PLC控制在煙草制絲工藝中的運(yùn)用和問題分析

班玉洋

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(yùn)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(yùn)行效率運(yùn)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

傳統(tǒng)煙草制絲工藝的流程先對復(fù)烤過的煙梗和煙葉分別進(jìn)行回潮、加料和烘絲，接著再根據(jù)工藝要求對煙絲進(jìn)行摻配和加香操作制作成品牌配方成品煙絲。傳統(tǒng)工藝制作出來的煙絲焦比較高，危害性比較大，近年來新工藝生產(chǎn)的“中式卷煙”受到社會的喜愛，因為它較傳統(tǒng)煙絲具有較大安全性。新工藝中應(yīng)用了PLC控制實現(xiàn)分組加工工藝，可見PLC控制在煙草制作絲工藝中扮演者十分重要的角色。

1、PLC控制系統(tǒng)主要功能

1.1批次任務(wù)管理功能

MES系統(tǒng)將生產(chǎn)批次任務(wù)發(fā)送到管理計算機(jī)中，接著管理計算機(jī)再將任務(wù)下發(fā)到各個控制段的監(jiān)控機(jī)中。目前監(jiān)控計算機(jī)主要有三種控制選擇模式，分別是本地控制、遠(yuǎn)程控制、MES控制。通常情況下，監(jiān)控計算機(jī)是以MES控制模式運(yùn)行。如果MES系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，便進(jìn)入遠(yuǎn)程控制模式，在這種模式下，執(zhí)行監(jiān)控機(jī)上手動錄入的批次任務(wù)。如果需要在現(xiàn)場對設(shè)備進(jìn)行調(diào)試或者檢修時，則可以選擇本地控制模式來實現(xiàn)現(xiàn)場控制。

1.2集中監(jiān)控功能

監(jiān)控計算機(jī)可以利用圖形化界面實現(xiàn)實時監(jiān)控，控制功能包括選擇生產(chǎn)線的控制模式、設(shè)定工藝和設(shè)備參數(shù)，以及啟動、停止生產(chǎn)線操作等。監(jiān)控計算機(jī)能夠以圖形的方式來現(xiàn)實生產(chǎn)線設(shè)備單機(jī)、分段、全局工藝流程運(yùn)行的狀態(tài)，按照生產(chǎn)線工藝流程布置的要求還可以查看實時的設(shè)備參數(shù)和工藝參數(shù)。為了能夠保證系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行以及安全，監(jiān)控機(jī)還設(shè)有安全權(quán)限管理設(shè)置功能，經(jīng)過設(shè)置之后，只允許系統(tǒng)管理人員和操作人員登錄進(jìn)入監(jiān)控系統(tǒng)，安全權(quán)限管理設(shè)置功能還可以對不同用戶設(shè)置不同安全級別的權(quán)限。

1.3生產(chǎn)報表、統(tǒng)計功能

通過使用PLC控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)在完成每一批任務(wù)后，自動生成生產(chǎn)報表，其中報表中包含的內(nèi)容有配方參數(shù)、開始和結(jié)束實間、任務(wù)批次號、工藝指標(biāo)的平均值以及最大最小值等內(nèi)容。生產(chǎn)的生產(chǎn)報表可以為質(zhì)檢部門提供有效信息，從而有利于質(zhì)檢部門科學(xué)準(zhǔn)確的對產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行評價。

1.4設(shè)備控制功能

控制系統(tǒng)有兩種工作方式，分別是自動和手動。在維修設(shè)備的過程中，主要使用的是單機(jī)手動方式，而在正常生產(chǎn)的過程中，使用的是自動方式。手動模式下，操作人員操作電機(jī)的啟動和停止是通過子站電控箱或隔離開關(guān)盒上的按鈕完成的，對現(xiàn)場操作終端的按鈕操作，還可以實現(xiàn)一個電磁閥的通斷。而在自動模式下，操作人員是在監(jiān)控計算機(jī)操作畫面上的按鍵來對生產(chǎn)線進(jìn)行控制，以此滿足工藝參數(shù)的要求。

2、控制系統(tǒng)常見的問題及分析

2.1設(shè)備運(yùn)行中電流的監(jiān)測

問題：如何提前發(fā)現(xiàn)電機(jī)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(jī)實際運(yùn)行電流。通過收集到的實際電流，可以判斷電機(jī)運(yùn)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(jī)的保養(yǎng)等工作。

2.2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(jī)，造成工藝指標(biāo)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(jìn)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(jī)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。

3、PLC在煙草制絲工藝中的應(yīng)用

制絲生產(chǎn)工藝流程可分為制葉片、制葉絲、制梗絲、摻配混合四大工段。其中包括：煙葉回潮、配比、潤葉、貯葉;切絲、烘絲;潤梗、壓梗、切梗、烘梗絲;再將葉絲、梗絲、薄片均勻的混合摻配，經(jīng)冷卻后噴灑香精香料。

3.1 PLC在煙草制葉片工藝中的應(yīng)用

真空回潮是卷煙制絲工藝的第一道工序＼，是制絲生產(chǎn)過程中非常重要的一道工序。其任務(wù)是平衡煙葉水分，提高煙葉溫度;增加韌性，減少破碎;松散煙葉，有利后續(xù)工序中的配比摻和。此外煙葉經(jīng)過蒸汽處理，還可以除去不良?xì)馕?，改善煙葉色澤，殺死煙葉中的甲蟲、螟蟲及蟲卵。在煙葉真空回潮機(jī)中采用PLC控制后，使真空回潮機(jī)的工藝參數(shù)選擇具有更大的柔性，可明顯提高真空回潮機(jī)的各項技術(shù)指標(biāo)，提高控制系統(tǒng)可靠性。同時，采用PLC控制后使真空回潮機(jī)與制絲生產(chǎn)線上其它設(shè)備之間的通訊變得更容易，為今后構(gòu)成卷煙制絲生產(chǎn)過程的集散控制系統(tǒng)打下了基礎(chǔ)。

3.2 PLC在煙草制梗絲工藝中的應(yīng)用

在卷煙制絲生產(chǎn)中，煙葉經(jīng)打葉處理后分離成葉片和煙梗。其中煙梗處理的第一道工序為潤梗，即對煙梗進(jìn)行加溫加濕處理，提高煙梗含水率，使煙梗的柔軟度和可塑性提高。編制的控制系統(tǒng)主程序主要包括參數(shù)設(shè)定模塊，用于修改工藝參數(shù);信號采集、數(shù)據(jù)處理模塊，采用中值濾波;PID控制過程調(diào)節(jié)模塊;標(biāo)度變換用于參數(shù)顯示;異常情況聲光報警等。改造后的PLC控制系統(tǒng)運(yùn)行準(zhǔn)確、可靠。

3.3 PLC在煙草摻配混合工藝中的應(yīng)用

混絲摻配系統(tǒng)是卷煙廠制絲生產(chǎn)工藝過程中一道非常重要的工序，摻配工序的加工質(zhì)量對整個產(chǎn)品的質(zhì)量舉足輕重。在混絲摻配生產(chǎn)工藝過程中，將葉絲與梗絲、薄片絲、膨脹絲、回收絲等按一定比例摻配，由電子皮帶秤完成對物料的計量。PLC主要對電子皮帶秤、稱量過程進(jìn)行實時計量、控制，并完成對系統(tǒng)故障的顯示、檢測及報警，同時向變頻器輸出信號，以調(diào)節(jié)皮帶秤電機(jī)的轉(zhuǎn)速。使用可編程邏輯控制PLC替代傳統(tǒng)的繼電邏輯，具有功能強(qiáng)大、方便靈活、易維護(hù)等優(yōu)點，為實現(xiàn)整個制絲車間的網(wǎng)絡(luò)化生產(chǎn)管理創(chuàng)造了條件。

4、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(jìn)行生絲，僅采用單線生產(chǎn)， 薄板、滾筒-氣流烘絲機(jī)僅采用二選一的方式進(jìn)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。

參考文獻(xiàn)

[1]熊鋒.現(xiàn)場總線技術(shù)在煙草加工自動化中的應(yīng)用[J]. 現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備. 2017（04）

[2]王磊，馬知行.冗余現(xiàn)場總線技術(shù)在打葉復(fù)烤生產(chǎn)線上的應(yīng)用分析[J]. 山東工業(yè)技術(shù). 2019（03）