)家相比，在工業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)上還有很大的上升空間。隨著科技的進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，卷煙機(jī)械的自動(dòng)控制技術(shù)得到快速發(fā)展，自動(dòng)控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)以及物流技術(shù)在卷煙行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，卷煙生產(chǎn)數(shù)量與生產(chǎn)質(zhì)量得到大幅提升。在工業(yè)信息化發(fā)展的進(jìn)程中，企業(yè)自動(dòng)化發(fā)展成為重要推助力。卷煙企業(yè)想要健康、穩(wěn)健發(fā)展，加強(qiáng)信息化建設(shè)，提高自動(dòng)控制技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化、智能化、數(shù)字化水平至關(guān)重要。因此，煙草企業(yè)應(yīng)積極擴(kuò)大和引進(jìn)先進(jìn)的卷煙機(jī)械，不斷提升工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化系統(tǒng)控制性能，以搶占國(guó)際煙草市場(chǎng)，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展注入源源不斷的活力。

參考文獻(xiàn)

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