PLC在烘絲機自動控制系統(tǒng)中的應用

沈 聰

(廣東中煙工業(yè)有限責任公司 湛江卷煙廠，廣東 湛江 524000)

0 引 言

作為傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)國，我國農(nóng)業(yè)相關產(chǎn)業(yè)在國民經(jīng)濟中占據(jù)著十分重要的地位。在農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中，除了傳統(tǒng)農(nóng)作物的生產(chǎn)和加工外，經(jīng)濟作物的種植和加工也占據(jù)著十分重要的地位。當前，在我國經(jīng)濟作物中，煙草的種植比較普遍，發(fā)展也十分迅速。在煙草加工過程中，烘絲機的作用十分關鍵，能夠對煙草進行烘干，降低煙草的含水率，提高最終成品的質量，對煙草企業(yè)發(fā)展有著積極的影響。隨著計算機技術的不斷發(fā)展，煙草企業(yè)中的烘絲機自動控制水平也得到了顯著提高，尤其是PLC的應用，更是提高了烘絲機自動控制系統(tǒng)的運行效率。所以，在煙草生產(chǎn)過程中，需要對PLC在烘絲機自動控制系統(tǒng)中的應用進行探討。

1 烘絲機自動控制系統(tǒng)的功能

烘絲機在應用過程中，物料會從前室進料口進入烘筒。在烘筒轉動過程中，物料會在其中滾動前進，直到進入后室的出料口落下。此過程中，蒸汽會經(jīng)過管路系統(tǒng)進入烘筒，對煙絲進行間接加熱，加快物料的干燥。此外，自動控制系統(tǒng)會進行物料的輸送和檢測。將物料輸送到進料口后，系統(tǒng)會自動運轉，并根據(jù)入口的斷料時間，選擇相應的工作狀態(tài)，確保對煙絲進行均勻烘干，從而提高煙絲烘干工作的效率[1]。

在烘絲機的運行過程中，自動控制系統(tǒng)還具有以下功能。

1.1 檢測功能

烘絲機的自動控制系統(tǒng)，在運行過程中最直接的作用是對入口進行物料流量檢測，對入口的煙絲流量和出口的煙絲水分、溫度、蒸汽壓力以及閥門開度值等參數(shù)進行實時檢測，從而在后續(xù)得到合適的控制。

1.2 顯示功能

烘絲機的自動控制系統(tǒng)在運行過程中，能夠對檢測到的各項參數(shù)和設備運行情況進行實時顯示，包括整個工況的流程圖、設備運行參數(shù)設定、參數(shù)記錄圖、參數(shù)歷史趨勢和故障診斷信息尋跡圖等。

1.3 控制功能

在烘絲機自動控制系統(tǒng)運行過程中，會對烘絲機的整體運行進行有效控制。整個控制過程具有明顯的多輸出、多輸入和滯后性特點，需要在運行過程中，對設備的硬件配置和軟件編制進行針對性控制。此外，對于現(xiàn)場生產(chǎn)工藝條件也有著明確要求。在烘絲機運行過程中，它對飽和蒸汽壓力、入口蒸汽壓力、壓縮空氣的干燥清潔度以及煙絲流量時間的穩(wěn)定性，都有著比較明確的要求。通過對其進行控制和監(jiān)測，能夠有效調整烘絲機具體運行參數(shù)，進而控制滾筒的轉速，控制煙絲的烘干工作，保證最終的煙絲含水率能夠被控制在合理范圍內。

1.4 診斷功能

診斷功能是烘絲機自動控制系統(tǒng)運行過程中的重要功能，能夠及時監(jiān)測運行情況，及時發(fā)現(xiàn)多次進行過程中出現(xiàn)的故障，并采取處理措施，防止故障的影響擴大。

2 烘絲機自動控制系統(tǒng)PLC硬件配置

2.1 系統(tǒng)硬件配置

在烘絲機自動控制系統(tǒng)運行過程中，PLC的硬件配置需要考慮到控制對象和系統(tǒng)的技術設計要求。當前，在烘絲機自動控制系統(tǒng)中，常用PLC主要是西門子s7-200系列。以該系列的PLC為例進行探討，由于其功能更加齊全、運行更加可靠、配置更加靈活，所以在很多工控產(chǎn)品中都有著廣泛應用，能夠極大地簡化生產(chǎn)流程，提高生產(chǎn)效率和機械設備運行的可靠性。

PLC硬件配置需要考慮烘絲機的運行、結構以及具體的系統(tǒng)操作要求。首先，結構上要使用封閉式整機。運行過程中，借助濾塵網(wǎng)的風扇進行通風，能夠提高防護等級。由于內部結構的完整性，它能夠有效提高信息輸入、輸出和控制的效率。其次，在PLC系統(tǒng)的硬件設置中，人機交互界面的設計工作得到了重視。人機交互的操作和顯示界面十分簡潔，全程能夠實現(xiàn)人機對話式的觸摸操作，方便操作人員進行參數(shù)的實時查詢和配置。另外，該PLC控制系統(tǒng)在控制過程中能夠利用異步交流電機，有效控制和調節(jié)烘絲滾筒的轉速[2]。

2.2 控制通道主回路

控制通道主回路的設計是十分基礎的設計內容，能夠控制工作調節(jié)蒸汽壓力。一般來說，烘絲機在正常運行過程中進入烘筒內的熱風溫度和滾筒轉速基本保持恒定，而蒸汽壓力和入口煙絲流量水分的改變會影響烘絲機出口煙絲的水分。所以，PLC的應用主要是對蒸汽壓力進行調節(jié)，通過監(jiān)測煙絲水分，選擇合適的生產(chǎn)控制方法來調節(jié)蒸汽壓力，從而保證最終生產(chǎn)的煙絲水分含量能夠控制在合理范圍內[3]。

2.3 人機交互畫面設計

在PLC的應用過程中，人機交互畫面的設計工作對其應用的便捷性有很大影響。人機交互畫面的設計效果，直接影響PLC系統(tǒng)的正常使用。當前的PLC系統(tǒng)，其交互和顯示都是基于Windows95環(huán)境，利用ProTool組態(tài)軟件以填入式對話建立目標。然后，再將應用過程中需要使用的功能模塊編輯到界面中，對其建立邏輯連接后再設置參數(shù)，使系統(tǒng)在運行過程中能夠對設備的運行狀態(tài)和參數(shù)進行顯示和監(jiān)測，最終用人機互動的方式，幫助相關工作人員及時了解信息，從而保證烘絲機運行的質量和效率。

3 烘絲機的主要控制變量

烘絲工藝中，影響煙絲水分的主要物理參量有蒸汽壓力、熱風溫度、烘筒轉速和排潮風門開度。

3.1 蒸汽壓力對水分的影響

一定壓力和溫度的水蒸汽在通過弧型和輻射交換時將熱量傳導到煙絲，使煙絲充分受熱，水分蒸發(fā)而干燥。在烘筒轉速和熱風溫度不變的情況下，隨著蒸汽壓力的增高，烘絲機出口水分隨之降低；反之，增高。

3.2 排潮風門對水分的影響

排潮風門大小決定了熱風的流速。風門越大，流速也就越大，越能促使煙絲水分的蒸發(fā)。當排潮風門完全關閉時，煙絲則不能在筒內得到干燥。

4 結 論

近年來，隨著科技的不斷發(fā)展，我國煙草企業(yè)獲得了新的發(fā)展機遇。計算機技術和信息技術在煙草生產(chǎn)中的應用已經(jīng)越來越普遍，極大地提高了煙草生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)加工效率和質量，促進了煙草企業(yè)的進一步發(fā)展。在煙草企業(yè)的生產(chǎn)過程中，烘絲機的作用十分關鍵。烘絲機的應用質量和效率，直接影響著煙草企業(yè)產(chǎn)品的質量。近幾年，信息技術的應用使得烘絲機的自動化控制水平有了顯著提高。PLC作為當前自動控制系統(tǒng)中比較重要的設備，將其應用于烘絲機的自動控制系統(tǒng)中，能夠極大提高烘絲機運行的自動化水平。所以，在烘絲機的自動控制系統(tǒng)中可以增加PLC的應用，通過PLC提高烘絲機的運行效率和質量。