基于薄板烘絲機自動控制系統(tǒng)中的PLC技術(shù)研究

李國冀 李崢鳴

中核新能核工業(yè)工程有限責(zé)任公司

基于薄板烘絲機自動控制系統(tǒng)中的PLC技術(shù)研究

李國冀 李崢鳴

中核新能核工業(yè)工程有限責(zé)任公司

薄板烘絲機時卷煙廠車間生產(chǎn)線當(dāng)中比較重要的生產(chǎn)設(shè)備之一，利用薄板烘絲機能夠確保在烘絲機出口的煙絲達(dá)到卷煙工藝的要求，進而提高煙絲的填充值的成絲率，使產(chǎn)品質(zhì)量更高。薄板烘絲機當(dāng)中的自動控制系統(tǒng)，主要由管道系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)和熱風(fēng)系統(tǒng)共同組成。就其電氣系統(tǒng)而言，主要通過PLC技術(shù)予以了自動化支持。為了對薄板烘絲機自動控制系統(tǒng)當(dāng)中的PLC技術(shù)進行分析與研究，本文主要闡述了薄板烘絲機自動控制系統(tǒng)與PLC技術(shù)。在此基礎(chǔ)上，本文從硬件、軟件以及控制變量三個方面對薄板烘絲機自動控制系統(tǒng)中的PLC技術(shù)應(yīng)用作出了探究。

薄板烘絲機；自動控制系統(tǒng)；PLC技術(shù)

前言：卷煙廠在制煙的過程當(dāng)中，為了能夠促使煙絲具有更加純正的口味和更加優(yōu)良的質(zhì)量，必須要提高煙絲的成絲率，使煙絲的含水率與工藝要求均達(dá)標(biāo)。薄板烘絲機在此方面能夠起到良好的效果，因而其當(dāng)前已經(jīng)成為了卷煙廠制絲車間比較重要的生產(chǎn)設(shè)備。為了促使薄板烘絲機更加精確的運行與生產(chǎn)，保證經(jīng)過薄板烘絲機處理的煙絲均能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，卷煙廠一般均會對薄板烘絲機進行自動化控制。在薄板烘絲機的自動化控制系統(tǒng)當(dāng)中，PLC技術(shù)屬于比較典型且應(yīng)用較廣泛的技術(shù)，對于促使薄板烘絲機的各項性能指標(biāo)均達(dá)到生產(chǎn)工藝要求具有重要積極作用。本文對給予薄板烘絲機自動控制系統(tǒng)中的PLC技術(shù)進行研究，希望能夠促使卷煙廠在制絲生產(chǎn)當(dāng)中更加良好的應(yīng)用薄板烘絲機自動控制系統(tǒng)。

一、薄板烘絲機自動控制系統(tǒng)

在薄板烘絲機自動控制系統(tǒng)當(dāng)中主要包含了傳動系統(tǒng)、管道系統(tǒng)、熱風(fēng)系統(tǒng)分和電氣系統(tǒng)[1]。其中，傳統(tǒng)系統(tǒng)會利用傳動電機，通過變頻器給定相應(yīng)的頻率形成相應(yīng)的輸送轉(zhuǎn)速，繼而實現(xiàn)煙絲生產(chǎn)的傳動。管道系統(tǒng)是通過壓縮空氣管路以及蒸氣和除潮管路的相互組合促使煙絲在規(guī)定的范圍內(nèi)完成輸送。熱風(fēng)系統(tǒng)當(dāng)中包含了散熱器、熱風(fēng)風(fēng)機、角執(zhí)行器等，能夠有效的提高煙絲干燥的速度。電氣系統(tǒng)的自動化控制則主要應(yīng)用了PLC技術(shù)。整個薄板烘絲機自動控制系統(tǒng)基本如圖1所示。

二、PLC技術(shù)概述

PLC即是指可編程邏輯控制器，采用了可編程的存儲器，設(shè)定內(nèi)部的存儲程序，通過定時、邏輯運算、順序控制與算數(shù)等操作直接向用戶發(fā)送指令，繼而通過數(shù)字以及模擬式的輸入或者輸出對多種類型的生產(chǎn)過程以及機械進行自動化控制[2]。PLC可以說是傳統(tǒng)的繼電接觸控制技術(shù)與微機技術(shù)相互結(jié)合的新型產(chǎn)物，能夠充分的利用微處理器的特點，具有較高可靠性、較低耗能，靈活性與通用性亦比較高，機械觸點的接線亦比較簡單等特點。在薄板烘絲機自動控制系統(tǒng)所應(yīng)用的PLC技術(shù)一般有三個階段的工作原理，即采樣輸入、執(zhí)行程度和系統(tǒng)輸出并刷新[3]。通過PLC進行自動化控制時，必須要對控制器的參數(shù)進行設(shè)置，并且通過控制器向執(zhí)行設(shè)備傳達(dá)指令，以通過執(zhí)行設(shè)備控制對象的動作運行。整個控制過程當(dāng)中，檢測設(shè)備可以對控制過程量進行采集并且發(fā)揮到PLC當(dāng)中，便于控制器對控制過程量進行測量，保證控制的合理性與有效性。

三、基于薄板烘絲機自動控制系統(tǒng)中的PLC技術(shù)應(yīng)用

基于薄板烘絲機自動控制系統(tǒng)的PLC技術(shù)，在具體的自動控制過程當(dāng)中，需要工作人員在PLC設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)，通過PLC向烘絲段的設(shè)備傳到運行與處理指令，而后將處理的各項指標(biāo)返回到PLC當(dāng)中，便于PLC作出分析，確保煙絲的處理達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。在此過程中，基于薄板烘絲機自動控制系統(tǒng)中PLC技術(shù)的應(yīng)用主要包含了硬件配置、軟件設(shè)計和控制變量三個方面。

(一)硬件配置

卷煙廠的薄板烘絲機自動控制系統(tǒng)當(dāng)中包含了諸多硬件設(shè)備，包括操作終端、烘絲段設(shè)備、現(xiàn)場總線子站、現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)、測量儀器和稱重設(shè)備等[4]。PLC技術(shù)在薄板烘絲機自動控制系統(tǒng)當(dāng)中的硬件配置則為PLC，即可編程邏輯控制器。

(二)軟件設(shè)計

圖1 薄板烘絲機自動控制系統(tǒng)

薄板烘絲機自動控制系統(tǒng)所應(yīng)用的PLC技術(shù)是其軟件技術(shù)當(dāng)中的核心技術(shù)。PLC技術(shù)需要將梯形圖結(jié)構(gòu)作為控制程序。自動控制時，操作終端對烘絲機出口處的煙絲含水量參數(shù)進行設(shè)置后，PLC技術(shù)需要將該參數(shù)轉(zhuǎn)化成為設(shè)備能夠理解和接受的控制變量，而后向控制變量設(shè)備發(fā)出指令。具體而言，薄板烘絲機自動控制系統(tǒng)當(dāng)中的稱重儀器對所要處理的煙絲進行程中，而后通過蒸汽壓力、烘筒轉(zhuǎn)速以及熱風(fēng)溫度的控制，實現(xiàn)煙絲含水量的控制。另外，薄板烘絲機自動控制系統(tǒng)亦可以通過PLC技術(shù)的自我診斷功能，對電氣設(shè)備的電流、熱流、安全等多方面因素作出檢查和控制，保證自動控制系統(tǒng)的順暢運行[5]。

(三)控制變量

薄板烘絲機自動控制系統(tǒng)當(dāng)中所包含的控制變量主要有傳動烘筒的轉(zhuǎn)速、熱風(fēng)溫度、排潮風(fēng)門開度以及蒸氣壓力。應(yīng)用PLC技術(shù)進行薄板烘絲機自動控制系統(tǒng)的電氣系統(tǒng)控制時，需要對薄板烘絲機出口處的煙絲含水量進行參數(shù)的設(shè)置，而后通過PLC對該參數(shù)進行分析，繼而對上述控制變量作出恰當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換：(1)傳動烘筒轉(zhuǎn)速的控制。傳動烘筒的轉(zhuǎn)速對傳動烘筒當(dāng)中煙絲的滯留時間能夠起到?jīng)Q定作用。長時間的傳動會使得煙絲的水分揮發(fā)比較多。但是，卷煙廠在進行煙絲的烘烤時會發(fā)現(xiàn)，煙絲能夠出現(xiàn)一定的化學(xué)反應(yīng)，對煙絲的化學(xué)性質(zhì)會產(chǎn)生影響，恰當(dāng)?shù)暮婵灸軌虼偈篃熃z的質(zhì)量得到有效提高。因此，必須通過PLC技術(shù)恰當(dāng)?shù)目刂苽鹘y(tǒng)烘筒的轉(zhuǎn)速，避免在煙絲烘烤當(dāng)中發(fā)生不良的化學(xué)反應(yīng)，影響煙絲的質(zhì)量。(2)熱風(fēng)溫度的控制?；诒“搴娼z機自動控制系統(tǒng)當(dāng)中的熱風(fēng)溫度控制，主要通過PLC技術(shù)當(dāng)中的角執(zhí)行器進行。通過角執(zhí)行器能夠恰當(dāng)?shù)母淖兛諝猱?dāng)中冷熱兩種成分的比例，繼而影響系統(tǒng)當(dāng)中熱風(fēng)的溫度，通過熱風(fēng)對煙絲的含水量作出改變。(3)排潮風(fēng)門開度的控制。排潮風(fēng)門在一定程度上會決定熱風(fēng)流動的速度。若排潮風(fēng)門的開度比較大，則熱風(fēng)的流動速度便會比較快，煙絲的水分蒸發(fā)自然比較快。反之，則煙絲的水分蒸發(fā)比較慢。(4)蒸氣壓力的控制。薄板烘絲機烘烤煙絲時，需要通過水蒸氣與熱交換板傳遞熱量。煙絲當(dāng)中的水分在烘絲機當(dāng)中受熱后蒸發(fā)，達(dá)到干燥的效果。若煙絲的受熱程度不足，其自身的水分蒸發(fā)不充分卻有吸收了大量的水蒸氣，則煙絲便會比較潮濕。自動控制系統(tǒng)當(dāng)中水蒸氣所傳遞的熱量主要由蒸汽壓力所控制。因而，薄板烘絲機自動控制系統(tǒng)當(dāng)中必須要應(yīng)用PLC技術(shù)對蒸汽壓力這一變量做好控制。

結(jié)論：

綜上所述，薄板烘絲機自動控制系統(tǒng)應(yīng)用PLC技術(shù)的最終目的在于促使處理后的煙絲含水量、填充值、成絲率等均達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。在薄板烘絲機自動控制系統(tǒng)當(dāng)中，電氣系統(tǒng)主要通過PLC技術(shù)進行自動控制。在此方面，卷煙廠必須要能夠恰當(dāng)?shù)膽?yīng)用PLC技術(shù)進行嚴(yán)格的自我診斷處理，憑借PLC技術(shù)的較高可靠度與較強的抗干擾性能，實現(xiàn)烘絲機自動控制系統(tǒng)當(dāng)中良好的硬件配置、軟件設(shè)計與變量控制，繼而提高所處理煙絲的質(zhì)量。

[1]朱存行.薄板烘絲機散熱器蒸汽壓力自動控制研究及應(yīng)用[J].科技傳播，2014，01(05)：172-173.

[2]遲海燕，馬海良.西門子PLC技術(shù)在燒結(jié)自動控制系統(tǒng)設(shè)計中的應(yīng)用分析[J].科技與企業(yè)，2015，24(03)：95.

[3]趙陽，孟祥印，王鴻雁，等.基于PLC的自動焊接設(shè)備控制系統(tǒng)設(shè)計[J].煤礦機械，2016，08(04)：167-169.