淺談PLC在制絲生產(chǎn)線中的應(yīng)用

王克禮

摘 要：“紅塔山”品牌專用制絲生產(chǎn)線核心技術(shù)研究項(xiàng)目作為國家煙草專賣局中式卷煙制絲生產(chǎn)線重大專項(xiàng)項(xiàng)目之一，以實(shí)現(xiàn)“紅塔山”品牌做大做強(qiáng)為最終目標(biāo)，歷時(shí)3年，在原料品質(zhì)、配方模塊、加工模式設(shè)計(jì)、智能化控制技術(shù)等方面開展了大量研究，并已完成驗(yàn)證工作，該生產(chǎn)線工藝流程先進(jìn)，柔性化、精細(xì)化和自動(dòng)化水平較高，整體達(dá)到了國內(nèi)領(lǐng)先水平。

關(guān)鍵詞：PLC;制絲生產(chǎn);控制系統(tǒng)

隨著PLC控制器價(jià)格的不斷降低和用戶需求的不斷擴(kuò)大，越來越多的中小設(shè)備開始采用PLC控制器進(jìn)行控制，PLC控制器在我國的應(yīng)用增長十分迅速。隨著中國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和基礎(chǔ)自動(dòng)化水平的不斷提高，今后一段時(shí)期內(nèi)PLC控制器在我國仍將保持高速增長勢頭。通用PLC控制器應(yīng)用于專用設(shè)備時(shí)可以認(rèn)為它就是一個(gè)嵌入式控制器，但PLC控制器相對一般嵌入式控制器而言具有更高的可靠性和更好的穩(wěn)定性。在制絲生產(chǎn)線中選用PLC作為核心器件，可以適應(yīng)系統(tǒng)的工作特性和工作環(huán)境，并能非常方便的實(shí)現(xiàn)控制。另外本設(shè)計(jì)選用的接近開關(guān)都是無接觸式的，因?yàn)橹平z生產(chǎn)過程會(huì)不停用到這些開關(guān)，無接觸可以防止經(jīng)常碰到而減少器件的靈敏度和使用壽命。

一、PLC功能及系統(tǒng)構(gòu)成

根據(jù)任務(wù)，通過PLC應(yīng)使制絲生產(chǎn)線達(dá)到以下要求： ?a.進(jìn)料時(shí)，傳感器檢測信號發(fā)送到PLC來準(zhǔn)確定位分配行車; b.鋪料時(shí)，生產(chǎn)線的各個(gè)組成部分順序啟動(dòng)運(yùn)行，還要設(shè)置聯(lián)動(dòng)互鎖;c.隨時(shí)使整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)作處于監(jiān)測之下，保證出現(xiàn)問題或故障后可及時(shí)對相關(guān)故障部分進(jìn)行保護(hù); d.生產(chǎn)流程及故障發(fā)生地點(diǎn)能夠隨時(shí)顯示在工藝流程顯示屏上，并自動(dòng)控制系統(tǒng)故障的聲光報(bào)警。該系統(tǒng)除設(shè)計(jì)了PLC自控系統(tǒng)外，還設(shè)計(jì)有手控系統(tǒng)。設(shè)置手控系統(tǒng)的目的是為了便于出現(xiàn)故障時(shí)進(jìn)行調(diào)試和維修。同時(shí)，它不需要PLC控制，在生產(chǎn)線自動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，可以作為系統(tǒng)的備用。

二、PLC控制系統(tǒng)的優(yōu)勢

PLC控制系統(tǒng)是為了滿足生產(chǎn)工藝不斷提出的新要求而促使科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展最終實(shí)現(xiàn)了自身的飛速發(fā)展?，F(xiàn)代先進(jìn)的控制技術(shù)囊括了傳感器檢測技術(shù)、電力電子、模數(shù)電轉(zhuǎn)換技術(shù)及精確測量等。PLC之所以在當(dāng)今社會(huì)得到如此廣泛應(yīng)用不僅因?yàn)樗梢杂糜陂_關(guān)量控制，及模擬量和數(shù)字量的控制，還因?yàn)樗刹杉c存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，監(jiān)控正在進(jìn)行的控制系統(tǒng)。制絲生產(chǎn)線的用途是將從前一道工序中已經(jīng)生產(chǎn)出來的煙絲，根據(jù)優(yōu)良品種和型號規(guī)格的種類的不同分別送往指定的制絲柜混合均勻后貯藏起來。然后，卷煙生產(chǎn)線需要哪種規(guī)格的煙絲就從相應(yīng)的制絲柜中取來進(jìn)一步加工。 PLC系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能夠有效的提高制絲生產(chǎn)的效率，此外PLC高可靠和強(qiáng)抗干擾能力、多樣的I/O接口模塊、優(yōu)良的靈活性和系統(tǒng)安裝簡單以及維修方便等特點(diǎn)能很好的解決傳統(tǒng)制絲生產(chǎn)線中的問題，因此對生產(chǎn)線來說該P(yáng)LC系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有著很重要的意義。

三、制絲生產(chǎn)線控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

（一）PLC系統(tǒng)硬件的配置

由于控制系統(tǒng)以開關(guān)量為主，含有少量的模擬量，并且中控系統(tǒng)控制采用的是基于RSLogix 5000系列的編程系統(tǒng)，為保證與中控系統(tǒng)通訊的便捷與穩(wěn)定，經(jīng)比較選用羅克韋爾公司的SLC-5可編程序控制器、RSLogix 500編程軟件、RSNetWork控制網(wǎng)組態(tài)軟件以及RSView監(jiān)控軟件組成的自控系統(tǒng)。其穩(wěn)定性好，功能強(qiáng)，并提供了多種不同點(diǎn)數(shù)的CPU模塊和數(shù)字量、模擬量I/O擴(kuò)展模塊供用戶選用。系統(tǒng)的人機(jī)界面采用RSVIEW公司的人機(jī)界面，稱重終端采用美國METTLERTOLEDO公司的JAGXTREME并配有總線通訊板與PLC進(jìn)行通訊。具體配置為：SLC一5可編程序控制器配置模塊為：1747-L551C 5/05 CPU模塊;中央處理器模塊提供的1746-0816I/O模塊;并配置了1746-HSCE高速計(jì)數(shù)器模塊;以及2個(gè)1747-SDN DeviceNet Scanner模塊。

（二）系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

生產(chǎn)線有手動(dòng)控制和自動(dòng)控制之分，在手動(dòng)控制狀態(tài)下，整個(gè)系統(tǒng)完全脫離PLC控制，PLC所有輸出點(diǎn)皆不工作。使用者可操作面板上各開關(guān)分別操作15臺(tái)電機(jī)運(yùn)行。當(dāng)控制開關(guān)切換到自動(dòng)運(yùn)行后，開啟電源開關(guān)，并發(fā)出指令使各行車運(yùn)動(dòng)到起始位置等待下一步命令。a.當(dāng)PLC收到某號柜開始進(jìn)料的指令后，首先命令分配行車往指定柜靠近，并依靠該柜所在的接近開關(guān)的信號行駛到選定柜上側(cè)。緊接著分別延時(shí)2s依次啟動(dòng)鋪料行車、鋪料帶、分配帶和進(jìn)料帶各電機(jī)。系統(tǒng)為了避免局部堆料從而采用了各電機(jī)的延時(shí)啟動(dòng)。b.當(dāng)PLC接到鋪料行車限位接近開關(guān)信號后，先停下1s，然后命令鋪料行車及鋪料帶往相反方向運(yùn)行，同時(shí)命令分配行車再啟動(dòng)并前進(jìn)2s。c.PLC收到分配行車極限位置的限位信號后，指令分配行車反向前進(jìn) 。至此，進(jìn)料程序開始循環(huán)。在循環(huán)過程中，料滿檢測信號不斷送給PLC。PLC接到料滿信后，指示報(bào)警系統(tǒng)工作。30s后，通知進(jìn)料系統(tǒng)將各電機(jī)間隔5s分別停止運(yùn)行。軟件中還有各制絲柜進(jìn)料的互鎖指令，也就是當(dāng)PLC在給某號柜進(jìn)料途中，不再接受任何其他進(jìn)料指令。出料：分別間歇啟動(dòng)出料振槽、撥輥電機(jī)，然后延遲啟動(dòng)底帶電機(jī)。接著檢測出料是否完成，若未完成重復(fù)上述動(dòng)作。若完成，發(fā)出出料完警報(bào)，出料停止。

四、結(jié)束語

綜上所述，制絲生產(chǎn)線的用途是將從前一道工序中已經(jīng)生產(chǎn)出來的煙絲，根據(jù)優(yōu)良品種和型號規(guī)格的種類的不同分別送往指定的制絲柜混合均勻后貯藏起來。“紅塔山”品牌專用制絲生產(chǎn)線完成了中式卷煙制絲生產(chǎn)線重大專項(xiàng)實(shí)施方案規(guī)定的研究內(nèi)容，達(dá)到了規(guī)定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，在品牌原料保障技術(shù)、高檔產(chǎn)品精細(xì)化加工技術(shù)、常規(guī)產(chǎn)品均質(zhì)化加工技術(shù)等方面均有顯著創(chuàng)新。

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