卷煙廠糖、香料廚房系統(tǒng)簡介

劉慶偉 上海煙草（集團(tuán)）公司天津卷煙廠 300163

卷煙廠糖、香料廚房系統(tǒng)簡介

劉慶偉 上海煙草（集團(tuán)）公司天津卷煙廠 300163

本文對卷煙廠糖、香料廚房系統(tǒng)進(jìn)行了簡單介紹，從實際出發(fā)，提出了保證系統(tǒng)精度、質(zhì)量、自動化、網(wǎng)絡(luò)化、安全性及可靠性的一些方法。

糖香料廚房；控制系統(tǒng)；檢測傳感器

一、系統(tǒng)組成

卷煙廠糖、香料廚房系統(tǒng)由機(jī)械設(shè)備、控制系統(tǒng)和管理系統(tǒng)三大部分組成，其功能是在確保實現(xiàn)糖料、香料調(diào)制、儲存和輸送的基本功能基礎(chǔ)上，對生產(chǎn)中的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計和分析的數(shù)據(jù)管理，并通過Eth ernet完成系統(tǒng)與制絲線工業(yè)以太網(wǎng)的掛接，實現(xiàn)系統(tǒng)與其他站的PLC和上位機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和信息通訊。

二、保證系統(tǒng)精度和質(zhì)量的方法

（1）采用懸浮式靜態(tài)稱重方式檢測罐內(nèi)料液重量。糖、香料廚房內(nèi)所有工藝罐（純凈水和熱水罐除外）都裝有稱重傳感器，用于檢測罐內(nèi)料液的重量，為減少計量誤差，稱重傳感器盡量靠筒身底部安裝，與其他重量檢測方式相比，具有精度高、“零漂”小、穩(wěn)定性好（受溫度的影響?。?、標(biāo)定方便（無需專用儀表）等優(yōu)點。重量信號的采集和處理選用具有Profibus-D p接口的重量儀表，傳感器的“零點校準(zhǔn)”、“量程校準(zhǔn)”等功能可通過程序執(zhí)行，在監(jiān)控機(jī)上進(jìn)行操作。為保證所有稱重傳感器的精度，我公司和傳感器供應(yīng)商經(jīng)過多次探討，聯(lián)合開發(fā)設(shè)計了一套合理的安裝方式，確保懸浮式靜態(tài)稱重系統(tǒng)計量準(zhǔn)確、穩(wěn)定可靠。

（2）料液配制時，各原料由高精度電子秤（具有Profibus-Dp接口）人工計量。操作員根據(jù)控制系統(tǒng)提示，按順序進(jìn)行稱量，每完成一次，在監(jiān)控畫面上按鍵進(jìn)行確認(rèn)，這樣人工稱量的每一個值都被計入監(jiān)控計算機(jī)數(shù)據(jù)庫，形成原料耗用報表，作為數(shù)據(jù)統(tǒng)計和管理，并且當(dāng)稱量值與提示值不相符時，控制系統(tǒng)給出報警信息，可有效防止操作工的誤操作。

（3）在系統(tǒng)管路設(shè)計上應(yīng)遵循“無死區(qū)”原則，對管路管徑、長度、走向進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，使共用管道部分最短，并設(shè)計自動吹掃清洗系統(tǒng)，使計量后的料液盡可能多的流入所要輸送的罐內(nèi)，確保罐底無剩料和管道內(nèi)無余料，以提高料液配制精度。

（4）具有加熱保溫功能的罐都裝有冷凝水自動排空裝置（設(shè)置破真空閥），以減少由于冷凝水在罐夾層內(nèi)排放不完全對稱重精度的影響。

（5）罐與管道之間采用“軟連接”方式，軟管采用食品級硅膠管，確保懸浮式靜態(tài)稱重系統(tǒng)的準(zhǔn)確無誤。

（6）糖、香料調(diào)制時，采用變頻調(diào)速機(jī)械攪拌器，攪拌速度可根據(jù)工藝要求自動調(diào)節(jié)，并采用正、反雙向攪拌，確保罐內(nèi)溶液不會按一個方向運行形成旋渦，能夠加速原料的充分溶解和均勻混合，提高料液配制質(zhì)量，減少料液沉淀。

（7）現(xiàn)場加香、加料計量選用單直管質(zhì)量流量計檢測，其計量不受介質(zhì)密度、溫度的影響，并具有Profibus-Dp接口，標(biāo)稱精度達(dá)到0.2%。

法

三、系統(tǒng)的自動化

操作員只需對上級生產(chǎn)計劃部門或車間中控下達(dá)本班生產(chǎn)任務(wù)指令進(jìn)行輸入和確認(rèn)，控制系統(tǒng)自動運行，整個生產(chǎn)過程的料液調(diào)制、加熱、保溫、攪拌混合、出料、清洗及余料回收等工藝過程，都將在控制系統(tǒng)控制下自動完成。

料液配制前，系統(tǒng)能夠?qū)⑸a(chǎn)任務(wù)（從M ES或制絲中控接收的當(dāng)班各個施加點的牌號和產(chǎn)量），根據(jù)事先錄入的配方表，自動分解成所需配制料液的種類和重量，并且根據(jù)當(dāng)前儲存罐中成品糖香料的儲備情況提出所缺的成品料液，通過檢索配方表，將這些需配制的成品料液進(jìn)一步分解，提供所需原料的名稱和重量，提醒操作人員進(jìn)行原料準(zhǔn)備。

料液配制時，操作人員選定需配制料液的名稱和重量，系統(tǒng)按事先錄入的配方表在觸摸屏上按序提醒操作人員需稱量料液的名稱和重量，原料經(jīng)人工稱量后，按“確認(rèn)”鍵，通過氣泵將原料抽吸至調(diào)制罐進(jìn)行成品的配制，所有稱量值都將記錄至數(shù)據(jù)庫，形成原料耗用報表。

成品糖香料向現(xiàn)場發(fā)送時，系統(tǒng)能夠根據(jù)現(xiàn)場的生產(chǎn)牌號、要料信號，自動進(jìn)行“牌號比對”（生產(chǎn)牌號和儲存罐料液必須相同，才可出料），并自動選擇相應(yīng)出料儲存罐（同牌號罐遵循“先進(jìn)先出”）向現(xiàn)場各生產(chǎn)點發(fā)送料液，生產(chǎn)完畢后，自動回收管路余料。

四、系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和信息管理

糖香料廚房系統(tǒng)通過以太網(wǎng)與全廠信息管理系統(tǒng)相連，構(gòu)成一個有機(jī)整體，既可以接收生產(chǎn)管理部門下達(dá)的生產(chǎn)任務(wù)，又可以將糖香料廚房的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行實時采集，然后通過自身數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的統(tǒng)計分析，對這些信息進(jìn)行歸類、整理，最后將相關(guān)數(shù)據(jù)和信息上報給上級管理部門，以實現(xiàn)生產(chǎn)管理、工藝管理、設(shè)備管理、質(zhì)量管理的目的，為企業(yè)及時了解生產(chǎn)過程、制定戰(zhàn)略決策提供重要依據(jù)。

五、系統(tǒng)的信號連鎖和信息交換

采用網(wǎng)絡(luò)和硬件相結(jié)合的方式，進(jìn)行信號連鎖和信息交換，對于重要的啟/停信號兩種方式都具備，對于數(shù)據(jù)和相關(guān)信息由于硬件連鎖難以進(jìn)行，則采用網(wǎng)絡(luò)的形式，為保證數(shù)據(jù)和信息的準(zhǔn)確，通過特定的程序?qū)W(wǎng)路進(jìn)行監(jiān)控。

六、系統(tǒng)的操作和監(jiān)控界面

在系統(tǒng)人機(jī)界面設(shè)計方面，遵循“人性化”原則，并參照W indow s操作系統(tǒng)的風(fēng)格，充分利用監(jiān)控軟件本身的特點和計算機(jī)圖形技術(shù)，開發(fā)一套功能強大、操作方便、性能可靠的人機(jī)界面系統(tǒng)，通過人機(jī)界面可全面監(jiān)視、操作和控制整個系統(tǒng)。

（1）設(shè)備所用的執(zhí)行器件和控制器件均選用經(jīng)過多次實踐證明可靠性好、運行穩(wěn)定的品牌器件。

（2）系統(tǒng)的設(shè)計、制造及安裝過程將嚴(yán)格按照國家有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。酒精存放間按防爆區(qū)設(shè)計。系統(tǒng)中具有壓力的管路（如蒸汽、壓縮空氣管路）均安裝壓力檢測傳感器，通過控制系統(tǒng)對壓力自動檢測，使其超壓自動報警，同時在這些管路上安裝安全閥，超壓時能自動卸壓；系統(tǒng)中的所有罐體都具有液位檢測和超高位報警功能，具有加熱和保溫的罐體還具備溫度超標(biāo)報警功能；電機(jī)具有過載報警信號，控制軟件根據(jù)這些信號構(gòu)成一個完整的安全連鎖和質(zhì)量連鎖控制系統(tǒng)，保證生產(chǎn)過程的安全可靠，減小因設(shè)備故障造成的物料損失。

（3）系統(tǒng)中關(guān)鍵位置的閥門都裝有位置檢測開關(guān)，這些到位信號參與程序控制，在檢測到任何一個閥門出現(xiàn)異常狀態(tài)時，與之相關(guān)的動作都停止，并且自動生成報警提示，確保料液在罐和管道內(nèi)不發(fā)生“料－料”“料－水”相混的質(zhì)量事故。另外，使用最新開發(fā)的軟件程序，在控制程序中通過對罐內(nèi)料液重量的實時采集和處理，用來判斷罐體或與之相連的管道是否存在泄漏，若出現(xiàn)泄漏時立即進(jìn)行報警提示。這樣既可以通過硬件對系統(tǒng)故障進(jìn)行檢測，也可通過編程軟件對其加以判斷，雙重保險，確保系統(tǒng)運行可靠。

（4）糖香料配方是各廠的重要保密內(nèi)容。因此，控制系統(tǒng)設(shè)計時采取嚴(yán)格保密措施，只有取得允許權(quán)限的人才能操作相應(yīng)數(shù)據(jù)，保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)的保密和安全。

（5）設(shè)計牌號自跟蹤和牌號比對功能。在配制料液時，系統(tǒng)將配料時所選牌號自動賦予相應(yīng)調(diào)制罐，然后根據(jù)該調(diào)制罐中料液的流向，牌號自動被賦予相應(yīng)的成品料貯存罐和現(xiàn)場罐，無需人工錄入，杜絕由于人為因素錯標(biāo)牌號的質(zhì)量事故。在料液發(fā)送時，將出料罐的牌號和要料牌號經(jīng)控制系統(tǒng)自動比對，做到牌號不同不允許選擇，確保牌號準(zhǔn)確無誤。同牌號的料液發(fā)送遵循“先進(jìn)先出”的原則，先配制的料液允許首先發(fā)送。

（6）對能引起沖突的操作，監(jiān)控系統(tǒng)的操作畫面做到絕對“互鎖”，確保每個工藝過程操作“零風(fēng)險”。

（7）為便于生產(chǎn)過程的追溯，糖香料廚房內(nèi)所有的操作都形成相關(guān)記錄備查，所有器件的動作也形成相關(guān)記錄備查。

（8）在現(xiàn)場施加裝置的料液引射汽（氣）路上均設(shè)置壓力檢測傳感器，用于料液霧化故障報警，確保糖、香料在噴射過程中不出現(xiàn)滴料現(xiàn)象。

（9）在現(xiàn)場香料施加裝置的噴嘴處單獨設(shè)置軟管吹掃閥，在加香結(jié)束時，對軟管自動吹掃，以防止軟管滴料出現(xiàn)黃斑煙。

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.10.133

七、保證系統(tǒng)安全性和可靠性的方