基于制絲線PLC電氣控制系統分析

熊亮 劉忠胤 李元發 呂志宏 鐘興輝

摘 要：隨著煙草行業的壯大發展，國內各個卷煙廠設備機械化水平逐漸提升。制絲線作為卷煙廠的重要生產線，其涉及專業技術領域較廣，結構相對較為復雜，對設備系統協調性具有十分嚴格的要求，設備的自動化、集成化、一體化水平逐漸提升，應用PLC電器控制系統可以保障有效提升卷煙廠加工生產產品質量。因此，本文對制絲線PLC電氣控制系統進行分析討論，希望為相關企業與人員提供幫助。

關鍵詞：制絲;PLC電氣系統;控制系統

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.18.127

0 前言

隨著市場經濟的變化發展，煙草行業發展日益壯大，制絲設備在卷煙廠得到廣泛應用，該設備結構較為復雜，涉及專業技術領域較廣，對系統協調性具有十分嚴格的要求。鑒于目前制絲工作效率的提升，對卷煙品質有了更為嚴格的標準要求，因此對制絲線的設備性能與效率要求十分嚴格。PLC電氣控制系統是目前全新升級的工業控制器，得到非常廣泛的應用，鑒于此，在制絲線應用該系統，對提升制絲線智能化、自動化水平與效率起到十分關鍵的作用。

1 優勢分析

（1）操作高效簡便。PLC電器控制系統，操作界面全中文顯示，便于操作人員了解掌握設備運行基礎情況，并對工藝各項參數做出調整與修改，還可以清晰明確的查詢了解原材料實際消耗量以及可以加工生產的實際產量，便于進行工作調度，加快工作效率，與此同時，還可以直觀清晰的顯示出設備存在的故障以及預警信息。

（2）便于維護檢修。鑒于PCL電氣控制系統各項優勢特點，應用該系統可以有效提升設備可靠性與安全性，該系統無故障出現的平均時間相對較長，可以有效保證加工生產的穩定有序進行。若系統產生故障問題，系統可以對故障產生的問題原因與準確問題進行明確顯示，提升故障處理工作效率，便于對設備的維護檢修。且該系統軟硬件均為國際通用標準，技術人員可以準確了解各項標準信息，利于維護檢修。

（3）具備數據采集與傳輸功能。卷煙廠大多運用現場總線，PLC電氣控制系統符合自動化、信息化、智能化的需求，實現了智能控制、在線實時監測、通信聯網等功能，對設備運行、加工生產形成的數據信息做出采集整理與存儲分析等，使設備生產效率與生產質量得到充分保障[1]。

2 模式分析

（1）PLC+智能儀表系統結構模式。制絲生產設備的控制主要通過PLC與智能儀表負責完成，PLC主要是對生產線的順序進行管理控制，智能儀表則對生產線的過程進行管理控制。上位機負責對智能儀表的信息數據進行有效采集與直觀顯示，并對智能儀表進行組態操作。現場操作人員主要是負責對電控柜設備的模擬顯示屏與智能儀表設備的面板進行分析觀察，以此對生產設備的實際運行狀況與工藝參數做出實時監控，通過對電控柜設備的各項命令程序開關的實際操作實現對設備的開關控制。模式的優勢特性為：順序與過程控制的操作設備相對獨立，系統維護檢修操作方便。不過由于信息數據較為分散，無法采取有效的集中監控，關鍵是使加工工藝控制自動化得以實現。

（2）PLC+人機界面系統模式。制絲線生產設備的順序與過程控制需要通過PLC完成，PLC之間均連接有相對操作臺，操作臺設置在中央控制室。模式的優勢特性為：使集中監控得以實現，便于對生產性運行狀況進行分析觀察，對工藝段的具體操作進行高效協調[2]。

（3）PLC+上位機系統模式。主控制器主要是基于PLC為前提，對制絲線全部工藝段采取科學合理的分段控制。對于全部工藝段的操作情況，設置模擬工況顯示屏以及工藝參數設定過程控制顯示操作面板，上位機負責全部生產線的實時監測與高效協調，并采取集中管控。模式的優勢特性為：分散控制以及集中監控，對工控軟件的合理運用，不過缺少同生產管理數據庫之間實現信息數據交換與共享的重要功能。

（4）PLC+局域網系統模式。此系統構建信息同數據庫服務器，使集中監控工況軟件同生產管理信息數據之間的有效交換問題得以充分解決[3]。

（5）PLC+現場總線系統模式。此模式通過對現場總線技術的科學合理應用，為變頻器、檢測儀表以及執行器與電機啟動器和變送器提供規范嚴格的連接安全重要基礎[4]。

3 制絲系統控制層分析

系統結構層次分局標準原則進行設計，系統功能主要劃分為如下層次：集中監控層以及設備層與設備控制層。層次功能之間互不影響，存在相對獨立性特點，組織結構方面存在關聯性特點。此多級計算機網絡系統具備配置靈活與組態簡單的優勢特點，系統功能層之間涉及的各項內容、范圍各不相同，實現功能系統平臺同樣存在區別。現場設備層包含設備較多，控制系統的全部控制命令在此獲得實現，并獲取控制目標的反饋信息。

設備控制層的中央處理器發出各項信息，監控層計算機獲取信息并發出控制指令，中央處理器獲取控制指令，并對全部設備進行有效控制，實現生產目標。集中監控層計算機系統同生產管理層計算機之間相連接，從而獲取各項信息，向下對設備情況與生產情況進行采集整理與上傳，完成實時監控等。

系統應用PLC+人機界面的綜合模式，如梗與梗絲處理段的PLC以此采用選取的輸入模塊，對執行機構的數據信息進行采集，傳輸至CPU，由內部程序采取進一步處理，并傳輸至各個執行機構。程序內部應用聯動信號對兩端工作進行協調處理，一般情況下梗絲處理段優先進行啟動，之后梗處理段緊隨其后啟動;若出現停止情況，梗處理段停止之后梗絲隨即停止;若梗絲段出現特殊情況，需要梗處理段發送信號，梗處理段隨即停止，如此能夠避免物料出現堆積，故障處理結束方可進行生產。

4 結論

綜上所述，為達到消費人員對卷煙質量的嚴格標準要求，煙草行業與卷煙廠逐漸提升卷煙的綜合性指標，卷煙質量作為產品品質的重要構成部分，逐漸引起煙草行業與卷煙廠的關注重視。為提升卷煙質量，避免制絲設備出現障，提升制絲設備整體效率與穩定性，應用PLC電器控制系統對于卷煙機至關重要。

參考文獻：

[1]徐曉龍.卷煙機組的PLC控制系統開發及應用實踐研究論述[J].電腦知識與技術，2016，12（05）.

[2]楊保香.基于PLC技術的電氣控制系統優化設計探討[J].自動化與儀器儀表，2017（09）.

[3]魏剛.基于PLC核心控制器的電氣控制系統[J].設備管理與維修，2018（14）：170-171.

[4]楊彥魁.PLC技術在機械電氣控制裝置中的應用[J].內燃機與配件，2017（23）：121-122.