卷烟机PLC电气控制系统分析

卷烟机 PLC电气控制系统分析

马秀伟

河北白沙烟草有限责任公司，河北 石家庄 050000

摘要：随着市场经济和中国社会的发展，烟草业不断发展。目前，国内卷烟厂卷烟机是一套特殊设备，主要由模具、装配、包装、托盘装药过滤器等组成，涉及电力、机器、光、液体等多个专业领域。并且需要对设备进行高度的系统协调。随着卷烟包装速度加快，质量要求越来越高，对卷烟生产设备的要求也越来越高。PLC电气控制系统作为下一代工业控制器，已广泛应用于各种控制领域。因此，PLC电气控制系统和现场总线技术在卷烟机系统中的应用，在提高卷烟机自动化和生产速度方面发挥着重要作用。

关键词：卷烟机；PLC电气系统；控制系统

前言

总之，烟草行业是中国国民经济的基础产业之一，起着重要作用实现烟草业自动控制对促进国民经济发展具有重要意义。目前中国社会正在稳步发展为了提高企业的市场竞争力，烟草业改进和优化了电力系统。为了适应当时的发展趋势，满足市场发展需要，实现企业发展，烟草企业提升了电力、机械、光、液等技术。在系统运行过程中，为了提高设备性能，改进设备运行过程的协调，实现卷烟机电气控制系统改造，引进PLC电气控制系统，为烟草企业取得突破提供了重要保障。

一、卷烟机PLC电气控制

1.PLC控制概述

PLC是可编程逻辑控制器的缩写，采用计算机设计思想。最初，只能执行逻辑操作，主要用于指令控制。随着微电子、计算机和通信技术的发展以及对工业自动化控制的需求不断增加，PLC在速度、功能、智能模块和网络通信方面取得了显着进步。目前，PLC不仅是开关控制，而且是模拟控制、过程控制和远程通信的功能。当然，PLC也有其自身的局限性，例如无法向操作员显示动态设备状态参数，无法存储和转换大量数据，尤其是在系统过程发生变化时，无法轻松快速地修改相关参数和公式。因此，在稍微复杂的控制系统中，PLC通常与工业控制计算机结合使用，以实现全面的控制功能。

2.卷烟机中PLC电气控制系统的工作过程

(1)数据收集和输入。在PLC电气控制系统软件程序控制下，执行事先准备好的指令，扫清输入区，分析判断输入区运行状况。(2)程序控制某些功能的处理。首先，用户控制系统的预定义程序指令，然后根据预定义规则对系统运行进行全面扫描，并将逻辑计算和实时分析控制与现场操作的实际状态和指令要求等各种现象结合起来。(3)监测和反应过程。将收集程序执行的特定分析和逻辑操作的结果，并将其发送到系统控制主机，然后主机向所有输出点发送响应信号，以控制设备的运行。由于每个操作都是一个工作周期，因此需要在生产过程中执行连续操作，并按照上述步骤重新开始。与此同时，在生产过程和实际应用中，主要需要大量的设备来完成多个过程。

二、卷烟机应用PLC电气控制系统的优势

PLC电气控制系统在卷烟机中的应用可以更好地适应人们的操作要求，更方便人们的操作。此外，它能够实现特殊的操作界面，使操作人员能够清楚地获取相应的数据信息，为操作人员提供了极大的便利，有助于提高PLC电气控制系统的效率和质量。此外，PLC电气控制系统简化了所有生产数据的数据信息，可以对原材料的采购和交付进行明确比较，更快地查询相关数据信息，提高了操作人员的查询效率，PLC电气控制系统可以减少维修的难度。PLC电气控制系统采用高性能控制技术，具有抗震、抗干扰等功能，能有效提高整个电气系统的运行效率，大大方便了烟草自动生产过程。此外，将PLC电气控制系统应用于卷烟机时，机器故障较低，工作人员维修难度较低。系统在运行时更加稳定，从而延长了机器的使用寿命。并且在机器维修过程中，PLC电气控制系统可以检测出故障部位和区域，及时通知维修人员进行调查和维修。

PLC电气控制系统的应用可以有效提高数据采集的效率和准确性，合理利用现场总线技术可以提高PLC电气控制系统应用过程中卷烟厂自动化生产过程中的数据处理效率。此外，该系统不仅能实时监测数据信息，还能及时整理整理相关数据信息，方便卷烟厂设备信息的传输。通过PLC电气控制系统的运行，可以利用先进的工业技术最大限度地发挥机械设备的功能，促进技术之间的连接和协调。通过PLC电气控制，能够很好地连接各种机械设备，提高整个卷烟厂自动生产工艺的效率和质量。

三、机组组成

1.机组的PLC硬件组成

(1)API结构。国产化后期的PROTOS70机组选用S7-400作为主控PLC，下设多个从站，分别位于供条成型机（VE）、卷制装置（SE）和滤嘴接装机（MAX）。由于操作系统和MAX需要快速、实时的响应时间，因此必须在这两个从属工作站上配置单独的CPU功能模块。主站CPU414-2DP与从站ET200M、阀岛(FES-TO)、变频器等单元，通过ProfibusDP现场总线形成控制层。人机界面HMI、CIS烟道质量控制系统和SRM重量控制系统通过总线链路形成方向。其中，HMI使用工业计算机通过MPI接口与PLC通信数据。(2)现场总线。ProfibusDP用于设备级高速数据传输，主要用于中央处理器(PLC)与分布式现场设备(驱动器、阀门等)之间的通信。通过高速串行线路。PLC与现场检测组件或执行机构之间的布线大大减少，从而简化了维护并大大降低了成本。

2.软件方面

主要由上位机人机界面软件和下位机PLC控制软件组成。上位机编程软件可以用VB开发，设计灵活有力的人机界面，其功能是显示机器的当前工作状态、工作速度和故障状态。以下计算机编程软件可以是STEP7V512，其主要功能是进行系统编程和配置。其中，上位机主要包括系统运行、系统参数设置、生产统计、故障监测、故障统计和电磁阀调节。主要功能是执行生产过程中的所有任务，包括OB和FC块。FC块包括初始化子程序、安全联锁子程序、通信模块子程序、高速计数子程序、三重振动板控制子程序、故障状态子程序S9、部分故障状态子程序

四、主要控制模块的设计

1.主电机的启动和停止命令。主电动机起动前，必须拉动主离合器，以确保主电动机的轻微起动。当所有检测和控制条件都满足时，按下启动按钮，启动主电机时无需充电，转速为全速的三分之一。当焊铁放下烟带工作信号时，它会自动切换到最大工作速度。机器发生故障时，立即切断电源，机械制动以保证机器的安全。

2.变频调速装置。滚动机器有三种运行速度:点速度(全速1/6)、低速(全速1/3)和最大速度。PLC控制系统根据当前工作条件生成相应的输出信号，控制交流变频器的转速设置，达到相应的机器工作速度。

3.烟草控制系统。主发动机起动时，料斗发动机自动运行，为轧辊机提供烟草，PLC电气控制系统可同时检测和控制烟草高度和烟草升降速度，以确保烟草供应的统一连接。

4.交流联锁控制系统。机械设备运行时，通信链通常确保人员和机器的安全。一旦防护门打开，机械传动就异常当机油压力低或发动机热启动时，通信链被切断，机器停机。故障排除后，机器可以重新启动。

结束语

总之，对于烟草设备，由于烟草厂生产任务繁重，生产技术复杂，工作环境差，产品质量要求高，烟草厂设备需要长时间高速工作。可编程逻辑控制器(PLC)是一种数字预算编制和执行控制机制。该系统取代了传统的继电器，大大促进了电子一体化进程。PLC控制系统在烟草设备上的应用可以有效提高整个烟草设备的可靠性，降低故障率，提高运行速度，同时降低故障率，保证产品质量。因此，卷烟机PLC控制系统对其他工业控制系统具有良好的推广价值和一定的参考价值。

参考文献：

[1]周石强，郭强，朱涛，刘旭东.电气控制与PLC应用技术的分析研究[J].中华民居（下旬刊），2018（01）：52-54.

[2]李延增.浅谈Protos70卷烟机组的PLC控制系统[J].装备制造技术，2019（12）：110.

[3]贺晓龙.浅谈卷烟机PLC电气控制系统[J].科技传播，2019（16）：98.

[4]潘晓斌.PLC在高速卷烟机中的应用[J].电工技术，2008（8）：33-35.

[5]郑萍.PLC与现场总线技术在B1包装机组改造中的应用[D].西华大学硕士学位论文，2009.

[6]张海林．MK9-5卷烟机PLC电气控制系统设计[J].国内外机电一体化技术．2002．