王浩WANG Hao；喻世濤YU Shi-tao；段州君DUAN Zhou-jun；李栓LI Shuan；伍銳WU Rui；周麗ZHOU Li；肖春艷XIAO Chun-yan； 陳麗舟CHEN Li-zhou

（①湖北中煙工業(yè)有限責任公司，武漢 430040；②湖北新業(yè)煙草薄片開發(fā)有限公司，武漢 430056；③重組煙葉應用技術研究湖北省重點實驗室，武漢 430040）

0 引言

煙草薄片又稱重組煙葉、均質煙葉，主要由煙末、碎片、煙?；虻痛螣熑~加入膠粘劑和其他添加劑等組成[1]。煙草原料先用水進行萃取，不溶性物質經(jīng)制漿及上網(wǎng)后形成基片，水溶性萃取物經(jīng)過精制濃縮后，對基片在施膠機進行涂布處理，經(jīng)干燥、切片、打包后形成成品，造紙法所生產(chǎn)的薄片，薄片強大高、吸水性好、定量輕、燃燒速率高、生成焦油量低等優(yōu)點，適于較大規(guī)模生產(chǎn)[2-3]。目前國、內外各再造煙葉薄片線上處理過程中，對薄片加工生產(chǎn)工藝控制是一種必不可少的加工工藝，國內薄片加工企業(yè)普遍自動化程度過低[4]。本文以某再造煙葉薄片生產(chǎn)工藝為例，通過工藝描述及分析，確認主要控制點位，完成整套DCS 控制系統(tǒng)模型搭建，通過實際運行驗證，可明顯提升生產(chǎn)線自動化控制水平。

1 再造煙葉薄片生產(chǎn)工藝及關鍵控制點分析

再造煙葉薄片生產(chǎn)工藝可分為7 個工段。原料煙梗投料后風送至提取工段洗提一體機進行洗梗，洗梗后泵送至解纖機進行解纖。漿板經(jīng)無水解纖后，與煙末一起從原有車間風送至提取工段高濃碎漿機。煙梗解纖后擠干后，進入高濃碎漿機內與煙末、外纖一起進行混合提取。一次提取完成后，經(jīng)泵送至三級逆流提取及擠干機進一步提取，并進行固液分離。固液分離出來的液相即提取液，送精制濃縮工段，經(jīng)過濾、反應、離心除渣后送MVR 進行蒸發(fā)濃縮。濃縮至45%的濃縮液，送香料調配工段，與香料按比例調配為涂布液。固液分離出來的固形物纖維，經(jīng)稀釋、除渣后，送至低濃組合磨漿機磨漿。合格漿料經(jīng)調濃后送至紙機網(wǎng)部，通過網(wǎng)部脫水成型、靴式壓榨脫水、小缸干燥脫水成為基片，基片經(jīng)涂布機涂布后進入烘箱干燥。烘干后的薄片經(jīng)冷卻后進入切片機切片成型，然后經(jīng)烘片、貯片送至預壓打包線裝箱打包，預壓打包后的成品煙箱送至外租成品庫存放，工藝流程見圖1。經(jīng)工藝流程分析，可以得到各個工藝段的控制要點見表1。

圖1 工藝流程圖

表1 關鍵工藝段控制要點

2 DCS 架構搭建及實現(xiàn)

DCS 是分布式控制系統(tǒng)（distributed control system）的簡稱，它是由回路儀表控制系統(tǒng)發(fā)展而來，是在計算機、通訊、控制等技術迅速發(fā)展的基礎上產(chǎn)生的，是一個集合了計算機，通訊，顯示和控制的由過程控制和過程監(jiān)控的計算機系統(tǒng)[5-6]。對生產(chǎn)線上所有自控儀表數(shù)據(jù)、公用記錄、設備輸出數(shù)據(jù)進行集中采集，并在控制室集中顯示或報警，需要控制的參數(shù)由操作員站或現(xiàn)場觸摸屏輸出相應的控制信號，對現(xiàn)場設備和儀表進行控制，現(xiàn)場信號經(jīng)硬線連接至DCS 機柜室的I/O 柜，由DCS 系統(tǒng)集中控制[7]。

經(jīng)對工藝分析，確定各個工藝段控制點、控制運算方案、系統(tǒng)硬件配置。采用SIMATIC PCS 7 系統(tǒng)，具有高可靠性、安全性、可擴充性和開放性（包括橫向集成擴充和縱向集成擴充）等特點；系統(tǒng)采用Windows 視窗風格，及易于理解的組態(tài)和編程工具；系統(tǒng)支持OPC 開放標準和現(xiàn)場總線技術標準，DCS 可連接3 QCS（OPC+硬線），傳動系統(tǒng)（profibus DP），MES（OPC），并通過PROFINET 連接含1 獨立PLC 的設備, 馬達控制中心（MCC）的智能型控制器。針對關鍵設備和生產(chǎn)過程設置現(xiàn)場工藝視頻監(jiān)控系統(tǒng)，DCS 系統(tǒng)可以“一鍵”調用現(xiàn)場工藝視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的攝像機，顯示監(jiān)控畫面或操作員畫面。為各工段生產(chǎn)過程提供現(xiàn)場的人機操作界面?？稍诳刂剖彝ㄟ^操作員站對整個生產(chǎn)過程進行實時監(jiān)控，實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。工廠總線采用冗余的環(huán)網(wǎng)結構，服務器冗余配置。光纖環(huán)網(wǎng)的總線架構采用先進千兆以太網(wǎng)和快速以太網(wǎng)技術，具有高抗噪聲干擾性和高可靠性，同時使用順序控制自動連續(xù)生產(chǎn)，實時監(jiān)控生產(chǎn)狀態(tài)，所有的自檢、點火等步驟由軟件自動完成。架構圖見圖2，搭建實際運行的組態(tài)圖見圖3。

圖2 架構圖

圖3 實際運行組態(tài)面

3 結語

本文系統(tǒng)介紹并分析了DCS 系統(tǒng)及再造煙葉薄片生產(chǎn)加工工藝，并對各個工藝段的關鍵控制點進行分析，確定各個工藝段控制點、控制運算方案、系統(tǒng)硬件配置，完成整套DCS 控制系統(tǒng)模型搭建，通過實際運行驗證，可明顯提升生產(chǎn)線自動化控制水平，為再造煙葉薄片自動化提升提供了可靠的技術方案。[8]