制丝线设备状态自动判异功能开发

制丝线设备状态自动判异功能开发

陈霄澄

山东中烟工业有限责任公司济南卷烟厂   身份证号:372321199604200252

摘要：现如今，中国烟草战略是中国烟草的品牌战略，其目标是赢得“十四五”发展。以“国际领先、国内一流”为标准，在“中央烟草特色卷烟厂”建设的指导下，构建烟草制丝线中国烟草特色生产保障体系，推动企业从传统制造向智能制造转型，打造行业云基烟丝生产专用线。对烟草制丝线辅联设备控制技术进行探究，具有重要意义。

关键词：制丝线；设备状态；自动判异；功能开发

引言

烟厂制丝生产线属于自动化流水作业，任何设备故障都可能影响局部或整条生产线的生产节拍，给生产和产品质量带来不利影响，因此在制丝设备管理中，不断降低生产过程中的设备小停机，保持生产的连续性，是提升过程控制能力、保证产品质量和节能降耗的有效途径。

1完善调整制丝线车间内部布局

从社会角度来看，烟草行业对中国来说是一个极其重要的行业，烟草生产和加工面临着严峻挑战，在生产和加工过程中，各种生产过程产生的异味分子多达数千种，烟叶生产线、白肋烟加工生产线、茎秆生产线、切丝生产线、烘烤生产线、切丝生产线、扩丝生产线、混合调味生产线、储物柜等卷烟生产中的制丝和包装生产过程，可能会产生异味废气。加工的材料属于高分子碳氢化合物，如糖、尼古丁、氮等，在卷烟生产过程中，当稀释到人的气管时，以其稀释无味清洁气体的量和异味气体的比例来确定异味气体的单位值。对现有烟草制丝线车间进行土建施工和公共设施改造，调整车间内部布局，将真空水分回收室、预配柜、储叶独立分离，增加卷烟配方物流系统，升级生产管理、设备控制、公共安全、信息设施等智能控制和信息系统。完善烟草制丝线车间给排水、采暖、气压、空调及消防、环保、劳动安全、职业卫生等公共电力系统。云烟草制丝线生产集中控制系统，采用云计算、数据中心和工业互联网技术，打造中国首条云烟草制丝线集控中心专线。烟草制丝线生产集中控制系统、信息网络系统、综合布线系统、除尘退潮控制系统实施网络规划设计方案和云SCADA部署模式。在干螺纹烘干机单台设备上进行烟草制丝线cloudSCADA案例测试，测试烟草制丝线数据采集的实时性、定时数据库的稳定性及图形组态工具的功能，达到烟草制丝线同类产品的技术要求。创新解决工控系统数据采集标准统一、数据互联、计算稳定性、三维可视化、应用模块标准化、升级维护效率等痛点、难点、阻塞问题。智能照明工程，创新的无线网络技术，智能灯具不需使用传统的网络电缆连接，降低烟草制丝线施工成本，减少烟草制丝线运行维护，地面安装方案在格栅层，不再使用传统的架空悬挂安装，破解操作维护困难、安全防护成本高的难题。工艺设计借鉴行业制丝专项整合成果，结合“天子专线”创新技术成果、中国烟草的特点和工艺流程的主要工艺设计，以及中国烟草制丝的创新技术，完成主要工序中关键主机设备的工艺及技术设计要求，如真空水分回收、进料上香、叶去杂、切丝干燥、叶丝选风等。实验验证研究完成烟草制丝线现有烟草切片机右侧塑料的试验和在生产中的应用，首次完成烟草制丝线不同尺寸产品的切片实验和二次空分参数、塑料的数据采集和分析，利用碎片分离和二次空气分级对卷烟的各项指标进行烟草制丝线研究，创新提出烟草制丝线碎片分类、筛选、二次空气分离、叶片结构控制相结合的概念，建立烟草制丝线相应的联动数据支撑进行成型，升级后的线材专用线的筛选和选风程序，以确保中型卷烟产品的质量和风格稳定。

2制丝先设备优化方案实施

2.1引入新设备、新材料、新工艺全线投产

新设备主要选用进口新型除杂设备、旋转式加热加湿机（膨胀单元SIROX）、FT535B烟草开箱设备。新材料主要选用开放式不锈钢网桥、PE带、PE刷丝。新技术主要采用三流节能真空水分回收技术、新型分体刷辊、新型带料输送设备隐形边缘保护、开式冷凝水回收利用。新技术主要采用具有中支特点的技术，如叶片式控制单元和烟杆薄切技术。完成对无移位旧设备的保护，拆除、搬迁和保护旧设备、拆除和转移废弃设备、民用和公共工程、装饰天花板、层间轨道等。完成钢桁架支承柱基础、废旧设备基坑、人孔回填处理等地基基础工程。完成工艺设备安装区地面涂料基础的施工，以满足钢桁架安装的要求。完成钢桁架、钢格栅、主网系统，不影响工艺设备的安装调试，同时拆除旧的工艺设备保护设施。根据工艺设备的定位，完成工艺设备及其配套部件的安装，完成给排水、供电、配电、除尘、排湿管网的安装，全线投产，并完成工艺设备区地坪漆项目，卷烟厂烟草制丝线生产线投入试生产。

2.2控制程序及上位机界面的开发

研究小组通过查阅相关资料并结合制丝设备的实际情况，对控制程序做出如下定义的开发。定义排料板活门关闭状态为状态1、而开启状态则为状态2。之后当工序点做好生产准备，生产批次已确认开始后，将给出信号值，而当设定的程序接收后，将自动检测排料板活门是否位于状态1，若反馈结果为是，则程序运行结束；而若反馈结果为否，则将通过气动装置关闭排料板活门，使其从状态2转变为状态1，之后程序结束。

2.3综合选择主控系统的称重装置

为尽可能节省烟草制丝线成本，可通过同一网关将多台称重设备连接在一起，并作为PROFINET节点访问主控制网络，需要传输相对大量的数据。卷烟厂在早期阶段使用罗克韦尔自动化公司的SLC500作为主控系统的称重装置，在改扩建项目中，为烟草制丝线节约资金和保证原有投资，仍希望继续使用这些设备，这就要求网关能够支持早期SLC500使用的以太网协议。由于称重设备是一个独立的子系统，设备在出厂前已完成初步调试和配置。EtherNet/IP的网络地址分配由OEM制造商完成，这在某些情况下与主控系统PROFINET的网段不同。如再次修改网络配置方案，则要延长工期。最终用户选择烟草制丝线BeaconLobalTechnology提供的BT-EN-PNA网关来完成该项目。BT-EN-PNA可同时用作多个以太网/IP服务器，因此烟草制丝线可使用LOGIX作为以太网/IP主站与多个设备进行通信。BT-EN-PNA可用作PROFINET网络的从节点，其数据传输区域最多约1500个字符，确保多台设备可同时向PROFINET网络传输数据。Btenpna可在罗克韦尔以太网接口侧同时支持SLC500/PLC5以太网协议和LOGIX平台以太网/IP协议，以确保新旧系统的共同运行。BT-EN-PNA有2个以太网端口，EtherNet/IP和PROFINET可选择性地划分不同的网段，或使用相同的子网地址。通过这种方式，OEM设备可提前配置网络，缩短现场安装时间。在本应用中，通过BeaconGlobalTechnology的BT-EN-PNA-S数据转换网关，将独立的子系统和主控系统统一为一个数据监控平台。烟草生产全过程的信息数据全部上传到MES系统进行管理和调度，满足信息量大、生产准确的通信要求。提高企业的生产效率和竞争力。

结语

烟草行业是一个自动化程度非常高的行业，由于烟草行业在国家税收领域的特殊贡献，中国拥有大量的烟草品牌和不同的配方生产线，制丝生产线是决定烟草产品质量的重要因素，实际应用结果表明，该装置运行稳定可靠，不仅提升了自动化应用程度，还保证了产品质量，增强了现场的视觉形象，在烟草行业制丝复烤生产线上和类似运用活门控制的装置上具有较大的推广价值。因此，丝生产线的自动控制系统在烟草厂的控制系统中占有重要地位。

参考文献

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[2]曹传阳.制丝设备与PLC应用技术探析[J].中国设备工程，2022(16)：193-195.

[3]蒲可.数据驱动的烟草制丝水分控制系统设计与实现[D].绵阳：西南科技大学，2022.