淺析煙草制絲電控集成系統(tǒng)在制絲生產(chǎn)中的集成管理

雙仕友 李艷松 查學(xué)龍

摘 要：煙草制絲電控集成系統(tǒng)對(duì)煙草生產(chǎn)線上的設(shè)備進(jìn)行集中控制和管理，實(shí)現(xiàn)煙草生產(chǎn)的信息化管理和自動(dòng)化控制，集成系統(tǒng)的最頂層是MES系統(tǒng)，其是一個(gè)生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)，下達(dá)生產(chǎn)任務(wù)，收集和分析生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)，是集成系統(tǒng)的控制中心;而執(zhí)行系統(tǒng)，則負(fù)責(zé)組織生產(chǎn)工作，確保生產(chǎn)任務(wù)的準(zhǔn)確下達(dá);最底層的子系統(tǒng)則通過PLC系統(tǒng)進(jìn)行集成，負(fù)責(zé)實(shí)際的生產(chǎn)任務(wù)。整個(gè)集成系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)接口連接所有的生產(chǎn)設(shè)備，并對(duì)所有的設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)上的協(xié)調(diào)和調(diào)度，信息無障礙交互，從而實(shí)現(xiàn)煙草生產(chǎn)的信息化管理、自動(dòng)化控制，進(jìn)而提升煙草的生產(chǎn)效率，保證了煙草的生產(chǎn)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：煙草制絲;電控集成系統(tǒng);制絲生產(chǎn)

通過對(duì)煙草制絲生產(chǎn)線的電控集成，將煙草生產(chǎn)線的所有設(shè)備進(jìn)行集中管理和控制，可保證煙草生產(chǎn)線的高效率運(yùn)行，促進(jìn)生產(chǎn)自動(dòng)化水平的提高。本文通過對(duì)電控集成系統(tǒng)架構(gòu)和功能的分析，為煙草制絲電控集成提供依據(jù)，以及通過對(duì)各個(gè)層次集成的運(yùn)行方式分析，確定各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的具體控制方式，以保證分層集成的可行性，提高集成系統(tǒng)信息交互質(zhì)量，確保生產(chǎn)調(diào)度的有效性。

1.煙草制絲電控集成系統(tǒng)框架分析

1.1系統(tǒng)架構(gòu)分析

該系統(tǒng)在構(gòu)建過程中，依據(jù)煙草生產(chǎn)線的各個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)其中的技術(shù)、產(chǎn)品、工藝等進(jìn)行分析，然后依據(jù)分析的內(nèi)容，設(shè)計(jì)各個(gè)環(huán)節(jié)的子系統(tǒng)，并與各環(huán)節(jié)的硬件進(jìn)行連接，從而形成一個(gè)具有高質(zhì)量生產(chǎn)能力的電控集成系統(tǒng)，該系統(tǒng)可對(duì)生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行有效的管理，以滿足煙草生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)的需求，系統(tǒng)主要有三個(gè)層次，第一，生產(chǎn)執(zhí)行管理系統(tǒng)，對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行信息化管理;第二，集中監(jiān)控系統(tǒng)，主要用于整個(gè)生產(chǎn)線的監(jiān)控，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的問題;第三，PLC控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)線各子系統(tǒng)的自動(dòng)化控制。具體框架如圖1所示。

1.2系統(tǒng)功能分析

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)煙草制絲生產(chǎn)線的信息化和精細(xì)化管理，基于信息管理系統(tǒng)，對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，煙草制絲電控集成系統(tǒng)是對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程的管理，其中，MES處于系統(tǒng)頂層，下達(dá)生產(chǎn)任務(wù)，以及工藝參數(shù)和生產(chǎn)的各項(xiàng)要求等，并且系統(tǒng)可收集、管理、存儲(chǔ)生產(chǎn)過程中形成的數(shù)據(jù)，以為MES提供數(shù)據(jù)支撐，將最底層的各個(gè)子系統(tǒng)連接在一起，像膨脹絲生產(chǎn)線、半成絲品和成品絲庫(kù)等，使用分散、集中的控制方式，對(duì)煙草制絲生產(chǎn)線進(jìn)行集成管理，該系統(tǒng)融合了監(jiān)控技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)技術(shù)、信息技術(shù)、PLC技術(shù)、通信技術(shù)等，是一個(gè)高度的技術(shù)集成系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了煙草生產(chǎn)線的自動(dòng)化控制，促進(jìn)煙草生產(chǎn)質(zhì)量的提升。以及為了滿足煙草生產(chǎn)的實(shí)際需求，將生產(chǎn)和管理集中于一個(gè)管理平臺(tái)，形成內(nèi)部生產(chǎn)和管理信息交互渠道，使管理層可及時(shí)掌握生產(chǎn)情況，并正確作出生產(chǎn)決策，加快了信息流傳遞速，優(yōu)化了生產(chǎn)調(diào)度，為煙草數(shù)字化和智能化生產(chǎn)發(fā)展提供了助力。

2.煙草制絲電控集成系統(tǒng)在制絲生產(chǎn)中的集成管理分析

2.1單機(jī)電控系統(tǒng)的集成管理

煙草制絲生產(chǎn)線中，存在著諸多的單機(jī)電控系統(tǒng)，比如，用于煙草物料增溫增濕的HT增溫增濕機(jī)，用于烘干的TT烘絲機(jī)，以及用于供應(yīng)物料的KA供料裝置等都是單機(jī)設(shè)備，這些設(shè)備本身都設(shè)有電控系統(tǒng)，而集成系統(tǒng)的核心是工業(yè)級(jí)PROFINET通訊模塊，在設(shè)備的操作終端就可完成設(shè)備的控制，基于以上分析，PLC層通過PROFINET通訊模塊，與單機(jī)電控系統(tǒng)進(jìn)行連接，并通過與監(jiān)控層SCADA系統(tǒng)的連接，進(jìn)行單機(jī)生產(chǎn)過程的控制，本文以烘絲機(jī)為例，進(jìn)行單機(jī)電控系統(tǒng)的集成演示，具體如圖2所示，PLC與烘絲機(jī)電控系統(tǒng)集成后，應(yīng)用信息交互網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行生產(chǎn)指令的傳送，并獲取各項(xiàng)生產(chǎn)參數(shù)，像煙料信息、生產(chǎn)批次、質(zhì)量參數(shù)等。

2.2 MES集成管理

MES系統(tǒng)處于最頂層，與生產(chǎn)執(zhí)行管理系統(tǒng)連接后，實(shí)現(xiàn)了制絲生產(chǎn)的集成管理，MES系統(tǒng)是一個(gè)生產(chǎn)信息化管理系統(tǒng)，其對(duì)車間進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)度管理、質(zhì)量管理、設(shè)備管理、計(jì)劃排程管理等，并且可進(jìn)行底層數(shù)據(jù)集成分析，和上層數(shù)據(jù)的集成分解管理，是煙草生產(chǎn)線中的協(xié)同管理平臺(tái)。當(dāng)該系統(tǒng)與執(zhí)行系統(tǒng)集成后，一旦MES運(yùn)行故障，那么執(zhí)行系統(tǒng)則接替MES的工作，在人為的干預(yù)下，保證煙草生產(chǎn)線的正常運(yùn)行，兩者之間應(yīng)用Web Service進(jìn)行信息交互，生產(chǎn)過程中形成的數(shù)據(jù)，使用OPC Service技術(shù)，實(shí)時(shí)傳遞給MES系統(tǒng)，具體信息交互過程如圖3所示。

執(zhí)行管理系統(tǒng)層主要面向的是MES系統(tǒng)，接收MES下達(dá)的各項(xiàng)生產(chǎn)信息，并反饋生產(chǎn)信息和換柜信息，以及將信息傳遞至監(jiān)控系統(tǒng)，最后將MES下達(dá)的工單傳遞至底層PLC系統(tǒng)，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)接收到的工單，開始組織生產(chǎn)。另外，執(zhí)行管理系統(tǒng)通過監(jiān)控系統(tǒng)反饋的信息，可針對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、生產(chǎn)作業(yè)情況，以及儲(chǔ)柜中的信息等，進(jìn)行生產(chǎn)上的調(diào)整，確保工單符合生產(chǎn)要求，順利進(jìn)入實(shí)際的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。在計(jì)劃生產(chǎn)的情況下，執(zhí)行系統(tǒng)具備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能，對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤管理，獲取生產(chǎn)各項(xiàng)參數(shù)，監(jiān)測(cè)生產(chǎn)質(zhì)量，以及進(jìn)行物料用量的統(tǒng)計(jì)，以確保投入和產(chǎn)出成正比。

2.3原料庫(kù)系統(tǒng)集成管理

原料庫(kù)系統(tǒng)集成主要分為兩個(gè)方面的集成，第一，與MES系統(tǒng)的集成，通過以太網(wǎng)進(jìn)行信息的交互，MES系統(tǒng)向制絲線控制段下達(dá)生產(chǎn)任務(wù)，制絲線控制段則向原料高架庫(kù)傳遞要料信號(hào)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、批次信息等，最后到達(dá)原料高架庫(kù)管理系統(tǒng)，然后其向MES系統(tǒng)反饋出庫(kù)批次信息、煙包數(shù)量、批次和牌號(hào)等信息，以促進(jìn)生產(chǎn)原料順利進(jìn)入制絲生產(chǎn)線;第二，與執(zhí)行系統(tǒng)的集成，原料高架庫(kù)做好生產(chǎn)準(zhǔn)備后，生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)將啟動(dòng)工單，組織投料，并進(jìn)行煙包的質(zhì)量檢驗(yàn)，將不符合生產(chǎn)要求的信息反饋給原料系統(tǒng)，然后開始生產(chǎn)，生產(chǎn)結(jié)束后，原料系統(tǒng)會(huì)反饋工單結(jié)束信息，包括了制絲批次、投料信息、工單號(hào)、結(jié)束時(shí)間等。

結(jié)語：煙草制絲生產(chǎn)線的電控集成管理，是提高生產(chǎn)線運(yùn)行質(zhì)量的有效手段，通過對(duì)生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)的集成，對(duì)煙草生產(chǎn)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)、全過程的監(jiān)管，以保證各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的有序銜接。管理者運(yùn)用MES系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)掌握底層的生產(chǎn)狀況，并進(jìn)行生產(chǎn)決策的制定，通過監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)測(cè)，及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)中的不足，從而提升煙草的生產(chǎn)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]張東岳.PLC控制在煙草制絲工藝中的應(yīng)用及問題分析[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2018，15（25）：48-52.

[2]袁震.iFIX監(jiān)控軟件在煙草制絲線的集成應(yīng)用[J].環(huán)球市場(chǎng)，2019，（2）：386.

（紅塔煙草（集團(tuán)）有限責(zé)任公司大理卷煙廠，云南 大理 671000）