刘泉锐 徐一夫

【摘  要】PLC控制系统主要是以电控集成系统为基础，通过生产工艺的需求，划分相应的工艺技术模块，分配现场控制箱，完成在制丝线生产过程中各传感器的数据采集、以及自动化控制和报警。现在传统的烟草制丝主要是以品牌配方模式组织生产，将分组加工新工艺运用于制丝线中，因此传统的丝线在分组加工工艺的过程中逐渐被淘汰掉。本文为了提高控制、设备运行效率运用了分组加工工艺，最主要的是通过对其 PLC控制系统的优化。

【关键词】PLC控制;烟草制丝工艺;应用;问题

引言

传统的烟草制丝线是把烟叶和烟梗通过回潮、加料、切丝、烘丝，然后再把烟丝按照工艺要求进行掺配、加香，这样的工艺流程，得到的卷烟品牌配方成品烟丝。“中式卷烟”的兴起，备受关注，随着分组加工工艺的到来，有效地实现了“中式卷烟”，这样更有效地提高吸烟安全性、卷烟产品的品质、降焦减害。分组加工工艺主要是将多条制丝线上的品牌配方分成若干横向或者纵向子模块，通过对子模块的不同工艺进行加工。

1.工艺流程

原有制丝线的工艺布局随着分组加工新工艺到来，得到了相应的调整，调整后的制丝线工艺的生产路线如下：

（1）传统工艺线路：①8000kg/h制丝线分两种：A、8000 kg/h制丝线分→HDT烘丝机→掺配加香→成品烟丝;B、8000kg/h制丝线→KLK烘丝机→掺配加香→成品烟丝。②3000kg/h制丝线也分两种：A、3000kg/h制丝线→HDT烘丝机→掺配加香→成品烟丝;B、3000kg/h制丝线→KLK烘丝机→掺配加香→成品烟丝 。

（2）分组加工工艺线路：①8000kg/h制丝线子模块分两种：A、8000kg/h制丝线子模块→HDT烘丝机→叶丝暂存柜;B、8000kg/h制丝线子模块→KLK烘丝机→叶丝暂存柜;②3000kg/h制丝线子模块分两种：A、3000kg/h制丝线子模块→HDT烘丝机→ 叶丝暂存柜;B、3000kg/h制丝线子模块→KLK烘丝机→叶丝暂存柜;③叶丝暂存柜（模块组装成品牌配方）→掺配加香→成品烟丝。

2.控制系统的组成及其配置

通过6组PLC对6个工艺段进行了控制;8000kg/h叶片处理段Z1、线材处理段Z2、高炉烘丝和掺配处理段Z3、3000 kg/h叶片处理段Z7、KLK烘丝处理段Z10、线材暂存柜处理段Z11。在原有控制系统中，Z2， Z3， Z7根据组合加工工艺要求对 PLC控制和任务处理程序进行了修改;Z10， Z11为增加的控制段。对改造后的控制系统网络结构进行了量化管理，集中监控层，过程控制层，设备控制层。

2.1設备控制层----动力供配电

电力供配电采用三相五线制交流电（TN-S）。线材车间控制系统电源分配采用三级供电方式，即车间电柜至各工艺生产环节的分电柜;各生产环节的分电柜至现场控制箱供电;现场控制箱向设备电机、测控元件供电。各一级电源输送采用保护开关对下一级设备进行保护。

2.2设备控制层控制功能---回路调节操作模式

该系统对PID回路的运行方式有手动和自动两种：手动控制方式下，各回路控制器调节参数和回路输出由过程段集中监控器直接输入数据进行调节;自动控制方式下，各回路控制器输出由PID软件进行自动调节。

3.控制系统常见的问题及分析

3.1设备运行中电流的监测

问题：如何提前发现电机在日常生产和维修中存在的故障隐患。

分析：通过网络控制，西门子高性能馈电器、丹佛斯变频器、软启动器等均可接入网络，使PLC能够采集到各电机实际运行电流。通过收集到的实际电流，可以判断电机运行是否正常，是否存在故障隐患。而且可以很直观看到各个设备的能耗，方便工厂做电机的保养等工作。

3.2预警

（1）问题：制丝生产线在生产过程中经常出现故障停机，造成工艺指标不合格，产品质量下降等事故，影响极其恶劣。

（2）分析：针对制丝工艺中经常出现的影响产品质量的故障原因，不断地进行归纳总结，在电控程序的设计开发过程中，尽量做到事故发生前的预警和报警，把故障消灭在萌芽状态，减少事故停机率，同时保证产品质量，间接地节约了大量的人力、物力成本。

4.分组加工工艺的特点和功能

在采用组合加工工艺时，传统的一组一组的产品配方被划分为若干子模块。这几个子模块分别由KLK板式烘丝机和 HDT气流式烘丝机加工，然后送入叶丝暂存柜中存放，待全部配方子模块加工完毕后，才允许出料至掺配，加香，制成成品烟丝。

4.1集成监控功能

监控机通过图形界面实现对生产线实时监控。该系统的控制功能包括生产线控制方式的选择，工艺及设备参数的设置，生产线的起停等。监控功能采用图形界面，完全按照生产线工艺流程，实现了单机、分块或整块生产线设备运行状态的实时显示，以及工艺参数和设备参数的实时显示。

监控机上还有安全权限管理设置功能，操作员或系统管理员进入监控系统必须先登录，通过不同用户身份的安全级别进行权限控制，以确保系统安全、正常运行。

4.2设备控制功能

该控制系统有手动和自动两种工作方式，维修设备采用单手动方式，正常生产时采用自动方式。采用手动方式，操作者通过现场通过局部开关盒上的按钮来完成电机的启动和停止，通过现场操作终端画面上的按钮来实现单个电磁阀通断。采用自动化方式，操作者可通过工艺监测计算机操作画面上的起停功能键，实现生产线的自动控制，最终达到工艺参数要求。

4.3故障报警功能

当系统控制的设备发生故障时，可自动诊断并产生相应声报警，并在集中监控或现场终端上定位故障，显示故障信息。解决问题确认之后，联机任务可以继续自动完成。

5.结语

当前，无论烟草、化工、电力、冶金、石油等行业，自动化控制都是不可缺少的。常规制丝线采用品牌配方进行生丝，仅采用单线生产， HDT、 KLK烘丝机仅采用二选一的方式进行生产，设备使用效率低，无法满足分组加工工艺的要求;通过对原制丝线设备及控制程序的改造，可两条制丝线同时生丝，并能处理不同品牌配方或子模块，提高设备利用效率和控制精度，并能满足分组加工。

参考文献

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