基于制絲線PLC電氣控制系統(tǒng)分析

熊亮 劉忠胤 李元發(fā) 呂志宏 鐘興輝

摘 要：隨著煙草行業(yè)的壯大發(fā)展，國(guó)內(nèi)各個(gè)卷煙廠設(shè)備機(jī)械化水平逐漸提升。制絲線作為卷煙廠的重要生產(chǎn)線，其涉及專(zhuān)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域較廣，結(jié)構(gòu)相對(duì)較為復(fù)雜，對(duì)設(shè)備系統(tǒng)協(xié)調(diào)性具有十分嚴(yán)格的要求，設(shè)備的自動(dòng)化、集成化、一體化水平逐漸提升，應(yīng)用PLC電器控制系統(tǒng)可以保障有效提升卷煙廠加工生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量。因此，本文對(duì)制絲線PLC電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行分析討論，希望為相關(guān)企業(yè)與人員提供幫助。

關(guān)鍵詞：制絲;PLC電氣系統(tǒng);控制系統(tǒng)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.18.127

0 前言

隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的變化發(fā)展，煙草行業(yè)發(fā)展日益壯大，制絲設(shè)備在卷煙廠得到廣泛應(yīng)用，該設(shè)備結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，涉及專(zhuān)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域較廣，對(duì)系統(tǒng)協(xié)調(diào)性具有十分嚴(yán)格的要求。鑒于目前制絲工作效率的提升，對(duì)卷煙品質(zhì)有了更為嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)要求，因此對(duì)制絲線的設(shè)備性能與效率要求十分嚴(yán)格。PLC電氣控制系統(tǒng)是目前全新升級(jí)的工業(yè)控制器，得到非常廣泛的應(yīng)用，鑒于此，在制絲線應(yīng)用該系統(tǒng)，對(duì)提升制絲線智能化、自動(dòng)化水平與效率起到十分關(guān)鍵的作用。

1 優(yōu)勢(shì)分析

（1）操作高效簡(jiǎn)便。PLC電器控制系統(tǒng)，操作界面全中文顯示，便于操作人員了解掌握設(shè)備運(yùn)行基礎(chǔ)情況，并對(duì)工藝各項(xiàng)參數(shù)做出調(diào)整與修改，還可以清晰明確的查詢了解原材料實(shí)際消耗量以及可以加工生產(chǎn)的實(shí)際產(chǎn)量，便于進(jìn)行工作調(diào)度，加快工作效率，與此同時(shí)，還可以直觀清晰的顯示出設(shè)備存在的故障以及預(yù)警信息。

（2）便于維護(hù)檢修。鑒于PCL電氣控制系統(tǒng)各項(xiàng)優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，應(yīng)用該系統(tǒng)可以有效提升設(shè)備可靠性與安全性，該系統(tǒng)無(wú)故障出現(xiàn)的平均時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，可以有效保證加工生產(chǎn)的穩(wěn)定有序進(jìn)行。若系統(tǒng)產(chǎn)生故障問(wèn)題，系統(tǒng)可以對(duì)故障產(chǎn)生的問(wèn)題原因與準(zhǔn)確問(wèn)題進(jìn)行明確顯示，提升故障處理工作效率，便于對(duì)設(shè)備的維護(hù)檢修。且該系統(tǒng)軟硬件均為國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)人員可以準(zhǔn)確了解各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)信息，利于維護(hù)檢修。

（3）具備數(shù)據(jù)采集與傳輸功能。卷煙廠大多運(yùn)用現(xiàn)場(chǎng)總線，PLC電氣控制系統(tǒng)符合自動(dòng)化、信息化、智能化的需求，實(shí)現(xiàn)了智能控制、在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、通信聯(lián)網(wǎng)等功能，對(duì)設(shè)備運(yùn)行、加工生產(chǎn)形成的數(shù)據(jù)信息做出采集整理與存儲(chǔ)分析等，使設(shè)備生產(chǎn)效率與生產(chǎn)質(zhì)量得到充分保障[1]。

2 模式分析

（1）PLC+智能儀表系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式。制絲生產(chǎn)設(shè)備的控制主要通過(guò)PLC與智能儀表負(fù)責(zé)完成，PLC主要是對(duì)生產(chǎn)線的順序進(jìn)行管理控制，智能儀表則對(duì)生產(chǎn)線的過(guò)程進(jìn)行管理控制。上位機(jī)負(fù)責(zé)對(duì)智能儀表的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行有效采集與直觀顯示，并對(duì)智能儀表進(jìn)行組態(tài)操作。現(xiàn)場(chǎng)操作人員主要是負(fù)責(zé)對(duì)電控柜設(shè)備的模擬顯示屏與智能儀表設(shè)備的面板進(jìn)行分析觀察，以此對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀況與工藝參數(shù)做出實(shí)時(shí)監(jiān)控，通過(guò)對(duì)電控柜設(shè)備的各項(xiàng)命令程序開(kāi)關(guān)的實(shí)際操作實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的開(kāi)關(guān)控制。模式的優(yōu)勢(shì)特性為：順序與過(guò)程控制的操作設(shè)備相對(duì)獨(dú)立，系統(tǒng)維護(hù)檢修操作方便。不過(guò)由于信息數(shù)據(jù)較為分散，無(wú)法采取有效的集中監(jiān)控，關(guān)鍵是使加工工藝控制自動(dòng)化得以實(shí)現(xiàn)。

（2）PLC+人機(jī)界面系統(tǒng)模式。制絲線生產(chǎn)設(shè)備的順序與過(guò)程控制需要通過(guò)PLC完成，PLC之間均連接有相對(duì)操作臺(tái)，操作臺(tái)設(shè)置在中央控制室。模式的優(yōu)勢(shì)特性為：使集中監(jiān)控得以實(shí)現(xiàn)，便于對(duì)生產(chǎn)性運(yùn)行狀況進(jìn)行分析觀察，對(duì)工藝段的具體操作進(jìn)行高效協(xié)調(diào)[2]。

（3）PLC+上位機(jī)系統(tǒng)模式。主控制器主要是基于PLC為前提，對(duì)制絲線全部工藝段采取科學(xué)合理的分段控制。對(duì)于全部工藝段的操作情況，設(shè)置模擬工況顯示屏以及工藝參數(shù)設(shè)定過(guò)程控制顯示操作面板，上位機(jī)負(fù)責(zé)全部生產(chǎn)線的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與高效協(xié)調(diào)，并采取集中管控。模式的優(yōu)勢(shì)特性為：分散控制以及集中監(jiān)控，對(duì)工控軟件的合理運(yùn)用，不過(guò)缺少同生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)庫(kù)之間實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)交換與共享的重要功能。

（4）PLC+局域網(wǎng)系統(tǒng)模式。此系統(tǒng)構(gòu)建信息同數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，使集中監(jiān)控工況軟件同生產(chǎn)管理信息數(shù)據(jù)之間的有效交換問(wèn)題得以充分解決[3]。

（5）PLC+現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)模式。此模式通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的科學(xué)合理應(yīng)用，為變頻器、檢測(cè)儀表以及執(zhí)行器與電機(jī)啟動(dòng)器和變送器提供規(guī)范嚴(yán)格的連接安全重要基礎(chǔ)[4]。

3 制絲系統(tǒng)控制層分析

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次分局標(biāo)準(zhǔn)原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，系統(tǒng)功能主要?jiǎng)澐譃槿缦聦哟危杭斜O(jiān)控層以及設(shè)備層與設(shè)備控制層。層次功能之間互不影響，存在相對(duì)獨(dú)立性特點(diǎn)，組織結(jié)構(gòu)方面存在關(guān)聯(lián)性特點(diǎn)。此多級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具備配置靈活與組態(tài)簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，系統(tǒng)功能層之間涉及的各項(xiàng)內(nèi)容、范圍各不相同，實(shí)現(xiàn)功能系統(tǒng)平臺(tái)同樣存在區(qū)別?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層包含設(shè)備較多，控制系統(tǒng)的全部控制命令在此獲得實(shí)現(xiàn)，并獲取控制目標(biāo)的反饋信息。

設(shè)備控制層的中央處理器發(fā)出各項(xiàng)信息，監(jiān)控層計(jì)算機(jī)獲取信息并發(fā)出控制指令，中央處理器獲取控制指令，并對(duì)全部設(shè)備進(jìn)行有效控制，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)目標(biāo)。集中監(jiān)控層計(jì)算機(jī)系統(tǒng)同生產(chǎn)管理層計(jì)算機(jī)之間相連接，從而獲取各項(xiàng)信息，向下對(duì)設(shè)備情況與生產(chǎn)情況進(jìn)行采集整理與上傳，完成實(shí)時(shí)監(jiān)控等。

系統(tǒng)應(yīng)用PLC+人機(jī)界面的綜合模式，如梗與梗絲處理段的PLC以此采用選取的輸入模塊，對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集，傳輸至CPU，由內(nèi)部程序采取進(jìn)一步處理，并傳輸至各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。程序內(nèi)部應(yīng)用聯(lián)動(dòng)信號(hào)對(duì)兩端工作進(jìn)行協(xié)調(diào)處理，一般情況下梗絲處理段優(yōu)先進(jìn)行啟動(dòng)，之后梗處理段緊隨其后啟動(dòng);若出現(xiàn)停止情況，梗處理段停止之后梗絲隨即停止;若梗絲段出現(xiàn)特殊情況，需要梗處理段發(fā)送信號(hào)，梗處理段隨即停止，如此能夠避免物料出現(xiàn)堆積，故障處理結(jié)束方可進(jìn)行生產(chǎn)。

4 結(jié)論

綜上所述，為達(dá)到消費(fèi)人員對(duì)卷煙質(zhì)量的嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)要求，煙草行業(yè)與卷煙廠逐漸提升卷煙的綜合性指標(biāo)，卷煙質(zhì)量作為產(chǎn)品品質(zhì)的重要構(gòu)成部分，逐漸引起煙草行業(yè)與卷煙廠的關(guān)注重視。為提升卷煙質(zhì)量，避免制絲設(shè)備出現(xiàn)障，提升制絲設(shè)備整體效率與穩(wěn)定性，應(yīng)用PLC電器控制系統(tǒng)對(duì)于卷煙機(jī)至關(guān)重要。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐曉龍.卷煙機(jī)組的PLC控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)及應(yīng)用實(shí)踐研究論述[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2016，12（05）.

[2]楊保香.基于PLC技術(shù)的電氣控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)探討[J].自動(dòng)化與儀器儀表，2017（09）.

[3]魏剛.基于PLC核心控制器的電氣控制系統(tǒng)[J].設(shè)備管理與維修，2018（14）：170-171.

[4]楊彥魁.PLC技術(shù)在機(jī)械電氣控制裝置中的應(yīng)用[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2017（23）：121-122.