煙草制絲線輔聯(lián)設備控制技術探討

蘇 囅，馮 超

(紅塔煙草(集團)有限責任公司玉溪卷煙廠，云南 玉溪653100)

在煙廠制絲車間當中，設備數(shù)量較多，而要保證生產(chǎn)能夠順利展開，則要將輔聯(lián)設備控制系統(tǒng)的作用充分發(fā)揮出來。從貯柜控制來看，通過其能夠保證相關設備得到有效控制，而且批次號、任務號之類能夠保存在控制器當中，將這些工藝信息予以充分應用后則可使得混料之類的事故切實避免。若想使得貯柜控制能夠更為合理，必須要對控制描述、接口方案、邏輯解釋予以重點關注。此外，金屬探測儀控制、電子秤探測也是不可忽視的，要將方案論述切實做到位，方可保證實際需求真正得到滿足。

1 當前煙草制絲線輔聯(lián)設備應用中控制問題

1.1 貯柜的控制和工藝信息處理問題

對煙草制絲輔聯(lián)設備進行分析可知，入口設備的構(gòu)成部分包括貯柜、輸送機、金屬探測儀、電子秤、皮帶機等，而出口設備則包括皮帶機、震動輸送機、風選設備、點動車、貯柜。前端、后端輔聯(lián)設備都必須和中控直接相連。從貯柜控制系統(tǒng)來說，其功能是較強的，除了能夠?qū)υO備信息予以貯存外，同時還可將各類工藝信息保存在其中，這里所說的工藝信息指向的是批次號、批次名稱、批次重量、任務號、品牌號、加工模式等，這些均屬于非控制信息，由于數(shù)量較多，而且必須要呈現(xiàn)出一致性，這就使得控制系統(tǒng)設計的難度較大。另外，若想使得后續(xù)摻配之類的工藝是正確的，必須要對工藝信息應用、工藝信息傳遞予以重視，確保能夠保持一致，而且要避免出現(xiàn)較大差錯。為了使得編程、控制等方面的實際需要得到滿足，應將貯柜視為整體，切不可只是將其看作是電動機控制，采用的工作方式則要將柔性作為基礎，保證進料、出料以及測試更加有序，如此方可使得工藝信息是完整、一致的。對程序進行編制的過程中，可通過狀態(tài)圖來描述貯柜控制動作，不可將其看作是電機組合。要針對存貯結(jié)構(gòu)進行開發(fā)，而且有向圖解釋程序也是不可缺少的，可以解決存在的一些問題，除了能夠在本場景中加以運用外，只要是順序控制流程圖描述都能夠加以應用，使模式編程的難度大幅降低。

1.2 工藝參數(shù)傳遞的問題

入口、出口的貯柜工藝信息在進行傳遞的過程中應該要確保數(shù)據(jù)保持一致，為了使這個目標能夠真正達成，要將組件對象模型予以充分利用，完成接口模型的制作，并確保符合規(guī)范要求，如此，通信方就不需要接觸直接地址，出現(xiàn)錯誤的幾率自然就會大幅降低。對通信設備進行升級時，必須要對結(jié)構(gòu)予以重新規(guī)劃，只要外圍設備是合適的，就能夠?qū)涌谟枰灾С郑绱艘粊?，通信雙方就可以真正實現(xiàn)兼容，即使中控設備或是另外一些獨立設備接口改變之后，也不需要對程序進行修改，執(zhí)行過程中出現(xiàn)錯誤的概率也會切實降低。從工程實施的現(xiàn)狀來看，接口更改的情況是較為常見的，這時廠家必須要參與其中，投入的人員、時間、成本均較大，而且接口升級完成之后，有些廠家并未及時響應，使用的依舊是原來的接口，即使對新接口予以使用的話，程序改造也是不可避免的，如此，設備接口就會顯得較為混亂，帶來的結(jié)果則是通信程序邏輯更加復雜，管理難度明顯加大。對規(guī)范接口模型予以充分利用的話，可以使得這些問題真正得到消除，工藝參數(shù)也可以實現(xiàn)穩(wěn)定傳遞[1]。

1.3 金屬探測儀控制問題

從入口輔聯(lián)設備來看，必須要保證金屬探測儀的作用充分發(fā)揮出來，而要實現(xiàn)這個目標，金屬探測儀必須要保證參數(shù)設定是最為合適的，并要保證信號處理更加及時。接收到探測信號之后，要對延時予以關注，確定是否存在其他信號。在過去很長一段時間內(nèi)，建設項目通常采用的是此種方法，也就是選擇延時方式來使得信號應用問題有效解決。這里需要指出的是，項目建設要求非常高的話，延時方法并不適宜，這會使得煙絲中的金屬含量檢測達不到預期。導致此種問題出現(xiàn)的原因并非是金屬探測儀存在設置問題，大多是控制算法不合適，若想保證問題能夠切實解決，可對隊列FIFO編程方法加以運用。

1.4 電子秤控制問題

電子秤控制是不可忽視的，如果將電子秤視為計量器具的話，獲得計量數(shù)據(jù)并不困難，然而在電子秤前端并不存在計量管，而且其后端皮帶料無法進行修改，因而只能對進料效率予以提升，并保證前端不會出現(xiàn)堵料狀況，一旦堆料過高的話，倒料必然會出現(xiàn)延時，進而使得定量無法得到確定，這時通過電子秤來實現(xiàn)控制目的。電子秤、入口、出口間的距離相對較大，如果只是通過延時程序予以解決的話，效果達不到預期，如果出現(xiàn)堵塞情況，接下來的控制邏輯就會直接失效。在電子秤接口文件當中，設備瞬時流量數(shù)據(jù)的作用顯著，可對其加以充分利用[2]。

2 強化煙草制絲線輔聯(lián)設備控制質(zhì)量的技術措施

2.1 貯柜的控制

在對貯柜控制系統(tǒng)進行設計時，需要重點關注的是對設定任務驅(qū)動下的動作展開描述。從煙廠的現(xiàn)狀來看，產(chǎn)品配方是相對較多的，如果要對配方予以更換的話，必須要通過有效措施確保混料之類的事故能夠切實消除，所以必須要下定任務方可運行，在此之前切不可以以手動方式對設備進行操作，如此方可使得質(zhì)量事故切實避免，但采用此種運行控制方式會使得設備控制不夠靈活，而且編程也會變得更為困難。從貯柜運行角度來說，部分PLC只能對梯形圖、SCL語言予以支持。為了使順序控制能夠真正實現(xiàn)，可采用梯形圖“起保停”這個方法，然而從編程方法來看，其中存在的缺陷較多，而且修改、維護的難度較大。因此，要對有向圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)予以充分利用，將SCL語言的作用切實展現(xiàn)出來，對解釋程序進行開發(fā)，如此使得控制邏輯能夠真正得以實現(xiàn)。

2.2 加強金屬探測儀的控制信號使用

在進行煙草制備的過程中，物料檢測是不可忽視的，通過金屬探測儀則可使得檢測效果更為理想。如果物料當中存在大量金屬元素的話，能夠在第一時間將警報發(fā)出，這樣就可進行適當調(diào)整，進而使生產(chǎn)質(zhì)量有大幅度的提高。若想使金屬探測儀能夠發(fā)揮出作用，其必須要保證探測精度，而且要對數(shù)據(jù)傳輸效率予以提升。比方說，依據(jù)布料的實際長度來對煙絲進行適當劃分，獲得的小塊料應該要確保截面料量最為合適，如此方可使得物料總量能夠得到精準控制。眾所周知，金屬探測儀采用的是延時控制，必須要針對其展開適當優(yōu)化，使得信號傳輸能力有明顯提高，簡單來說就是要將貯柜編程切實做到位，如此方可使得控制質(zhì)量真正的有大幅提高。

2.3 完善電子秤數(shù)據(jù)的使用流程

電子秤使用必須要予以重視，確保流程能夠更加完善，主要保證數(shù)據(jù)采集、分析功能有大幅增強，批次、數(shù)量、時間之類的信息可以保證準確，而且輔聯(lián)設備處于運行狀態(tài)時，發(fā)生堵料的幾率大幅降低，物料質(zhì)量也能夠得到保證，進料量也能夠得到有效控制。貯柜控制程序必須要予以合理設置，從生產(chǎn)批次出發(fā)，確保設定的進料參數(shù)最為科學。此外，實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)也要做好全面分析，重點要針對輔聯(lián)設備的相關數(shù)據(jù)信息展開綜合分析，如此方可使得軟件控制、硬件執(zhí)行能夠真正實現(xiàn)協(xié)調(diào)，設備運行更加的穩(wěn)定[3]。

2.4 強化水分儀的數(shù)據(jù)整理與分析

在輔聯(lián)設備處于運行狀態(tài)時，通過水分儀可以對頻率光吸收數(shù)值展開全面分析，如此就能夠?qū)ξ锪现兴殖霈F(xiàn)的變化有切實了解，進而保證輔聯(lián)設備具有的生產(chǎn)能力有大幅提高。若想使得水分儀檢測的精度大幅提高，可對線性回歸加以利用，進而針對設備測定值、水分測定結(jié)果展開匯總，如此一來，測量的精準性就會得到保證，煙草質(zhì)量也會有所提高。

3 貯柜的接口設計

從單邊通信對象角度來看，提供數(shù)據(jù)方并不了解對方是否獲取或發(fā)布命令，也就是通信過程中將相關區(qū)域作為依據(jù)，此種方法能夠使通信過程變得更為簡單，也就是會將通信對象內(nèi)部的部分結(jié)構(gòu)暴露出來，這樣可對數(shù)據(jù)所在數(shù)據(jù)區(qū)有清晰認知。從設備操作的現(xiàn)狀來看，安全隱患也是客觀存在的，若想解決這一問題，應該要對全新接口方式予以定義，通信命令并不需要改變，在特定數(shù)據(jù)區(qū)當中就能夠?qū)νㄐ琶钸M行響應，如此使得設備中的一些信息被隱藏起來，而且程序命令帶來的錯誤也能夠得到有效控制。

4 制絲線輔聯(lián)設備節(jié)能控制

4.1 完善單元內(nèi)設備控制模式

從單元內(nèi)設備的啟動來看，共包括兩種順序，其一是帶料啟動，其二是不帶料啟動。具體來說，選擇不帶料啟動的話，必須要將物料位置信息予以明確，或者是將設備時間進行確定，也就是將上臺設備時間作為依據(jù)，確保間隔是最為合適的。選擇帶料啟動的話，必須要保證堵料的情況不會出現(xiàn)，此時必須要改為倒序啟動，一般來說，啟動間隔設置為1s最為合理。在展開控制時，如果存在預熱設備的話，必須保證單機預熱設置到位，這樣可以依據(jù)實際需要來對相關設備進行單獨預熱。每個單元開始啟動的過程中，相關設備能夠做到自動預熱。在控制單元中，物料緩存設備是不可忽視的，貯柜出料的狀態(tài)、出料運行的時間應該予以關注，依據(jù)物料運行的具體方向進行啟動，通過緩存設備來實現(xiàn)對物料預填充。有些設備是要進行預熱的，但是預熱過程并未完成的話，此時物料預填充已經(jīng)達成，此時需要先保證設備預熱能夠切實完成。在單元內(nèi)的設備已經(jīng)預熱后，通過緩存設備就可使得物料直接輸送到下游設備中，此時則要將物料通過的具體時間來對下游設備予以延時順序啟動。位于緩存設備之前的輔聯(lián)設備則要將物料狀態(tài)作為出發(fā)點，采用倒序啟動方式，如此就可使物料進入到正常的貯柜當中。

4.2 建立最小的設備聯(lián)動控制單元

通過MES系統(tǒng)可以對制絲生產(chǎn)予以劃分，將工藝段予以確定，從生產(chǎn)計劃以及工藝加工所要遵循的標準來看，最小單元即為工藝段，對MES系統(tǒng)加以利用就可順利實現(xiàn)下達，進而保證制絲工藝段控制系統(tǒng)能夠有效執(zhí)行。若想與MES系統(tǒng)相一致，數(shù)據(jù)接收分解不會出現(xiàn)錯誤的話，在制絲車間中的生產(chǎn)線控制系統(tǒng)、MES系統(tǒng)必須要真正相一致，在獲得工藝加工標準之后，能夠確保設備獲得最小單元。從制絲車間中的生產(chǎn)線物料線路來看，其顯得較長，而且每個工藝段中均存在較多的輔聯(lián)設備，此外在一些工藝段中，緩存設備的數(shù)量較多，喂料機以及暫存柜等均是不可缺少的。在展開設備控制的過程中，由于工藝段顯得較長，物料從入口抵達出口也需要一定時間。若想保證最小單位控制能夠切實達成，就要保證底層控制系統(tǒng)得到革新，確保工藝段更為細化，將緩存設備予以保留，而工藝段則要進行拆分處理，將最小控制模塊單元明確。

4.3 根據(jù)物料狀態(tài)確定單元設備啟停

從切絲設備來看，切葉絲機以及切梗絲機之類的設備啟動應該采用分段啟動方式，也就是要保證啟動單位必須要呈現(xiàn)出獨立特征。從喂料機以及緩存柜設備來看，應該要對料倉的實際情況予以重點關注，將高位、中位以及低位的信號作為依據(jù)，對料滿信號、料空信號加以充分利用，使得下游設備的啟動、停止得到有效控制，同時從實際情況出發(fā)，對操作終端機、中控室展開適當調(diào)整，生產(chǎn)工作得以有序展開，而且電能消耗可以控制在較小的范圍內(nèi)，設備磨損也能夠切實減輕。

5 結(jié)論

(1)在分析了煙廠制絲生產(chǎn)線的烘絲設備輔聯(lián)系統(tǒng)控制需求的前提下，提出了輔聯(lián)設備中的貯柜、電子秤、金屬探測儀的控制以及與集控系統(tǒng)通信中主要存在的問題和需要解決的問題，對烘絲設備的輔聯(lián)系統(tǒng)以及其他系統(tǒng)的控制具有一定的指導意義。(2)提出了貯柜系統(tǒng)的統(tǒng)一接口的編程方式，提高了程序的標準性和健壯性，特別是對于不同的廠家、不同的控制程序版本的適應性增強，控制程序中的通信部分程序更加明晰簡單，便于后續(xù)的維護和平穩(wěn)升級。(3)烘絲設備對金屬探測儀以及電子秤的控制要求更高，不同于其他工況下兩種設備的使用控制方法，需要絕對保證在理論和邏輯上不能有金屬進入烘絲設備，因此采用的FIFO隊列編程模式，拋棄了傳統(tǒng)的簡單延時程序設計方法，可以在理論上保證無金屬進入烘絲設備。

6 結(jié)束語

綜上所述，隨著現(xiàn)代化科學技術的飛速發(fā)展，將其與傳統(tǒng)工業(yè)相結(jié)合已經(jīng)勢在必行，不僅能夠進一步提升產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量，而且可以有效控制成本，幫助企業(yè)擴大利潤效益。本文對煙草制絲線輔聯(lián)設備的操控問題進行研究，并且制定相應的控制措施，具體為提升貯柜的控制效率、加強金屬探測儀的控制信號使用、完善電子秤數(shù)據(jù)的使用流程，為煙草制絲線輔聯(lián)設備的穩(wěn)定運行提供保障。