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1　引言

　　目前使用的輥壓法再造煙葉生產(chǎn)線控制系統(tǒng)大多采用的是集中控制技術(shù)，若用現(xiàn)場總線技術(shù)代替現(xiàn)有的集中控制技術(shù)，將使系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)試更簡便、快捷，提高系統(tǒng)的可靠性、可維修性和可擴展性，而且更便于信息集成。本文介紹了基于Profibus現(xiàn)場總線技術(shù)的再造煙葉生產(chǎn)線控制系統(tǒng)。

2　再造煙葉生產(chǎn)工藝

　　再造煙葉生產(chǎn)線工藝流程見圖1，原料(煙梗、煙末等)經(jīng)烘干凈化后進入粉碎機，被粉碎成80～120目粉料，儲存在干粉料貯料罐中待用，原輔料(CMC等)按適當比例溶解于水后貯存在液料貯料罐中待用，干粉料和液料按一定比例配比后經(jīng)充分攪拌成干濕混合料，干濕混合料經(jīng)輥壓成再造煙葉經(jīng)烘箱脫水后被切成絲(或片)，然后卷曲形成煙絲(或片)。根據(jù)解纖工藝的不同，疏解后的纖維可從粉碎段加入，也可從配比段加入。根據(jù)制絲工藝對再造煙葉的不同要求，可選擇切絲或切片，還可選擇取舍卷曲段。

圖1　再造煙葉生產(chǎn)線工藝流程

3　控制系統(tǒng)組成

　　根據(jù)再造煙葉工藝的要求，其控制系統(tǒng)包括6個子系統(tǒng)：①烘干凈化子系統(tǒng)；②粉碎子系統(tǒng)；③解纖子系統(tǒng)；④液料制備子系統(tǒng)，實現(xiàn)工藝配方參數(shù)的在線制定、修改和保存；⑤成形子系統(tǒng)，實現(xiàn)對配比、輥壓、脫水、切絲(或切片)工藝設(shè)備的時序控制，以及配比過程控制和配比參數(shù)的制定、修改和保存；⑥卷曲子系統(tǒng)。系統(tǒng)的控制對象包括電機、變頻器、電磁閥、調(diào)功器等，信號采集對象包括重量變送器、水分儀、熱電偶、接近開關(guān)、粒位開關(guān)等。

　　基于Profibus現(xiàn)場總線技術(shù)的控制系統(tǒng)分為兩部分：①采用PROFIBUS-DP的設(shè)備控制層，由SIEMENS S7-300系列PLC和PROFIBUS現(xiàn)場總線部件組成，完成生產(chǎn)設(shè)備的現(xiàn)場操作和控制；②采用PROFIBUS-FMS的監(jiān)控層，由工業(yè)PC組成，完成整線的在線監(jiān)控并向設(shè)備控制層下達控制指令。控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)見圖2。

圖2　控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

3.1　設(shè)備控制層

　　設(shè)備控制層采用Profibus-DP主從結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，包括18個站，其中1#站為主站，其它為從站。

　　(1)1#站，采用SIEMENS S7-300系列CPU 315-2DP，完成配比、輥壓、脫水、切絲段的設(shè)備順序控制，并通過通信模塊CP343-5與工業(yè)PC連接，組成Profibus-FMS；

　　(2)2#、3#、4#、5#、6#站，采用SIEMENS分布式I/O ET200M，完成烘干凈化、粉碎、液料制備、解纖段的設(shè)備時序流程控制；

　　(3)7#、8#、9#、10#、11#站，采用SIEMENS帶Profibus-DP接口的變頻器，實現(xiàn)干料出料、液料出料、輥壓、網(wǎng)帶、切絲電機的速度控制；

　　(4)12#站，采用AI808型智能調(diào)節(jié)儀(可配置Profibus-DP接口)，完成對再造煙葉的脫水控制；

　　(5)13#、14#，采用CA6588型紅外水分儀(帶有Profibus-DP接口)，分別對干濕混合料和成品再造煙葉的含水率進行監(jiān)控；

　　(6)15#、16#、17#站為粉料、液料、成品電子秤，通過SIEMENS網(wǎng)卡CP343-5，將其聯(lián)入Profibus-DP網(wǎng)；

　　(7)18#站，采用SIEMENS HMI OP37，完成對整線的監(jiān)控和操作。

3.2　設(shè)備監(jiān)控層

　　監(jiān)控層配置1臺工業(yè)PC，安裝了WIN98操作系統(tǒng)，使用SYNALL 2000單機版作為監(jiān)控軟件，具有報警記錄、測量值記錄、過程控制及圖形顯示、報表等功能，并支持DDE、OLE、ACTIVEX控制軟件。監(jiān)控層主要完成如下功能：

　　(1)設(shè)備(電機、電磁閥、泵等)工況實時顯示；

　　(2)模擬量(重量、水分、溫度等)的實時顯示；

　　(3)液料制備段和配比段工藝配方的制作、修改、保存，以及下載至PLC進行生產(chǎn)；

　　(4)報警及故障點定位；

　　(5)歷史數(shù)據(jù)的記錄和查詢；

　　(6)與廠級MIS系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換。

4　系統(tǒng)特點

　　(1)系統(tǒng)設(shè)計更方便、靈活。再造煙葉生產(chǎn)線某些工藝段(如：解纖段和卷曲段)在具體配置時可以取舍，而且每個工藝段的個別設(shè)備也可以取舍，Profibus現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)可以很好地適應(yīng)這種變化；

　　(2)安裝簡單、快捷。采用Profibus現(xiàn)場總線技術(shù)省去了大量的柜間互聯(lián)線，縮短了控制系統(tǒng)的生產(chǎn)、安裝周期；

　　(3)調(diào)試、維修方便。從站的劃分以及Profibus強大的故障診斷能力使調(diào)試和維護更方便；

　　(4)便于擴展和信息集成。Profibus將孤立的單元設(shè)備融入了信息化網(wǎng)絡(luò)中，為系統(tǒng)的擴展和企業(yè)綜合自動化的實現(xiàn)打下了基礎(chǔ)。

　　(5)成本降低。使用Profibus技術(shù)，節(jié)省了大量的電纜、橋架以及培訓和維護費用。

5　結(jié)語

　　2000年為湖北某卷煙廠設(shè)計制作了一套再造煙葉生產(chǎn)線，其控制系統(tǒng)采用了Profibus現(xiàn)場總線技術(shù)，系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)試時間較傳統(tǒng)的集中控制方式大大縮短，運行至今，系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠、操作和維護方便。