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    張  杰（1973－）
男，大學(xué)本科，（寶雞卷煙廠(chǎng)，陜西  寶雞  721000）,寶雞卷煙廠(chǎng)電氣工程師，主要從事工業(yè)控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。

摘要：本文介紹了采用工業(yè)以太網(wǎng)（PROFINET）革新使用現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)完成制絲線(xiàn)系統(tǒng)控制的方法。文章分析了原有控制系統(tǒng)的剛性、功能固定及維護(hù)成本高等問(wèn)題，給出了新系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案、控制難點(diǎn)的解決方法。通過(guò)升級(jí)改進(jìn)，新的制絲線(xiàn)電控系統(tǒng)更柔性化，滿(mǎn)足了信息控制一體化的要求，最終提高了卷煙生產(chǎn)的效率。

關(guān)鍵詞：實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)；制絲線(xiàn)；PLC；工控機(jī)

Abstract: A method for reforming electronic control system of prime line is introduced, which uses industry Ethernet PROFINET. The problems of inflexible, simple functions and high maintenance cost of the old control mode are alyzed, and new control system plan and resolutiont to control difficulties are provided. Through the upgrading, the new prime line system is more flexible and meanwhile satisfies the requirements of the integrated information system. Therefore the efficiency of the production of cigarettes is finally improved.

Key words: Real Time Etherne；Prime line；PLC；PPC 5315

1 前言

    卷煙企業(yè)的生產(chǎn)流程，主要是：制絲、卷接、包裝。而制絲線(xiàn)（Prime line）是確保卷煙質(zhì)量穩(wěn)定的生產(chǎn)線(xiàn)，同時(shí)制絲線(xiàn)也是工藝流程最長(zhǎng)、工序最繁雜、設(shè)備種類(lèi)最多的生產(chǎn)線(xiàn)。制絲線(xiàn)的自動(dòng)控制方式，是按葉線(xiàn)、梗線(xiàn)、配比、加香加料等工藝段劃分，先獨(dú)立通過(guò)PLC掛接現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)（Fieldbus）的方式完成工藝段的控制，然后再通過(guò)以太網(wǎng)（Ethernet）將各工藝段相聯(lián)，最終完成相應(yīng)的數(shù)控采集、監(jiān)控。這種控制模式在當(dāng)前的卷煙行業(yè)內(nèi)得到了最廣泛的應(yīng)用。

2 當(dāng)前制絲線(xiàn)電控系統(tǒng)簡(jiǎn)介及問(wèn)題分析

    2.1 卷煙廠(chǎng)制絲線(xiàn)電控系統(tǒng)

    制絲線(xiàn)電控系統(tǒng)是卷煙廠(chǎng)制絲生產(chǎn)線(xiàn)的控制核心。系統(tǒng)示意圖如圖1。
　

    現(xiàn)場(chǎng)操作員終端通過(guò)PROFINET與所有控制段PLC通訊，實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)控制段設(shè)備的授權(quán)監(jiān)控，同時(shí)還通過(guò)PROFINET與生產(chǎn)管理層連接，直接從生產(chǎn)管理層獲得生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃、批次任務(wù)、配方參數(shù)等生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并將相關(guān)生產(chǎn)段的生產(chǎn)信息傳遞給生產(chǎn)管理層。

    數(shù)據(jù)服務(wù)器同樣通過(guò)以太網(wǎng)接入工業(yè)以太網(wǎng)PROFINET，采集相關(guān)數(shù)據(jù)。無(wú)線(xiàn)以太網(wǎng)交換機(jī)可以使工程師的無(wú)線(xiàn)設(shè)備便捷地連入網(wǎng)絡(luò)開(kāi)展工作。

    4.2 新的制絲線(xiàn)控制流程

    自動(dòng)配葉工序按照卷煙葉組配方要求，完成片煙原料和煙梗的自動(dòng)組配；片煙預(yù)處理工序?qū)⒏黝?lèi)型等級(jí)的片煙加溫回潮松散、加料，根據(jù)葉組配方要求完成批量配葉任務(wù)；制葉絲工序?qū)⒒旌虾筚A存到規(guī)定時(shí)間后的煙片由貯葉柜輸出，經(jīng)篩分、切絲、葉絲加濕進(jìn)入烘絲環(huán)節(jié)；煙梗預(yù)處理工序?qū)煿；爻避浕邆錈煿Ｖ平z的條件；制梗絲工序?qū)⑻幚砗玫臒煿Ｓ少A柜輸出，經(jīng)蒸梗、壓梗、風(fēng)冷、金屬探測(cè)等，進(jìn)入切梗絲機(jī)；混合加香工序?qū)崿F(xiàn)葉絲、梗絲、二氧化碳膨脹煙絲、薄片絲、回用煙絲的比例摻兌和均勻加香；貯絲喂絲工序?qū)⒓酉愫筚A存8小時(shí)以上的煙絲送至對(duì)應(yīng)的卷接機(jī)組。

    4.3 控制網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的要點(diǎn)

    傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)，要求同一工藝段的電氣器件必須通過(guò)總線(xiàn)電纜直接相連。工業(yè)以太網(wǎng)PROFINET無(wú)此要求，只需就近將電氣器件接入交換機(jī)，在組態(tài)時(shí)就可完成邏輯結(jié)構(gòu)的構(gòu)建。因而在此要求打破舊有的思維，依據(jù)信息網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)來(lái)完成網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建。

    新的工業(yè)以太網(wǎng)PROFINET控制系統(tǒng)，帶來(lái)一個(gè)問(wèn)題，大量的設(shè)備直接連在網(wǎng)絡(luò)中，導(dǎo)致大量的數(shù)據(jù)包充斥網(wǎng)絡(luò)，造成通訊效能下降。解決辦法就是使用VLAN（虛擬局域網(wǎng)），即在交換機(jī)中啟動(dòng)VLAN功能（參見(jiàn)具體產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)），將邏輯上屬于同一工藝段的電氣器件劃歸同一個(gè)VLAN。

5 結(jié)語(yǔ)

    新電控系統(tǒng)的PROFINET網(wǎng)絡(luò)集成了強(qiáng)大功能，從網(wǎng)絡(luò)安裝到基于web診斷的整個(gè)自動(dòng)化解決方案的實(shí)現(xiàn)；PROFINET的模塊化結(jié)構(gòu)可非常容易地?cái)U(kuò)展和包含其他功能；PROFINET提供標(biāo)準(zhǔn)化的獨(dú)立于制造商的工程接口，它能夠方便地把各個(gè)制造商的設(shè)備和組件集成到單一系統(tǒng)中。PPC5135的人機(jī)界面友好，不僅使現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控更便捷，同時(shí)其通訊功能使車(chē)間總控室可以實(shí)時(shí)監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)情況。

    新的控制系統(tǒng)將網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議簡(jiǎn)化為一種，極大地節(jié)約了構(gòu)建成本、未來(lái)維護(hù)成本。同時(shí)為未來(lái)柔性制絲系統(tǒng)的構(gòu)建打下了良好的基礎(chǔ)。