常德煙草機械有限責任公司是國家大二型機械制造企業，隸
屬于中國煙草機械集團，是煙草系統四家煙機制造企業之 一。公司的主要產品有ZJ17高速卷接機組，YF12-YB17、 YF13煙支輸送系統，嘴棒成型機,YF171嘴棒儲存輸送系統等。
ZJ17型高速卷接機組是該公司的主導產品，該機組是引進
德國豪尼公司技術生產的，生產速度為7000支/分，具有煙 支質量穩定,開機率高，節省原輔材料等特點，因而在國產 煙機市場其占有率達到80%以上。但該型號機組控制系統 系80年代產品，采用專用電子板加繼電器組的控制方式， 電子板常常出故障，備件采購又較為困難。考慮到這一情 況，該公司決定將其控制系統改為用PLC來控制。
ZJ17型卷接機組由供絲、卷煙、接嘴三部分構成。其中供 絲部分取用煙廠供絲系統(或用其它方法加料)的煙絲，經由 落料、勻絲、提升、攤鋪、負壓抽吸，密度控制(煙條削整), 形成密度合適的條狀煙絲交付給卷煙部分。卷煙部分將卷 煙紙包卷在煙絲上形成煙條，并予以切斷，形成雙倍長度 的無嘴煙支交付給接嘴部分，此部分要求完成對卷煙紙的 處理，包括換盤紙、接紙、紙帶張力調整、煙支商標印 刷、印刷位置調整、卷煙紙上膠、膠水烘干。同時因為主 驅動電機在這一部分，對主驅動的控制也是在此完成的。接 嘴部分切開雙倍長度的無嘴煙支，將嘴棒通過水松紙粘接 在煙支上，剔除不合格煙支，將成品煙支送給下游機器。 從機組工作的特點來看，控制系統應該能滿足如下要求： ·I/O點容量大，最好是分布式系統 ·能處理快至400Hz的脈沖量 ·性能穩定，可以適應煙廠的生產環境 根據以上特點，我們擬用S7-400組建一個PROFIBUS網絡, 在機組三部分分別放置 ET200M 子站處理 I/O ，并用 SIEMENS新推出的高速邏輯處理模塊FM352處理高速的 脈沖量，用PC670工業計算機構建人機接口界面。 硬件的特點包括：CPU414-2DP具有存儲量大、運行速 度快、強抗干擾能力和高可靠性等特性；ET200M子站通 用性強、模塊更換方便；功能模塊FM352-5工作速度快, 很適用系統處理快速脈沖；PC670具有牢固的、具備IP65保護級別的塑料前面板，抗干擾、抗震動能力強, 可靠性高。 采用PC670運行人機界面程序，它通過MPI網絡與主CPU 連接，人機界面程序可以修改系統運行參數、讀取系統 運行故障信息、統計設備生產數據。 系統功能 ·啟動順序控制：為了盡量減少原輔材料的浪費，并考慮 到機器啟動時可能有不同的速度，程序沒有以時間為條 件進行順序投入，而通過對機器脈沖的統計來實現 ·停機控制：同樣原因，除開有要求立即停機外，停機控 制時需要將各種原輔材料按一定的次序撤出，盡量將合 格成品送達下游機器，因此同樣采用了計數機器脈沖的方法 ·故障處理：機器運行時會產生一些報警或故障信息，系 統對絕大部分的運行故障和報警都能進行處理 ·供絲控制：程序處理當前煙絲料位情況，以決定是否打 開進料氣閘，并在多次打開氣閘而沒有煙絲時給出報警 ·料位控制：是對中間儲料箱中煙絲料位的控制。這里用 到一個PID的調節，系統通過一組指示料位的光電開關 判斷當前料位，機器速度代表煙絲消耗量，陡角帶提升 速度是控制程序的輸出 ·機器脈沖的處理：系統必須對許多脈沖進行處理，用來 計算機器速度、移位步距參考、產量計數等，這一部分 的工作由FM352-5來完成 小結及體會 自2001年5月開始，采用上述系統的設備開始投放市場，現 已裝備在北京卷煙廠、呼和浩特卷煙廠、常德卷煙廠、廣 二卷煙廠、天津卷煙廠、石家莊卷煙廠、武漢卷煙廠、廈 門卷煙廠等卷煙廠共計近30臺套。用戶反映良好。 電子技術、自動控制技術的發展是相當快的，特別是PLC和現場總線技術,有相當多的早期設備，其控制系統在現 在看來已經很落伍了，對它們進行升級改造是很有必要 的。對于煙草行業來說，SIEMENS具有傳統品牌優勢，用 戶容易接受采用 SIEMENS 控制產品的設備 ; 同時 , SIEMENS 產品涵蓋面較廣 , 系統集成容易；另外 , SIEMENS適時推出適合煙機應用的自動化控制產品(如 FM352-5在前述系統中得到了很好的應用)，這對我們進行 控制系統設計是很有好處的。 本文摘自《西門子自動化專家會議論文集》，作者：李英華 |
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