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1  引言

    卷煙業在國民經濟中占有舉重輕重的地位，卷煙業實現自動控制具有重要的意義。而plc作為一種新型的工業控制器，以其通用性好，可靠性高，安裝靈活，擴展方便，性能價格比高等一系列優點，在工業控制中得到越來越廣泛的應用，在卷煙行業中得到很大程度的推廣。

2  卷煙的工藝與流程

    如圖1所示，管道系統與卷煙設備相連，當高壓離心風機運轉時，會抽走管網中(包括除塵裝置、煙砂分離器)的氣體，形成負壓，它作為抽取煙絲的動力來源，當管道上蝶閥打開時，卷煙機內的負壓將煙絲吸入卷煙機，進行卷煙包裝。管道內壓力穩定時，單位時間內吸入卷煙機中的煙絲量也相對恒定，這樣卷出的卷煙才能松緊適宜，質量合格。同時，管道系統中的煙砂分離器對流入管道的煙砂進行回收;渦管及濾管除塵器對尾氣進行除塵過濾，使之凈化后再排入大氣，減少對大氣的污染。由于卷煙機負荷恒定的，所以也要求管道中負壓恒定，我們通過變頻調速方式調節引風機的轉速，使負壓達到控制要求。

圖1   卷煙工藝流程圖

3  控制系統結構

    在本系統中，根據現場實際傳輸距離、網絡傳輸速度、性能價格比等控制要求，選用了rs-232/485的串口通訊，其最大網絡傳輸距離為500m。在圖2給出本系統的網絡結構圖。

圖2    系統的網絡結構圖

4  上位機系統設計

    設計上位機監控系統方法很多，如可采用vb、delphi和pb等可視化語言編寫，也可直接采用組態軟件設計，用組態軟件開發周期短，效率高，所以選用了國產的北京亞控公司的組態王6.5版。監控系統的開發中，通訊問題非常重要，下面詳細給出組態王6.5與三菱fx-2n系列plc之間通訊的詳細設置步驟。

首先在組態王中新建一工程，取名為“卷煙風力控制工程”，然后建立控制設備plc。

(1) 在組態王工程瀏覽器的“設備”大綱項下，選擇您要設置的i/o設備類型，在右側目錄內容顯示區雙擊“新建”圖標;

(2) 在“設備選擇”中選擇要安裝串口設備的生產廠家、設備名稱、通訊方式(見圖3):

圖3   設備選擇

(3) 在“設備名稱”中為將要安裝的串口設備指定一個邏輯名稱;

(4) 在“選擇串口號”為安裝的串行設備指定與計算機相連的串口號(見圖4);

圖4   選擇串中號

(5) 在“設備地址”為串口設備指定設備地址;

(6) 在“通訊參數”中設置通訊故障時的參數(見圖5);

圖5  通訊參數配置

(7) 確認“設備信息總結”中的設備信息(見圖6)。

圖6   設備信息總結

    通訊設置完成后，進行畫面開發，在開發系統左側的樹型視圖中選擇“畫面”，選擇新畫面選項，建立風機監控主畫面、實時報警畫面、歷史報警畫面、實時曲線畫面、歷史曲線畫面、日報表畫面等。上位機采用了冗余技術,設計了雙機熱備功能，當主機出現故障時，備用機自動切換運行。

5  下位機設計

5.1  plc控制程序流程

    本系統采用三種控制模式即就地手動方式、plc遠程手動控制方式、全自動控制方式。前兩種方式一般只在設備調試或維修時使用，系統主要以全自動操作方式為主。在這種方式下，各類小電機、風機等設備的開/停，各種工序的切換，都由plc按照預先編制的程序自動控制。現場的泵類、風機、電磁閥等開關信號，風壓值等模擬信號，通過plc在上位機上顯示。

5.2  plc部分主要控制程序

    現場各個監控點的物理參數, 由對應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，經過屏蔽電纜送到plc內, 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電流形式送到執行機構，控制執行機構的動作。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。

    根據系統要求，任意時刻，只有一臺變頻器運行，另一臺備用，當前運行的變頻器出現故障時，另一臺要自動投入運行，因此，采用了互鎖來實現變頻器的一開一備，圖8中m5與m13實現互鎖功能。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  結束語

    本系統在某卷煙廠調試、試運行，情況良好。plc的運用實現了生產過程的自動控制，減輕了操作工的勞動強度;高可靠性的plc，其大量時間繼電器和中間繼電器的運用，使設備的故障率大大降低，提高了工作效率和經濟效益。