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发表人：偶尔路过 |
发表时间：2009/6/18 21:15:00 |
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 发表新论题
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| 本栏论题： |
卷烟配料控制系统的设计与实现 [5879] |
【摘 要】
介绍了以PLC为核心的卷烟配料控制系统的设计。分析了系统配料控制原理及主要功能的实现，阐述了PLC在系统中的应用及其软硬件的设计方法。实践表明，该系统在功能、性能和控制精度上达到或接近国外同类产品的先进水平，投入运行后取得了良好的经济效益。
【关键词】
烟丝生产 配料控制 PLC 触摸屏
【Abstract】The design of control system with PLC as core for cigarette confect is introduced. The elements of confect control and the realizations of main function of the system are analyzed. The application of PLC in the system and the design method of its software and hardware are discussed. The results of application show that the system functions, control performance and precision are close to the advanced level of the same kind of products of the company abroad. It gains a good economic profit after operation.
【Key words】
Production of cut-tobacco; Confect control; PLC; Touch screen
卷烟厂对香烟生产的质量控制，其关键是烟丝成份配比的控制。改变卷烟中叶丝、薄片丝、梗丝、膨胀丝、残丝等的配比，可生产出不同品牌和档次的香烟。烟丝配比的稳定性不仅直接影响到卷烟的吸味，还关系到烟厂的生产效益。所以在烟丝生产过程中，各条配料输送生产线必须严格协调控制，对料位、流量及时准确地进行监测和调节。配料控制系统在线监控点多、采样精度高、逻辑条件复杂，若用一般控制方式设计，系统繁琐，故障率高，性能难以满足工艺要求。为此，宜采用先进的计算机技术和控制理论设计，提高系统的稳定性和可靠性；添加通信功能，实时显示各原料配比的变化趋势及故障报警画面，形成自动检测、控制、监管相结合的一体化系统。
1 系统概述及工作原理
配料控制系统主要由配料输送流水线、高低料位仓监控、配方计量控制、混合搅拌控制及成品仓料位控制等组成。根据生产工艺要求，烟丝成份配料控制和流量计量均由PLC控制。在生产控制过程中，以烟丝主要成份（叶丝）的计量流量为依据，按配方比率掺配其它各料。配方计量控制是计量偏差与变频调速的结合，如图1所示，由PLC、触摸屏、变频器、电子皮带秤等实现。
当秤架上有烟丝流过时，由称重变送器输出一正比于烟丝重量的计量电平信号，经A/D转换成重量码Mp；由旋转编码器发出跟踪皮带速度的脉冲信号，经计数器转换成速度码Mv。再由CPU计算得实时流量Qn=Kn×Mp×Mv及累计产量W=∫Qndt，两值经串口送显示屏显示。实时流量Qn与予置给定流量Qp相比较得配料偏差e=Qp－Qn，经PID调节改变D/A输出接口电平，以控制变频器对输送电机的速度调节，即反向调节Mv值，从而实现定量给料。
各配料同时混合计量，并按配方工艺要求加香、加水等，经均匀搅拌后送烟丝成品柜，以待后用。配料生产控制流程如图2所示。
2 系统技术要求及主要功能
2.1 技术要求
⑴ 各控制秤级联启停，故障自检及应急手动运行，保证正常工作；
⑵ 对配方比率、流量系数Kn、速度系数等进行设定和调整；
⑶ 对生产工艺参数自动记录；
⑷ 计量误差≤±0.5%，高/低速计量误差≤±1%，控制误差≤±1%，配比偏差≤±2%；
⑸ 流量输出信号0～10V或4～20mA任选。
2.2 系统主要功能
⑴ 检测功能 系统能实时检测各配料储柜料位、入口配料重量、输送机速度、烟丝温湿度、操作按钮（开关）状态，故障自检等。
⑵ 控制功能 系统能实现烟丝流量的计量、PID调节，控制变频器输出频率；各配料秤间级联控制；当系统发生故障时，除启动故障报警外，还切换相应设备的工作状态。
⑶ 显示功能 系统具有丰富的显示功能，实时显示检测到的各项工艺参数及工作运行图表，主要包括系统参数设定表、运行参数棒图、流量记录图、配比变化趋势图及故障诊断信息图，方便操作人员了解系统运行工况。
⑷ 诊断功能 系统具有故障自检功能，当系统硬件电路（包括检测、执行元件）损坏、软件运行出错，或电子秤超速、过载、皮重过大时，系统均能给出故障诊断信息，为操作人员提供了直接的故障探查手段，以迅速确定故障点。
⑸ 维护功能 系统可实现自动去皮、自动挂码、自动标定、自动校正端点系数等。利用校准的砝码实际值和测量的带速作为计量基准自动校正计量误差。
3 系统硬件设计
配料控制过程是一个多输入、多输出、滞后特性明显的特定对象，除要求现场生产具备一定工艺条件外，更要求系统硬件配置高可靠。基于系统设计要求，选用A-B公司SLC500系列可编程序控制器为工作主机，并配以相应的接口模块：DI/O模块选用1746-IB16/OW16，AI/O模块为1746-NI8V/NO4V，计数模块为1746-HCSE。该系列PLC采用模块式结构，配置灵活，功能齐全，运行可靠，具有良好的环境适应性和抗干扰能力；且软件编程简单，指令丰富，易于学习和使用。PLC负责配料工艺的算术运算及逻辑控制，包括设备的状态检< |
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