張洪武 張磊

【摘 要】隨著煙草行業(yè)生產(chǎn)技術(shù)及工藝需求不斷提升，涉及到卷煙機械設(shè)備的結(jié)構(gòu)改造、自動化應用技術(shù)等的創(chuàng)新已經(jīng)逐步展開，主要涉及到電子、機械、光電等多個熱門專業(yè)，結(jié)構(gòu)設(shè)計復雜程度加大，同時設(shè)計理念更新速度快，尤其是在卷煙機PLC電氣控制系統(tǒng)應用中。在此背景下，本文以卷煙機PLC電氣控制系統(tǒng)為研究對象，分別介紹了PLC電氣控制系統(tǒng)在卷煙機中應用的優(yōu)勢、系統(tǒng)控制過程和對應模塊設(shè)計思路，供相關(guān)領(lǐng)域?qū)I(yè)人士參考。

【關(guān)鍵詞】卷煙機；PLC電氣控制；應用優(yōu)勢；工程流程

0引言

作為國內(nèi)機械行業(yè)中較為特殊的設(shè)備類型之一，卷煙機整體構(gòu)造包含接裝機、供料成條機和卷制成型機等部分，涉及到眾多專業(yè)領(lǐng)域，整體設(shè)備設(shè)計對于整體性、協(xié)調(diào)性要求較高。目前，由于卷煙行業(yè)發(fā)展迅速，且對于卷接和包裝的速度要求加快，使得卷煙機自動化技術(shù)應用要求逐步提升。PLC電氣控制系統(tǒng)在卷煙機生產(chǎn)中的應用，可高效提升卷煙速度，結(jié)合現(xiàn)場總線技術(shù)，對于提升卷煙機工作效率和產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量的提升都具有重要作用。

1 PLC電氣控制系統(tǒng)在卷煙機中應用的優(yōu)勢分析

1.1操作界面簡潔方便

PLC電氣系統(tǒng)中的操作界面為全漢化模式，能夠適應不同文化層次技術(shù)人員的操作需求，可對系統(tǒng)運行中的各項參數(shù)進行準確閱讀和記錄，可根據(jù)生產(chǎn)工藝中原料的選擇、消耗量等數(shù)據(jù)進行查詢，可高效開展生產(chǎn)資料的調(diào)度等?？山Y(jié)合實時進行的工藝流程對于故障的發(fā)生進行準確判斷，并將報警信息和數(shù)據(jù)以圖表的形式展現(xiàn)，更具直觀化。

1.2故障率低，維修方便

卷煙機作業(yè)過程中產(chǎn)生的振動動作較為強烈，且煙塵量較大，因此需要PLC控制系統(tǒng)具備良好的抗震和防塵等功能，而目前的PLC控制系統(tǒng)大都能夠?qū)崿F(xiàn)此功能，且在在運行過程中，無故障時間平均可小于10萬個小時。一旦故障發(fā)生，PLC控制系統(tǒng)可根據(jù)故障位置進行自動定位，省去人為故障的查找，提升故障準確判斷，節(jié)省故障維修時間。

1.3數(shù)據(jù)收集、傳輸和分析效率高

現(xiàn)場總線是當前卷煙機應用的主要方式，因此PLC控制系統(tǒng)可滿足卷煙機運行過程中對數(shù)據(jù)收集、傳輸?shù)鹊男枨螅蓪崿F(xiàn)聯(lián)網(wǎng)共享、在線設(shè)備的檢測與數(shù)據(jù)采集，并對數(shù)據(jù)進行高效傳輸、分析和儲存等。

2卷煙機中PLC控制系統(tǒng)的工作流程

2.1數(shù)據(jù)采集及傳輸

按照事先編輯好的指令信息，對所要輸入的空間區(qū)域進行對準掃描，針對輸入?yún)^(qū)域的運行狀態(tài)進行數(shù)據(jù)分析，判斷數(shù)據(jù)可傳輸性。

2.2特定程序控制

首先對用戶的控制系統(tǒng)進行程序化指令，并進行預先設(shè)置，確保系統(tǒng)規(guī)定規(guī)則的全面性掃描及分析，另外在結(jié)合卷煙機現(xiàn)場運行過程中的相關(guān)理論內(nèi)容，以邏輯性的運算為目的，實現(xiàn)基于邏輯性運算和分析為主的相關(guān)分析控制內(nèi)容。

2.3運行過程中的控制響應

在PLC程序執(zhí)行的過程中，以具體的使用情況為基準，對其進行分析，并以邏輯性的運算結(jié)果進行數(shù)據(jù)收集，并反饋到對應的控制系統(tǒng)上。經(jīng)過與主機的對接，將所有的輸出系統(tǒng)和輸出響應信號進行高效處理，確保信號的指令與實際的操作情況相一致。此外，結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場的實際狀態(tài)，對指令信息和數(shù)據(jù)進行分析，結(jié)合邏輯性運算的方式，對卷煙機的運行過程進行實時控制。

3PLC電氣控制系統(tǒng)模塊設(shè)計

3.1主電機啟停

主電機啟動前階段，主離合器處于拉開狀態(tài)，實現(xiàn)輕載啟動，當PLC控制條件及狀態(tài)都符合需求時，啟動按鈕按下后就可實現(xiàn)輕載啟動，當烙鐵設(shè)備垂直狀態(tài)放下時就會使得整個的信號運行，此時的設(shè)備運行速度會根據(jù)整體系統(tǒng)的進展進行自動切換，而當機器發(fā)生故障的過程中，會導致信號與電源之間的狀態(tài)為切斷，并實行機械制動，以此確保機器運行的安全性。

3.2變頻調(diào)速控制

卷煙機系統(tǒng)速度設(shè)定中，包含1/6全速共有點動速度、1/3全速的低速和全速三種運行速度，其次PLC控制系統(tǒng)能夠針對當前卷煙機運行狀態(tài)中所產(chǎn)生的信號進行控制，對交流變頻進行高效的速度設(shè)定，確保機器運行速度能夠達到和滿足合適的卷煙機運行狀態(tài)。

3.3煙絲料斗控制系統(tǒng)

當卷煙機中的主電機在運行狀態(tài)時，啟動運行的過程中，煙絲會隨著料斗電機的運行自動進行提供，卷煙機中PLC系統(tǒng)對煙絲原料的料位高低和煙絲提升的速度進行監(jiān)測和控制，從而確保煙絲能夠均勻的供給卷煙機中。實現(xiàn)PLC控制系統(tǒng)對于煙絲供應及其速率的實時監(jiān)測及控制。

4卷煙機PLC電氣控制系統(tǒng)設(shè)計及改造分析

針對卷煙機PLC電氣控制系統(tǒng)來說，其設(shè)計流程一般包括有PLC電氣控制系統(tǒng)的選型（主要包括主PLC控制系統(tǒng)的硬件選型與配置、料斗控制系統(tǒng)PLC電氣控制選型與硬件的配置）、軟件的設(shè)計、系統(tǒng)調(diào)試運行三部分組成。在PLC電氣控制選型的過程中，主要針對電源模塊、CPU、接口模塊、數(shù)字量輸入模塊、數(shù)字量輸出模塊進行選型，例如電源模塊選擇使用型號PS 60W120/230VAC/DC，品牌選擇SIEMENS；再例如CPU選擇型號CPU 1516-3 PN/DP；接口模塊選擇使用型號IM 155-5 PN ST等。在軟件設(shè)計的過程中，應首先按照卷煙機控制系統(tǒng)的需求進行設(shè)計方案的分析，按照主電機的工作方式進行設(shè)計。對電機的速度、料斗提升高度等參數(shù)進行分析，并將作業(yè)過程中的相關(guān)故障進行反饋，并由PLC電氣控制系統(tǒng)發(fā)出故障報警信號。

此外，針對卷煙機PLC電氣控制系統(tǒng)的升級改造也成為該行業(yè)領(lǐng)域研究的重點，針對升級改造的效益應著重分析人員效益、項目整體效益和社會效益，大大提升電氣自動化控制系統(tǒng)操作人員的專業(yè)技術(shù)水平，使得卷煙機作業(yè)流程更加簡化、作業(yè)效率不斷提升。

5結(jié)束語

綜上所述，煙草生產(chǎn)行業(yè)機械化程度越來越高，逐步的滿足消費者的需求，煙草生產(chǎn)質(zhì)量及生產(chǎn)自動化越來越高，因此基于PLC電氣控制系統(tǒng)技術(shù)應用及研究深入程度應與社會效益和人們需求相關(guān)聯(lián)。鑒于此，本文首先介紹了PLC電氣控制系統(tǒng)在卷煙機中應用的優(yōu)勢，然后分析了卷煙機中PLC控制系統(tǒng)的工作流程，最后結(jié)合PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計模塊，分析了卷煙機PLC電氣控制系統(tǒng)設(shè)計及改造，期望能夠為相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員提供理論參考。

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（作者單位：內(nèi)蒙古昆明卷煙有限責任公司）