PLC控制在煙草制絲工藝中的應(yīng)用及問題思考

劉泉銳 徐一夫

【摘? 要】PLC控制系統(tǒng)主要是以電控集成系統(tǒng)為基礎(chǔ)，通過生產(chǎn)工藝的需求，劃分相應(yīng)的工藝技術(shù)模塊，分配現(xiàn)場控制箱，完成在制絲線生產(chǎn)過程中各傳感器的數(shù)據(jù)采集、以及自動化控制和報警?，F(xiàn)在傳統(tǒng)的煙草制絲主要是以品牌配方模式組織生產(chǎn)，將分組加工新工藝運用于制絲線中，因此傳統(tǒng)的絲線在分組加工工藝的過程中逐漸被淘汰掉。本文為了提高控制、設(shè)備運行效率運用了分組加工工藝，最主要的是通過對其 PLC控制系統(tǒng)的優(yōu)化。

【關(guān)鍵詞】PLC控制;煙草制絲工藝;應(yīng)用;問題

引言

傳統(tǒng)的煙草制絲線是把煙葉和煙梗通過回潮、加料、切絲、烘絲，然后再把煙絲按照工藝要求進行摻配、加香，這樣的工藝流程，得到的卷煙品牌配方成品煙絲?！爸惺骄頍煛钡呐d起，備受關(guān)注，隨著分組加工工藝的到來，有效地實現(xiàn)了“中式卷煙”，這樣更有效地提高吸煙安全性、卷煙產(chǎn)品的品質(zhì)、降焦減害。分組加工工藝主要是將多條制絲線上的品牌配方分成若干橫向或者縱向子模塊，通過對子模塊的不同工藝進行加工。

1.工藝流程

原有制絲線的工藝布局隨著分組加工新工藝到來，得到了相應(yīng)的調(diào)整，調(diào)整后的制絲線工藝的生產(chǎn)路線如下：

（1）傳統(tǒng)工藝線路：①8000kg/h制絲線分兩種：A、8000 kg/h制絲線分→HDT烘絲機→摻配加香→成品煙絲;B、8000kg/h制絲線→KLK烘絲機→摻配加香→成品煙絲。②3000kg/h制絲線也分兩種：A、3000kg/h制絲線→HDT烘絲機→摻配加香→成品煙絲;B、3000kg/h制絲線→KLK烘絲機→摻配加香→成品煙絲 。

（2）分組加工工藝線路：①8000kg/h制絲線子模塊分兩種：A、8000kg/h制絲線子模塊→HDT烘絲機→葉絲暫存柜;B、8000kg/h制絲線子模塊→KLK烘絲機→葉絲暫存柜;②3000kg/h制絲線子模塊分兩種：A、3000kg/h制絲線子模塊→HDT烘絲機→ 葉絲暫存柜;B、3000kg/h制絲線子模塊→KLK烘絲機→葉絲暫存柜;③葉絲暫存柜（模塊組裝成品牌配方）→摻配加香→成品煙絲。

2.控制系統(tǒng)的組成及其配置

通過6組PLC對6個工藝段進行了控制;8000kg/h葉片處理段Z1、線材處理段Z2、高爐烘絲和摻配處理段Z3、3000 kg/h葉片處理段Z7、KLK烘絲處理段Z10、線材暫存柜處理段Z11。在原有控制系統(tǒng)中，Z2， Z3， Z7根據(jù)組合加工工藝要求對 PLC控制和任務(wù)處理程序進行了修改;Z10， Z11為增加的控制段。對改造后的控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進行了量化管理，集中監(jiān)控層，過程控制層，設(shè)備控制層。

2.1設(shè)備控制層----動力供配電

電力供配電采用三相五線制交流電（TN-S）。線材車間控制系統(tǒng)電源分配采用三級供電方式，即車間電柜至各工藝生產(chǎn)環(huán)節(jié)的分電柜;各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的分電柜至現(xiàn)場控制箱供電;現(xiàn)場控制箱向設(shè)備電機、測控元件供電。各一級電源輸送采用保護開關(guān)對下一級設(shè)備進行保護。

2.2設(shè)備控制層控制功能---回路調(diào)節(jié)操作模式

該系統(tǒng)對PID回路的運行方式有手動和自動兩種：手動控制方式下，各回路控制器調(diào)節(jié)參數(shù)和回路輸出由過程段集中監(jiān)控器直接輸入數(shù)據(jù)進行調(diào)節(jié);自動控制方式下，各回路控制器輸出由PID軟件進行自動調(diào)節(jié)。

3.控制系統(tǒng)常見的問題及分析

3.1設(shè)備運行中電流的監(jiān)測

問題：如何提前發(fā)現(xiàn)電機在日常生產(chǎn)和維修中存在的故障隱患。

分析：通過網(wǎng)絡(luò)控制，西門子高性能饋電器、丹佛斯變頻器、軟啟動器等均可接入網(wǎng)絡(luò)，使PLC能夠采集到各電機實際運行電流。通過收集到的實際電流，可以判斷電機運行是否正常，是否存在故障隱患。而且可以很直觀看到各個設(shè)備的能耗，方便工廠做電機的保養(yǎng)等工作。

3.2預(yù)警

（1）問題：制絲生產(chǎn)線在生產(chǎn)過程中經(jīng)常出現(xiàn)故障停機，造成工藝指標不合格，產(chǎn)品質(zhì)量下降等事故，影響極其惡劣。

（2）分析：針對制絲工藝中經(jīng)常出現(xiàn)的影響產(chǎn)品質(zhì)量的故障原因，不斷地進行歸納總結(jié)，在電控程序的設(shè)計開發(fā)過程中，盡量做到事故發(fā)生前的預(yù)警和報警，把故障消滅在萌芽狀態(tài)，減少事故停機率，同時保證產(chǎn)品質(zhì)量，間接地節(jié)約了大量的人力、物力成本。

4.分組加工工藝的特點和功能

在采用組合加工工藝時，傳統(tǒng)的一組一組的產(chǎn)品配方被劃分為若干子模塊。這幾個子模塊分別由KLK板式烘絲機和 HDT氣流式烘絲機加工，然后送入葉絲暫存柜中存放，待全部配方子模塊加工完畢后，才允許出料至摻配，加香，制成成品煙絲。

4.1集成監(jiān)控功能

監(jiān)控機通過圖形界面實現(xiàn)對生產(chǎn)線實時監(jiān)控。該系統(tǒng)的控制功能包括生產(chǎn)線控制方式的選擇，工藝及設(shè)備參數(shù)的設(shè)置，生產(chǎn)線的起停等。監(jiān)控功能采用圖形界面，完全按照生產(chǎn)線工藝流程，實現(xiàn)了單機、分塊或整塊生產(chǎn)線設(shè)備運行狀態(tài)的實時顯示，以及工藝參數(shù)和設(shè)備參數(shù)的實時顯示。

監(jiān)控機上還有安全權(quán)限管理設(shè)置功能，操作員或系統(tǒng)管理員進入監(jiān)控系統(tǒng)必須先登錄，通過不同用戶身份的安全級別進行權(quán)限控制，以確保系統(tǒng)安全、正常運行。

4.2設(shè)備控制功能

該控制系統(tǒng)有手動和自動兩種工作方式，維修設(shè)備采用單手動方式，正常生產(chǎn)時采用自動方式。采用手動方式，操作者通過現(xiàn)場通過局部開關(guān)盒上的按鈕來完成電機的啟動和停止，通過現(xiàn)場操作終端畫面上的按鈕來實現(xiàn)單個電磁閥通斷。采用自動化方式，操作者可通過工藝監(jiān)測計算機操作畫面上的起停功能鍵，實現(xiàn)生產(chǎn)線的自動控制，最終達到工藝參數(shù)要求。

4.3故障報警功能

當(dāng)系統(tǒng)控制的設(shè)備發(fā)生故障時，可自動診斷并產(chǎn)生相應(yīng)聲報警，并在集中監(jiān)控或現(xiàn)場終端上定位故障，顯示故障信息。解決問題確認之后，聯(lián)機任務(wù)可以繼續(xù)自動完成。

5.結(jié)語

當(dāng)前，無論煙草、化工、電力、冶金、石油等行業(yè)，自動化控制都是不可缺少的。常規(guī)制絲線采用品牌配方進行生絲，僅采用單線生產(chǎn)， HDT、 KLK烘絲機僅采用二選一的方式進行生產(chǎn)，設(shè)備使用效率低，無法滿足分組加工工藝的要求;通過對原制絲線設(shè)備及控制程序的改造，可兩條制絲線同時生絲，并能處理不同品牌配方或子模塊，提高設(shè)備利用效率和控制精度，并能滿足分組加工。

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