单位:广东中烟工业有限责任公司梅州卷烟厂 制丝车间
邮编:514000
摘要:在现代烟草生产中,烟丝水分是衡量烟丝质量好坏的一个非常重要的工艺指标,然而由于各种因素的影响,生产过程不可避免会出现水分波动,导致一些烟丝水分不合格,本文针对我厂目前烟丝水分合格率偏低问题,而采取增加系统不合格品剔除功能的措施,使系统在烟丝水分不合格时控制输送带反向运行,实现剔除不合格烟丝,提高烟丝水分合格率的目的,实施后效果明显,烟丝水分合格率显著提高,保障了烟丝品质。
关键词:烟丝水分输送带 PLC 工控机
1前言
在现代烟草生产中,从烟片投料开始到烟丝的生成,整个过程已实现全面自动化生产,自动化生产大大提高了生产效率,节约了人力成本,但同时也存在着一些弊端,如生产过度依赖系统,系统的完善与否将直接影响烟丝生产过程和烟丝的质量。我厂目前采用的控制系统同样存在着缺陷,如没有不合格品剔除功能,此项功能的缺失将导致烟丝中会掺杂着不合格烟丝,影响烟丝合格率,因此为保障烟丝品质,提高烟丝合格率,改造是势在必行的。
2问题分析
烟丝水分是衡量烟丝质量好坏的一个非常重要的工艺指标,而烘丝是决定烟丝水分的关键工序,烟丝水分的合格与否主要取决于烘丝过程,然而由于反馈控制的滞后性,烘丝过程不可避免会出现水分波动,导致不合格烟丝的产生,而目前的系统没有不合格品剔除功能,所以检测到的烟丝水分无论合格与否,烟丝都将被输送至下一工序,导致烟丝水分合格率偏低,因此增加系统不合格品剔除功能是解决此问题的最佳措施。
3方案制定
烘丝后流程图如下图所示,由图可知YS128输送带处安装有水分仪装置,该装置能检测烘后烟丝水分的具体数值,并且由于烘丝是决定烟丝水分的关键工序,故选择在YS128.1输送带处进行不合格烟丝剔除。
考虑到电机可正反两向运行的特性,故改造YS128.1输送带为双向运行模式,实现烟丝水分不合格时输送带反向运行,达到剔除不合格烟丝的目的,方案共分为三个部分:硬件部分、程序部分和画面部分。
3.1硬件部分
3.1.1改造输送带运行模式
YS128.1输送带目前为单向运行模式,由单向馈电器起动,为实现输送带双向运行,改由双向馈电器起动。
3.1.2增加开关
为方便操作人员根据实际生产情况切换输送带运行方向,增加一个旋钮开关,为PLC提供强制反向信号,强制输送带反向运行。
3.2程序部分
3.2.1增加不合格品剔除控制程序
为使系统能自动剔除不合格烟丝,增加剔除控制程序,实现烘后烟丝水分合格时, YS128.1输送带正向运行,输送烟丝至下一工序,烘后烟丝水分不合格时,YS128.1输送带反向运行,将不合格烟丝剔除。
3.2.2增加强制反向程序
为使操作人员能根据实际情况强制输送带反向运行,增加强制反向程序,实现开关断开时,输送带运行方向受剔除控制程序控制,开关接通时,系统强制输送带反向运行。
3.3画面部分
按照工艺标准,烟丝水分不是一直不变的,而是要根据季节、气候、环境等因素作灵活调整,因此增加水分设定窗口,方便操作人员根据工艺标准随时调整。
4方案实施
4.1器件选型
4.1.1馈电器选型
我厂目前的控制系统主要采用西门子系列工业产品,故选用西门子RS1E-xHF高性能双向馈电器作为YS128.1输送带电机起动器,由电机功率1.5KW和功率因数0.8,可计算出输送带电机额定电流约为 3A,故选用整定范围为2.4-8 A的高性能双向馈电器,此馈电器性能稳定,工作可靠,在我厂被广泛使用。
4.1.2开关选型
开关在系统中为PLC提供一个强制反向信号,信号有0和1两种状态,故所选开关应有通断两种状态且状态可保持,在此选用型号为XB2BD21C的二位旋钮开关,此开关简单实用,安装方便,工作可靠,在我厂应用广泛。
4.2器件安装
4.2.1馈电器安装
改造后的YS128.1输送带电机由高性能双向馈电器起动。拆卸原来的单向馈电器,安装选用的双向馈电器,并接好线。
4.2.2开关安装
开关信号在系统中作为数字量信号输入到PLC,通过查看数字量输入模块可知,DI3模块的6号端子空闲,故将开关信号接到DI3模块的6号端子上,安装开关并接好线。
4.3PLC程序编写
4.3.1硬件组态
YS128.1输送带电机的起动由单向馈电器起动改成了双向馈电器起动,故须重新硬件组态,用西门子SIMATIC STEP7编程软件打开硬件组态画面,重新组态选用的RS1E-xHF(2.4-8A)高性能双向馈电器。
4.3.2程序编写
步骤1:打开西门子SIMATIC STEP7软件管理器界面,新建数据块DB23,定义数据块中各变量名称、地址和数据类型。
步骤2:新建功能块FB17,编写块内程序,实现烟丝水分不合格时输
出输送带反向命令,剔除不合格烟丝,剔除完成后复位反向命令。
步骤3:新建功能块FB102,编写块内程序,在FB102功能块内调用
FB17,实现根据水分仪实测值判断烟丝水分是否合格,如合格则控制YS128.1输送带正向运行,反之则反向运行,以实现剔除不合格烟丝的目的,并实现旋转开关至接通时,强制输送带反向运行。
4.4 工控机画面编辑
用WINCC软件打开项目管理器,在“薄板烘丝处理段参数管理”
画面编辑窗口,编辑“出口水分数据”窗口,操作人员可在此窗口
设置出口水分的上下限值。
5调试
步骤1:下载程序和画面,做好开机前的准备工作;
步骤2:在“出口水分数据”窗口,按照工艺标准设置出口水分上下限设定值;
步骤3:按操作规程开机,测试程序功能是否发挥作用。
经测试,程序功能正常,烟丝水分不合格时,输送带反向运行,旋转开关至接通时,输送带强制反向运行,达到预期效果。
6效果检查
通过一个月的跟踪观察发现,当烟丝水分不合格时,输送带能及时反向运行剔除不合格烟丝,将烟丝水分合格率提高到了100%,保障了烟丝品质,改造效果良好。
7结束语
通过此次改造,系统增加了不合格品剔除功能,避免了不合格烟丝混入烟丝中,提高了烟丝水分合格率,改造效果显著。然而技术革新是永无止境的,系统完善永远在路上,因此今后还应不断完善系统,让系统更加可靠和稳定,真正实现自动化生产。
参考文献
1.梁耀光等编:《电工新技术教程第1版》,中国劳动社会保障出版社2007
2.刘华波等编:《西门子S7-300/400PLC编程与应用第2版》,机械工业出版社2015
3.姜建芳著:《西门子WinCC组态软件工程应用技术第1版》,机械工业出版社2015
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