12000kg/h混絲加香機(jī)PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

劉義龍，熊富海，童建星，崔文波，索文博

（紅塔煙草(集團(tuán))有限責(zé)任公司 昭通卷煙廠，云南 昭通 657000）

2013年，昭通卷煙廠進(jìn)行了制絲生產(chǎn)線技改，新安裝了昆明船舶設(shè)備集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的12 000kg/h 加香機(jī)，用來(lái)對(duì)混合煙絲進(jìn)行加香處理。在制絲加工工藝中，加香機(jī)主要用于將煙用香精均勻地添加到煙絲中，達(dá)到提調(diào)香味、充實(shí)香氣和改善卷煙的吸味，并使之保持卷煙風(fēng)格穩(wěn)定持久的目的。

1 加香機(jī)的工藝任務(wù)

加香機(jī)的工藝任務(wù)主要是按照產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求，對(duì)混合后的煙絲按照一定加香比例進(jìn)行加香，確保香精準(zhǔn)確、均勻地施加到煙絲上。加香后的成品煙絲供卷包車間進(jìn)行卷接和包裝，其工藝流程圖如下圖1，控制的設(shè)備平面圖如圖2。

加香過(guò)程中須確保煙絲流量均勻穩(wěn)定，電子皮帶秤和加香計(jì)量泵、流量計(jì)計(jì)量準(zhǔn)確，計(jì)量精度0.5%，加香精度1.0%。管路清潔干凈，無(wú)堵塞，噴射角度準(zhǔn)確。采用壓縮空氣噴射香精，工作壓力符合工藝設(shè)計(jì)要求，噴嘴暢通，香精霧化適度。

圖1 加香工藝流程圖

圖2 加香機(jī)控制設(shè)備平面圖

2 加香機(jī)的構(gòu)成

加香機(jī)主要由加香機(jī)主機(jī)和加香裝置兩部分構(gòu)成，加香機(jī)主機(jī)由滾筒、傳動(dòng)系統(tǒng)、手動(dòng)頂起裝置、管路系統(tǒng)、排潮系統(tǒng)等構(gòu)成,如圖3所示。滾筒是煙絲的承載體，滾筒內(nèi)壁裝有導(dǎo)料板和抄板，滾筒軸心線與水平面成3°的下傾角，使?jié)L筒內(nèi)的煙絲能夠不斷地翻動(dòng)、摻合、均勻、松散地向出料口方向流動(dòng)，同時(shí)進(jìn)行加香處理。

圖3 加香機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

加香裝置由管路系統(tǒng)、噴嘴、加香泵、氣動(dòng)閥、香料罐、質(zhì)量流量計(jì)及電控系統(tǒng)組成(如圖4）。管路系統(tǒng)包括料液管路、壓縮空氣管路、清洗水管路。雙介質(zhì)噴嘴以壓縮空氣為動(dòng)力，將料液霧化后噴射在煙絲上。配置2 個(gè)100 升/罐的平頂貯料罐。加香流量精度要求較高，因此一般選用三聯(lián)柱塞泵，確保料液噴射壓力符合工藝要求。氣動(dòng)閥通過(guò)閥島控制，實(shí)現(xiàn)管路在預(yù)填、生產(chǎn)、回收、清洗清吹四個(gè)狀態(tài)切換。質(zhì)量流量計(jì)用來(lái)檢測(cè)料液瞬時(shí)流量及累積量，并將檢測(cè)信號(hào)反饋實(shí)現(xiàn)PID控制。

3 加香機(jī)控制要求

香精經(jīng)預(yù)填管道預(yù)填到噴嘴處后，由中控組合啟動(dòng)，線控開(kāi)始按逆物料方向順序啟動(dòng)設(shè)備，加香機(jī)滾筒由變頻器和傳動(dòng)裝置帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)經(jīng)過(guò)電子皮帶秤的煙絲進(jìn)入滾筒時(shí)，由壓縮空氣將香精霧化后均勻噴射在煙絲上，加香裝置通過(guò)加香系統(tǒng)對(duì)配置好的香精溶液按產(chǎn)品配方規(guī)定準(zhǔn)確、均勻地施加到煙絲上。滾筒內(nèi)的煙絲由于滾筒的軸向傾斜及滾筒內(nèi)抄板的疏導(dǎo)作用，使得混合煙絲能夠松散、均勻地自動(dòng)向出料口方向流動(dòng)。

圖4 加香裝置工藝管路圖

加香料液量多少由加香機(jī)PLC 控制，電子秤把來(lái)料瞬時(shí)流量和累計(jì)重量信號(hào)送到加香系統(tǒng)進(jìn)行處理，將所得設(shè)定加香量與質(zhì)量流量計(jì)檢測(cè)到的加香量進(jìn)行比較、處理后，控制變頻器輸出頻率以改變電機(jī)轉(zhuǎn)速，使泵輸出香料的流量隨電子秤測(cè)得煙絲流量的多少而改變，從而達(dá)到按比例定量加香料的自動(dòng)控制。

3.1 加香裝置設(shè)備配置

1）在加香泵的出口設(shè)置了壓力檢測(cè)傳感器，用于加香管路堵塞的故障報(bào)警；

2）所有氣動(dòng)閥門都加裝閥門反饋裝置；

3）混絲加香系統(tǒng)設(shè)備清洗用自來(lái)水（冷水）清洗；

4）現(xiàn)場(chǎng)貯存罐的配置及功能；

5）罐底部設(shè)置稱重傳感器，用于罐內(nèi)料液重量檢測(cè)，具備最小儲(chǔ)量和超量程報(bào)警功能；

6）罐頂部設(shè)置攪拌器，減速機(jī)定速攪拌。

3.2 控制模式要求

3.2.1 自動(dòng)控制模式

控制系統(tǒng)在自動(dòng)方式下，實(shí)現(xiàn)對(duì)各設(shè)備的自動(dòng)控制，包括電機(jī)啟/停、故障處理（聲光報(bào)警等）、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作以及必要的自動(dòng)狀態(tài)下的手動(dòng)操作功能；同時(shí)，根據(jù)與線控PLC 通訊采集物料和相關(guān)設(shè)備的壓力、流量等過(guò)程工藝參數(shù)，按一定算法調(diào)節(jié)回路的控制變量，最終滿足各工藝參數(shù)的要求。各設(shè)備在啟動(dòng)時(shí)，應(yīng)按照煙絲流動(dòng)的反方向順序啟動(dòng)，每相鄰設(shè)備之間的起動(dòng)間隔一定時(shí)間，減少設(shè)備起動(dòng)對(duì)電網(wǎng)的沖擊，帶有測(cè)控元件的設(shè)備，其動(dòng)作次序按照生產(chǎn)工藝確定,以防堵料。

3.2.2 單機(jī)控制模式

控制系統(tǒng)提供單機(jī)操作功能，實(shí)現(xiàn)人工對(duì)加香機(jī)每臺(tái)電機(jī)進(jìn)行啟動(dòng)/停止操作以及對(duì)單機(jī)閥門測(cè)試功能等操作，方便設(shè)備的維修。

3.2.3 閉鎖控制模式

在閉鎖控制模式下，系統(tǒng)進(jìn)入禁止控制模式，所有電機(jī)、電磁閥和其它控制器件無(wú)論通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)或操作屏上的“啟動(dòng)”都不能啟動(dòng)。

4 加香機(jī)系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)

4.1 控制系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)及功能

線控提供加香機(jī)前電子秤的全部數(shù)據(jù)及信息交互后，加香機(jī)控制系統(tǒng)采用西門子PLC 完成加香精度控制、主機(jī)驅(qū)動(dòng)控制以及工藝報(bào)警等功能。并提供與加香機(jī)有關(guān)的工藝配方參數(shù)、料桶調(diào)度、設(shè)備狀態(tài)信息、過(guò)程數(shù)據(jù)及設(shè)備控制參數(shù)等數(shù)據(jù)信息接口。

電柜內(nèi)的子站采用ET200S 系列模塊和器件對(duì)設(shè)備上的控制元器件進(jìn)行信號(hào)采集和控制。對(duì)普通電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制采用ET200S 系列的普通電機(jī)起動(dòng)器，與主控器之間通過(guò)Profinet 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊；對(duì)有調(diào)速要求的采用變頻器控制，變頻器采用丹佛斯公司的FC302 系列產(chǎn)品，安裝于主機(jī)設(shè)備上，與主控器之間通過(guò)Profinet 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊。

4.2 控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

加香機(jī)PLC 主控制器采用西門子公司S7 315-2 PN/DP，設(shè)置一個(gè)控制柜，控制柜內(nèi)安裝PLC主控器、I/O 子站、電源等，系統(tǒng)配置以太網(wǎng)、Profibus_DP接口，往上可以同車間集中監(jiān)控層進(jìn)行通訊與數(shù)據(jù)交換，向下可以同設(shè)備儀表聯(lián)網(wǎng)，采集加香所需的信號(hào)并實(shí)現(xiàn)相關(guān)控制。控制系統(tǒng)預(yù)留以太網(wǎng)RJ45接口，硬件組態(tài)如圖5，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下圖6。

圖5 加香機(jī)PLC 硬件組態(tài)圖

圖6 網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)圖

4.3 加香機(jī)主機(jī)設(shè)備的狀態(tài)設(shè)計(jì)

根據(jù)加香機(jī)主機(jī)所處工作階段不同，設(shè)計(jì)分別進(jìn)入和退出以下4 種狀態(tài)：“基本、準(zhǔn)備、生產(chǎn)、尾料”。

4.3.1 基本狀態(tài)

當(dāng)加香機(jī)不處于其它3 種狀態(tài)中的任何一種時(shí)，它就處在“基本”狀態(tài)。

4.3.2 準(zhǔn)備狀態(tài)

加香機(jī)預(yù)填管道完成并組合啟動(dòng)后，且入口電子秤無(wú)流量，即進(jìn)入“準(zhǔn)備”狀態(tài)，等待物料到來(lái)，進(jìn)行生產(chǎn)。

4.3.3 生產(chǎn)狀態(tài)

每批煙絲生產(chǎn)開(kāi)始時(shí)，當(dāng)“電子皮帶秤有料”且“電子皮帶秤→加香機(jī)入口延時(shí)時(shí)間”到，加香機(jī)即進(jìn)入“生產(chǎn)”狀態(tài)；如果是故障停機(jī)后帶料起動(dòng)，加香機(jī)直接從“基本狀態(tài)”，立即進(jìn)入生產(chǎn)狀態(tài)，在生產(chǎn)狀態(tài)下，系統(tǒng)程序自動(dòng)啟動(dòng)加香控制回路。

4.3.4 尾料狀態(tài)

在生產(chǎn)過(guò)程中，當(dāng)電子皮帶秤無(wú)料時(shí)，且延時(shí)一定時(shí)間，加香機(jī)即進(jìn)入“尾料”狀態(tài)。在尾料過(guò)程中，若電子皮帶秤又來(lái)料了，加香機(jī)又自動(dòng)轉(zhuǎn)入“生產(chǎn)”狀態(tài)。進(jìn)入尾料狀態(tài)后，控制系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入尾料處理程序，結(jié)合系統(tǒng)參數(shù)內(nèi)設(shè)定的各種尾料處理參數(shù)對(duì)煙絲進(jìn)行加香。

4.4 加香裝置料桶的狀態(tài)設(shè)計(jì)

料桶指的是單個(gè)獨(dú)立料桶，各個(gè)料桶都根據(jù)其所處工作階段不同，可依次進(jìn)入和退出以下5狀態(tài)：“空閑、清洗、備料、待用、占用”。

4.4.1 空閑狀態(tài)

當(dāng)某個(gè)料桶不處于“清洗、備料、待用、占用”任何一種狀態(tài)時(shí)，該料桶即處于“空閑”狀態(tài)。只要某料桶處于“空閑”狀態(tài)，即可對(duì)該料桶的閥和電機(jī)進(jìn)行單機(jī)操作,“空閑”狀態(tài)相當(dāng)于該料桶的單機(jī)狀態(tài)。

4.4.2 清洗狀態(tài)

當(dāng)某個(gè)料桶處于“空閑”狀態(tài)，且該料桶沒(méi)有被選中時(shí)，按下加香機(jī)該料桶“清洗”按鈕，該料桶即進(jìn)入“清洗”狀態(tài)。系統(tǒng)自動(dòng)控制打開(kāi)料桶頂部的清洗水閥，當(dāng)料桶內(nèi)的水加到一定重量時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)攪拌電機(jī)進(jìn)行攪拌。當(dāng)料桶內(nèi)水的重量達(dá)到一定重量時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉清洗進(jìn)水閥，同時(shí)打開(kāi)該料桶底部的排污閥，當(dāng)料桶內(nèi)的水重量低于一定重量時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉攪拌電機(jī)。當(dāng)料桶內(nèi)的水排空時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)結(jié)束“清洗”狀態(tài)，并轉(zhuǎn)入“空閑”狀態(tài)。

此外，當(dāng)加香機(jī)進(jìn)入管路“清洗狀態(tài)”時(shí)，所選中的目標(biāo)桶也同時(shí)進(jìn)入料桶“清洗狀態(tài)”，執(zhí)行以上料桶清洗功能。

4.4.3 備料狀態(tài)

當(dāng)料桶清洗干凈后，根據(jù)生產(chǎn)需要與否，即可進(jìn)行備料，當(dāng)某一料桶備料確認(rèn)數(shù)據(jù)后備料操作完畢。

當(dāng)組合停止且加香機(jī)無(wú)煙草信號(hào)出現(xiàn)時(shí)，若確有必要，可按下“釋放”鍵，料桶就又回到“備料”狀態(tài)?？稍侔聪隆搬尫拧?，料桶就又回到“空閑”狀態(tài)。設(shè)置此操作功能的目的是方便現(xiàn)場(chǎng)的返料和清洗操作，但操作應(yīng)小心謹(jǐn)慎，必須是生產(chǎn)完畢時(shí)，確有必要才能操作。

4.4.4 待用狀態(tài)

當(dāng)某一料桶在備料狀態(tài)時(shí)，按下“備料完畢”，該料桶即進(jìn)入“待用狀態(tài)”，當(dāng)料桶處于“待用狀態(tài)”時(shí)，若確有必要，可按“備料”，使該料桶返回“備料狀態(tài)”?！按脿顟B(tài)” 不能直接釋放到“空閑狀態(tài)”。因?yàn)樵凇翱臻e”狀態(tài)下，料桶的“單機(jī)”操作有效，若有不慎可能會(huì)把不該打開(kāi)的閥門打開(kāi)，造成生產(chǎn)事故。

4.4.5 占用狀態(tài)

當(dāng)某一料桶處于“待用狀態(tài)”被系統(tǒng)選中時(shí)，系統(tǒng)組合起動(dòng)后，該料桶即進(jìn)入“占用狀態(tài)”，一旦某一料桶進(jìn)入“占用狀態(tài)”，該料桶的現(xiàn)場(chǎng)操作功能即被系統(tǒng)自動(dòng)封鎖，不能進(jìn)行操作。

4.5 操作界面控制設(shè)計(jì)

根據(jù)系統(tǒng)控制要求，采用西門子WINCC Flexible 設(shè)計(jì)控制畫(huà)面如下圖7、圖8、圖9。

圖7 加香機(jī)控制操作界面

圖8 吸料區(qū)操作界面

圖9 加香操作主界面

4.6 加香裝置的動(dòng)作矩陣設(shè)計(jì)

4.6.1 備料操作

表1 備料過(guò)程閥門動(dòng)作

4.6.2 加香裝置閥門及泵動(dòng)作矩陣

表2 加香機(jī)閥門及泵動(dòng)作矩陣圖

預(yù)填過(guò)程閥門動(dòng)作見(jiàn)表2的閥門動(dòng)作矩陣圖，完成后顯示“預(yù)填充已完成”，線控即可組合啟動(dòng)加香線設(shè)備。

4.7、料桶及管路的具體控制

4.7.1 “清洗”狀態(tài)

當(dāng)HX1 料桶處于“無(wú)料”狀態(tài)，且該料桶沒(méi)有被選中時(shí)，按下該料桶的“清洗”按鈕，該料桶即進(jìn)入“清洗”狀態(tài)，系統(tǒng)自動(dòng)控制打開(kāi)該料桶頂部的清洗水閥Y03-HX1，當(dāng)料桶內(nèi)的水加到8kg 重量時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)起動(dòng)該料桶的攪拌電機(jī)進(jìn)行攪拌，當(dāng)料桶內(nèi)水的重量達(dá)到26Kg 時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉清洗進(jìn)水閥Y03-HX1，同時(shí)打開(kāi)該料桶底部的排污閥Y06-HX1，當(dāng)料桶內(nèi)的水重量低于8Kg時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉攪拌電機(jī)，當(dāng)料桶內(nèi)的水排空時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)結(jié)束“清洗”狀態(tài)。

4.7.2 “清洗”狀態(tài)“備料”狀態(tài)

當(dāng)料桶清洗干凈并排放完清洗水后，根據(jù)生產(chǎn)需要與否，即可進(jìn)行備料。對(duì)某個(gè)料桶進(jìn)行備料之前，現(xiàn)場(chǎng)操作工必須對(duì)該料桶的秤重量進(jìn)行“清零操作”?，F(xiàn)場(chǎng)操作人員將香料推到現(xiàn)場(chǎng)并作好準(zhǔn)備后，在現(xiàn)場(chǎng)操作屏的主畫(huà)面上按下“吸料界面”鍵，進(jìn)入“吸料區(qū)”操作界面（如圖8吸料區(qū)操作界面）。首先進(jìn)行吸料罐選擇，按下HX1 或HX2 即可選擇HX1 罐或HX2 罐，如選擇HX1 后按下“啟動(dòng)”按鈕即開(kāi)始備料，Y01-HX、Y01-HX1、氣泵工作，備料完畢后確認(rèn)料液重量是否滿足符合工藝標(biāo)準(zhǔn)，重量確認(rèn)后點(diǎn)擊“停止”按鈕停止備料。然后系統(tǒng)首先進(jìn)行備料管路清吹，Y82-HX、Y01-HX、Y01-HX1、氣泵、Y01-QB 工作，將管路里面的余料吹入料桶。接著對(duì)管路進(jìn)行清洗水清洗，Y92-HX、Y01-HX、氣泵、Y01-QB 工作，清洗時(shí)程序控制自動(dòng)關(guān)閉Y01-HX1，防止清洗水進(jìn)入料桶。清洗水清洗完畢后再進(jìn)行管路清吹，Y82-HX、Y01-HX、氣泵、Y01-QB 工作，將管路里面的清洗水吹入地溝，還可以單獨(dú)進(jìn)行清吹啟動(dòng)和停止。在換牌時(shí)需要對(duì)泵進(jìn)行清洗，此時(shí)點(diǎn)擊“洗泵 啟/?！奔纯蛇M(jìn)行清洗。

備料過(guò)程結(jié)束后需要檢查牌號(hào)和重量是否正確。

4.7.3 “清洗”狀態(tài)管路預(yù)填

當(dāng)某一料桶被系統(tǒng)選中并備料完畢后，攪拌電機(jī)即開(kāi)始攪拌，首先檢查配方參數(shù)是否正確，檢查無(wú)誤后即可開(kāi)始預(yù)填。點(diǎn)機(jī)“加料啟動(dòng)”即進(jìn)行管路預(yù)填，其閥門、加香泵等動(dòng)作如表2。

4.7.4 “清洗”狀態(tài)加香過(guò)程

“預(yù)填充已完成”，線控啟動(dòng)加香線設(shè)備后，首先啟動(dòng)出料振槽，再啟動(dòng)加香滾筒、排潮風(fēng)機(jī)和啟動(dòng)進(jìn)料振槽，待入口電子秤煙絲經(jīng)延時(shí)到達(dá)加香滾筒內(nèi)后即打開(kāi)加香噴嘴和引射空壓。加香開(kāi)始后，Y19-HX 閥打開(kāi)，將回料管內(nèi)的香料吹回該加香桶。加香泵運(yùn)行頻率按照電子秤瞬時(shí)流量延時(shí)信號(hào)和加香比例通過(guò)PID 進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。這里需要做兩個(gè)延時(shí)堆棧，電子皮帶秤瞬時(shí)流量和電子皮帶秤累計(jì)量，堆棧的過(guò)程為每秒鐘接收一個(gè)電子皮帶秤流量，壓入堆棧中，并按照先入先出的原則進(jìn)行，堆棧時(shí)間的長(zhǎng)短需要通過(guò)實(shí)際測(cè)試，即整線設(shè)備起動(dòng)后電子秤上有煙絲到煙絲進(jìn)入滾筒內(nèi)口的時(shí)間。出棧時(shí)進(jìn)行平滑處理，平滑值等于依次采集的5 個(gè)瞬時(shí)流量的平均值，出棧的平滑值×加香比例為當(dāng)前應(yīng)該加香的流量，加香累計(jì)量用來(lái)修正加香精度，當(dāng)加香精度達(dá)不到要求時(shí)，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行偏差的修正。堆棧處理可以通過(guò)以下方式進(jìn)行處理，首先定義一個(gè)塊DB1，根據(jù)壓棧時(shí)間長(zhǎng)短定義塊的結(jié)構(gòu)，并留有一定余量。如壓棧時(shí)間為30 秒：

DB1：LL:ARRAY[0..200]OF REAL

//瞬時(shí)流量入棧處理

L DB1.DBD112

T DB1.DBD116

L DB1.DBD108

T DB1.DBD112

L DB1.DBD104

T DB1.DBD108

……

L DB1.DBD0

T DB1.DBD4

L MD100 //電子皮帶秤當(dāng)前瞬時(shí)流量入棧數(shù)據(jù)

T DB1.DBD0

// 瞬時(shí)流量出棧平滑處理

L DB1.DBD116

L DB1.DBD112

+R

L DB1.DBD108

+R

L DB1.DBD104

+R

L DB1.DBD100

+R

L 5.0

/R

T MD104 //經(jīng)過(guò)30 秒延時(shí)并經(jīng)過(guò)平滑處理后出棧用于加香計(jì)算的瞬時(shí)流量

這個(gè)方法簡(jiǎn)單易懂，但程序量大，調(diào)整不方便，還可以使用間接尋址方式進(jìn)行編程，這種方式更靈活，壓棧時(shí)間長(zhǎng)短可隨意調(diào)整，通常使用這種方式。

加香的控制器是一個(gè)比例控制器：

應(yīng)加香料瞬時(shí)流量=電子皮帶秤煙絲瞬時(shí)流量出棧值×設(shè)定加香比例

實(shí)際加香料瞬時(shí)流量=應(yīng)加香香料瞬時(shí)流量+累計(jì)加香精度偏差量

實(shí)際加香料瞬時(shí)流量再經(jīng)過(guò)PID 控制進(jìn)行調(diào)節(jié)，如圖10所示：

圖10 PID 控制圖

PID 采用西門子PLC 提供的FB41 連續(xù)控制功能塊，設(shè)置一定的調(diào)節(jié)死區(qū)，避免調(diào)節(jié)過(guò)程中產(chǎn)生震蕩，P、I、D 調(diào)節(jié)參數(shù)按照先比例后積分最后再把微分加的過(guò)程進(jìn)行調(diào)試，最后確定P、I、D參數(shù)值。

需要注意的是加香過(guò)程中，加香泵頻率不能太低，太低了就容易導(dǎo)致不能正常加香的生產(chǎn)事故。

生產(chǎn)結(jié)束時(shí)，生產(chǎn)線電子秤流量堆棧延時(shí)均無(wú)流量后，加香結(jié)束，線控組合停止，停止進(jìn)出料振槽、加香滾筒以及排潮風(fēng)機(jī)，同時(shí)，可進(jìn)入管路清洗。

4.7.5 “清洗”狀態(tài)管路清洗

點(diǎn)擊“加香停止”后，如在自動(dòng)條件下，可自動(dòng)進(jìn)入管路清洗，先將管路的余料吹回料桶，然后再用水清洗管路，清洗水排入地溝，清洗一定時(shí)間后，再用壓空進(jìn)行管路清吹，清吹一定時(shí)間后即完成管路清洗。如需要多次清洗，還可以點(diǎn)擊“清吹啟動(dòng)”再次進(jìn)行管路清洗。

4.8 與上位機(jī)及線控網(wǎng)絡(luò)通訊處理

上位機(jī)通過(guò)光纖環(huán)網(wǎng)與線控PLC 連接，線控PLC 與加香機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)連接。根據(jù)預(yù)先定義好的通訊協(xié)議，加香機(jī)定義兩個(gè)數(shù)據(jù)塊，一個(gè)用來(lái)保存接收的數(shù)據(jù)，一個(gè)用來(lái)保存需要發(fā)送的數(shù)據(jù)。要發(fā)送的數(shù)據(jù)由加香機(jī)PLC 寫(xiě)入相應(yīng)發(fā)送的數(shù)據(jù)塊，再由線控PLC 單邊編程通過(guò)SFB14（GET）讀取該數(shù)據(jù)塊（如圖11），包括加香流量、加香累計(jì)量、滾筒轉(zhuǎn)速、故障信號(hào)、運(yùn)行連鎖信號(hào)等。加香機(jī)運(yùn)行狀態(tài)顯示如電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、閥門動(dòng)作狀態(tài)等通過(guò)上位機(jī)直接連接相應(yīng)的點(diǎn)位實(shí)現(xiàn)。要接收的配方數(shù)據(jù)等為上位機(jī)將配方參數(shù)發(fā)送給線控PLC，由線控PLC 單邊編程通過(guò)SFB15（PUT）發(fā)送給加香機(jī)PLC 相應(yīng)的接收數(shù)據(jù)塊（如圖12），實(shí)現(xiàn)配方參數(shù)和控制參數(shù)的傳遞。包括生產(chǎn)牌號(hào)、設(shè)定滾筒轉(zhuǎn)速、加香比例、電子皮帶秤瞬時(shí)流量、電子皮帶秤累計(jì)重量等以及組合啟動(dòng)、組合停止、運(yùn)行連鎖信號(hào)、數(shù)據(jù)總清零信號(hào)、單機(jī)/自動(dòng)、故障復(fù)位等。

以下程序?yàn)榫€控PLC 中通過(guò)S7 連接、單邊編程方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。

圖11 線控PLC 讀取加香機(jī)PLC 數(shù)據(jù)

圖12 線控PLC 發(fā)送給加香機(jī)PLC 數(shù)據(jù)

4.9 手動(dòng)操作

加香機(jī)控制系統(tǒng)在手動(dòng)條件下，可對(duì)各閥門、電機(jī)等進(jìn)行單機(jī)操作，在操作屏上即可進(jìn)行操作。還可通過(guò)測(cè)試按鈕對(duì)質(zhì)量流量計(jì)進(jìn)行測(cè)試，驗(yàn)證流量計(jì)的準(zhǔn)確性。

4.10 報(bào)警處理

如在自動(dòng)或手動(dòng)條件下，閥門動(dòng)作后，相應(yīng)的閥門沒(méi)有反饋信號(hào)，則會(huì)提示閥門動(dòng)作不到位的報(bào)警，管路壓力太大、隔離開(kāi)關(guān)關(guān)閉、網(wǎng)絡(luò)連接不上等也會(huì)提示報(bào)警，此時(shí)，可在報(bào)警界面查看報(bào)警的詳細(xì)信息，故障恢復(fù)后報(bào)警自動(dòng)消除，報(bào)警過(guò)程中會(huì)有聲、光報(bào)警提示。

5 結(jié)束語(yǔ)

12 000 kg/h 加香機(jī)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，包括主機(jī)設(shè)備電機(jī)的運(yùn)行控制和加香裝置的加香過(guò)程控制，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，還需要考慮到滾筒電機(jī)變頻器參數(shù)設(shè)置需要有一個(gè)上升時(shí)間和一個(gè)下降時(shí)間，防止?jié)L筒因停止時(shí)間短而造成的機(jī)械損壞。加香泵因采用變頻器控制，變頻器頻率可能很低，不利于電機(jī)散熱，需要通過(guò)外接風(fēng)扇對(duì)電機(jī)散熱。程序控制的難點(diǎn)在于加香精度控制，需要經(jīng)過(guò)多次參數(shù)調(diào)試以及時(shí)間測(cè)試，才能得到一個(gè)較好的控制參數(shù)。