1 引言
卷煙業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中占有舉重輕重的地位，卷煙業(yè)實(shí)現(xiàn)自動控制具有重要的意義。而plc作為一種新型的工業(yè)控制器，以其通用性好，可靠性高，安裝靈活，擴(kuò)展方便，性能價格比高等一系列優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)控制中得到越來越廣泛的應(yīng)用，在卷煙行業(yè)中得到很大程度的推廣。
2 卷煙的工藝與流程
如圖1所示，管道系統(tǒng)與卷煙設(shè)備相連，當(dāng)高壓離心風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時，會抽走管網(wǎng)中(包括除塵裝置、煙砂分離器)的氣體，形成負(fù)壓，它作為抽取煙絲的動力來源，當(dāng)管道上蝶閥打開時，卷煙機(jī)內(nèi)的負(fù)壓將煙絲吸入卷煙機(jī)，進(jìn)行卷煙包裝。管道內(nèi)壓力穩(wěn)定時，單位時間內(nèi)吸入卷煙機(jī)中的煙絲量也相對恒定，這樣卷出的卷煙才能松緊適宜，質(zhì)量合格。同時，管道系統(tǒng)中的煙砂分離器對流入管道的煙砂進(jìn)行回收;渦管及濾管除塵器對尾氣進(jìn)行除塵過濾，使之凈化后再排入大氣，減少對大氣的污染。由于卷煙機(jī)負(fù)荷恒定的，所以也要求管道中負(fù)壓恒定，我們通過變頻調(diào)速方式調(diào)節(jié)引風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，使負(fù)壓達(dá)到控制要求。
圖1 卷煙工藝流程圖
3 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
在本系統(tǒng)中，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際傳輸距離、網(wǎng)絡(luò)傳輸速度、性能價格比等控制要求，選用了rs-232/485的串口通訊，其最大網(wǎng)絡(luò)傳輸距離為500m。在圖2給出本系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。
圖2 系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖
4 上位機(jī)系統(tǒng)設(shè)計
設(shè)計上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)方法很多，如可采用vb、delphi和pb等可視化語言編寫，也可直接采用組態(tài)軟件設(shè)計，用組態(tài)軟件開發(fā)周期短，效率高，所以選用了國產(chǎn)的北京亞控公司的組態(tài)王6.5版。監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)中，通訊問題非常重要，下面詳細(xì)給出組態(tài)王6.5與三菱fx-2n系列plc之間通訊的詳細(xì)設(shè)置步驟。
首先在組態(tài)王中新建一工程，取名為“卷煙風(fēng)力控制工程”，然后建立控制設(shè)備plc。
(1) 在組態(tài)王工程瀏覽器的“設(shè)備”大綱項下，選擇您要設(shè)置的i/o設(shè)備類型，在右側(cè)目錄內(nèi)容顯示區(qū)雙擊“新建”圖標(biāo);
(2) 在“設(shè)備選擇”中選擇要安裝串口設(shè)備的生產(chǎn)廠家、設(shè)備名稱、通訊方式(見圖3):
圖3 設(shè)備選擇
(3) 在“設(shè)備名稱”中為將要安裝的串口設(shè)備指定一個邏輯名稱;
(4) 在“選擇串口號”為安裝的串行設(shè)備指定與計算機(jī)相連的串口號(見圖4);
圖4 選擇串中號
(5) 在“設(shè)備地址”為串口設(shè)備指定設(shè)備地址;
(6) 在“通訊參數(shù)”中設(shè)置通訊故障時的參數(shù)(見圖5);
圖5 通訊參數(shù)配置
(7) 確認(rèn)“設(shè)備信息總結(jié)”中的設(shè)備信息(見圖6)。
圖6 設(shè)備信息總結(jié)
通訊設(shè)置完成后，進(jìn)行畫面開發(fā)，在開發(fā)系統(tǒng)左側(cè)的樹型視圖中選擇“畫面”，選擇新畫面選項，建立風(fēng)機(jī)監(jiān)控主畫面、實(shí)時報警畫面、歷史報警畫面、實(shí)時曲線畫面、歷史曲線畫面、日報表畫面等。上位機(jī)采用了冗余技術(shù),設(shè)計了雙機(jī)熱備功能，當(dāng)主機(jī)出現(xiàn)故障時，備用機(jī)自動切換運(yùn)行。
5 下位機(jī)設(shè)計
5.1 plc控制程序流程
本系統(tǒng)采用三種控制模式即就地手動方式、plc遠(yuǎn)程手動控制方式、全自動控制方式。前兩種方式一般只在設(shè)備調(diào)試或維修時使用，系統(tǒng)主要以全自動操作方式為主。在這種方式下，各類小電機(jī)、風(fēng)機(jī)等設(shè)備的開/停，各種工序的切換，都由plc按照預(yù)先編制的程序自動控制。現(xiàn)場的泵類、風(fēng)機(jī)、電磁閥等開關(guān)信號，風(fēng)壓值等模擬信號，通過plc在上位機(jī)上顯示。
5.2 plc部分主要控制程序
現(xiàn)場各個監(jiān)控點(diǎn)的物理參數(shù), 由對應(yīng)的一次儀表傳感器或變送器檢測出來并變換為4～20ma電流信號，經(jīng)過屏蔽電纜送到plc內(nèi), plc通過各種模塊接口采樣電信號;控制信號由plc輸出后4～20ma電流形式送到執(zhí)行機(jī)構(gòu)，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作。plc控制程序流程圖見圖7。
圖7 程序流程圖
下面以變頻器控制程序啟動為例，簡要介紹。
根據(jù)系統(tǒng)要求，任意時刻，只有一臺變頻器運(yùn)行，另一臺備用，當(dāng)前運(yùn)行的變頻器出現(xiàn)故障時，另一臺要自動投入運(yùn)行，因此，采用了互鎖來實(shí)現(xiàn)變頻器的一開一備，圖8中m5與m13實(shí)現(xiàn)互鎖功能。圖8示出plc控制變頻器的梯形圖。
圖8 plc控制變頻器程序
6 結(jié)束語
本系統(tǒng)在某卷煙廠調(diào)試、試運(yùn)行，情況良好。plc的運(yùn)用實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過程的自動控制，減輕了操作工的勞動強(qiáng)度;高可靠性的plc，其大量時間繼電器和中間繼電器的運(yùn)用，使設(shè)備的故障率大大降低，提高了工作效率和經(jīng)濟(jì)效益。
