浅谈PLC在制丝生产线中的应用

摘 要：“红塔山”品牌专用制丝生产线核心技术研究项目作为国家烟草专卖局中式卷烟制丝生产线重大专项项目之一，以实现“红塔山”品牌做大做强为最终目标，历时3年，在原料品质、配方模块、加工模式设计、智能化控制技术等方面开展了大量研究，并已完成验证工作，该生产线工艺流程先进，柔性化、精细化和自动化水平较高，整体达到了国内领先水平。

关键词：PLC；制丝生产；控制系统

随着PLC控制器价格的不断降低和用户需求的不断扩大，越来越多的中小设备开始采用PLC控制器进行控制，PLC控制器在我国的应用增长十分迅速。随着中国经济的高速发展和基础自动化水平的不断提高，今后一段时期内PLC控制器在我国仍将保持高速增长势头。通用PLC控制器应用于专用设备时可以认为它就是一个嵌入式控制器，但PLC控制器相对一般嵌入式控制器而言具有更高的可靠性和更好的稳定性。在制丝生产线中选用PLC作为核心器件，可以适应系统的工作特性和工作环境，并能非常方便的实现控制。另外本设计选用的接近开关都是无接触式的，因为制丝生产过程会不停用到这些开关，无接触可以防止经常碰到而减少器件的灵敏度和使用寿命。

一、PLC功能及系统构成

根据任务，通过PLC应使制丝生产线达到以下要求： a.进料时，传感器检测信号发送到PLC来准确定位分配行车； b.铺料时，生产线的各个组成部分顺序启动运行，还要设置联动互锁；c.随时使整个系统的动作处于监测之下，保证出现问题或故障后可及时对相关故障部分进行保护； d.生产流程及故障发生地点能够随时显示在工艺流程显示屏上，并自动控制系统故障的声光报警。该系统除设计了PLC自控系统外，还设计有手控系统。设置手控系统的目的是为了便于出现故障时进行调试和维修。同时，它不需要PLC控制，在生产线自动系统出现故障时，可以作为系统的备用。

二、PLC控制系统的优势

PLC控制系统是为了满足生产工艺不断提出的新要求而促使科学技术的不断发展最终实现了自身的飞速发展。现代先进的控制技术囊括了传感器检测技术、电力电子、模数电转换技术及精确测量等。PLC之所以在当今社会得到如此广泛应用不仅因为它可以用于开关量控制，及模拟量和数字量的控制，还因为它可采集与存储数据，监控正在进行的控制系统。制丝生产线的用途是将从前一道工序中已经生产出来的烟丝，根据优良品种和型号规格的种类的不同分别送往指定的制丝柜混合均匀后贮藏起来。然后，卷烟生产线需要哪种规格的烟丝就从相应的制丝柜中取来进一步加工。 PLC系统的设计能够有效的提高制丝生产的效率，此外PLC高可靠和强抗干扰能力、多样的I/O接口模块、优良的灵活性和系统安装简单以及维修方便等特点能很好的解决传统制丝生产线中的问题，因此对生产线来说该PLC系统的设计有着很重要的意义。

三、制丝生产线控制系统软件设计

（一）PLC系统硬件的配置

由于控制系统以开关量为主，含有少量的模拟量，并且中控系统控制采用的是基于RSLogix 5000系列的编程系统，为保证与中控系统通讯的便捷与稳定，经比较选用罗克韦尔公司的SLC-5可编程序控制器、RSLogix 500编程软件、RSNetWork控制网组态软件以及RSView监控软件组成的自控系统。其稳定性好，功能强，并提供了多种不同点数的CPU模块和数字量、模拟量I/O扩展模块供用户选用。系统的人机界面采用RSVIEW公司的人机界面，称重终端采用美国METTLERTOLEDO公司的JAGXTREME并配有总线通讯板与PLC进行通讯。具体配置为：SLC一5可编程序控制器配置模块为：1747-L551C 5/05 CPU模块；中央处理器模块提供的1746-0816I/O模块；并配置了1746-HSCE高速计数器模块；以及2个1747-SDN DeviceNet Scanner模块。

（二）系统软件设计

生产线有手动控制和自动控制之分，在手动控制状态下，整个系统完全脱离PLC控制，PLC所有输出点皆不工作。使用者可操作面板上各开关分别操作15台电机运行。当控制开关切换到自动运行后，开启电源开关，并发出指令使各行车运动到起始位置等待下一步命令。a.当PLC收到某号柜开始进料的指令后，首先命令分配行车往指定柜靠近，并依靠该柜所在的接近开关的信号行驶到选定柜上侧。紧接着分别延时2s依次启动铺料行车、铺料带、分配带和进料带各电机。系统为了避免局部堆料从而采用了各电机的延时启动。b.当PLC接到铺料行车限位接近开关信号后，先停下1s，然后命令铺料行车及铺料带往相反方向运行，同时命令分配行车再启动并前进2s。c.PLC收到分配行车极限位置的限位信号后，指令分配行车反向前进 。至此，进料程序开始循环。在循環过程中，料满检测信号不断送给PLC。PLC接到料满信后，指示报警系统工作。30s后，通知进料系统将各电机间隔5s分别停止运行。软件中还有各制丝柜进料的互锁指令，也就是当PLC在给某号柜进料途中，不再接受任何其他进料指令。出料：分别间歇启动出料振槽、拨辊电机，然后延迟启动底带电机。接着检测出料是否完成，若未完成重复上述动作。若完成，发出出料完警报，出料停止。

四、结束语

综上所述，制丝生产线的用途是将从前一道工序中已经生产出来的烟丝，根据优良品种和型号规格的种类的不同分别送往指定的制丝柜混合均匀后贮藏起来。“红塔山”品牌专用制丝生产线完成了中式卷烟制丝生产线重大专项实施方案规定的研究内容，达到了规定的技术经济指标，在品牌原料保障技术、高档产品精细化加工技术、常规产品均质化加工技术等方面均有显著创新。

参考文献：

[1] 林国辉.基于PLC的自动生产线控制系统的设计[J].广东教育学院学报.2015，28（3）.

[2] 刘娜.自动生产线行驶小车的PLC控制系统设计[J].计算机教育.2014（6）.115，116.

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