西门子 6000Kg/h打叶线控制系统在烟草行业的应用

项目介绍

潍坊烟叶复烤厂是国内最早加工烟叶的企业，至今已有八十多年的历史。随着打叶复烤技术的推广和应用，该厂联合机械部济南铸造锻压机械研究所在借鉴和消化吸收Comas和Mactavish技术的基础上设计生产了6000kg/h打叶线，打叶线控制系统以S7-400 PLC为主控制器，采用了当今先进的现场总线技术，通过PROFIBUS-DP控制全线所有变频器及分布式I/O，并采用了新颖的触摸屏和大型模拟屏幕流程图显示，使得系统具有较完善的功能，是当时国内自动化程度最高的打叶线之一。

系统构成

打叶线包括打叶前、一打一、一分一、一分二、一分三、二打二分、三打三分、四打四分、五打五分和五分后共十段,电机共161台，总功率1200kw，全线共9组打叶机，12级6000Kg/h打叶线控制系统风分器；打叶机、风分器和播扬风扇均采用变频器控制,全线变频器控制电机47台，总功率584kw。系统要求能按工艺要求和流量状况控制各变频器的转速，每个电机现场都有一个本地开关，以控制电机的起动停止。因此，整条线设备前后关联，设备复杂，烟叶成本高，对设备的可靠性要求很高。整个系统构成如下图。

打叶线控制系统构筑在PROFIBUS-DP设备级的总线上，其中PLC作为一级主站，变频器和分布式I/O作为从站，通讯采用主从方式，传输介质为铜质屏蔽双绞线，通讯协议采用RS485。现场总线为系统的可靠性和灵活性提供了保证。按照烟草系统的传统习惯，设置了两块3m×1.5m模拟屏,采用了硬质发泡PVC板表面丝网印刷的新技术，将全线设备及电机形象细致地绘出，每个模拟屏装有200个Idec指示灯指示系统及各电机状态，使操作及维护人员观察起来极为方便。

系统功能

系统软件是以STEP7编制的, STEP7具备梯形图，功能块和语句表三种编程方式，因为整个系统控制任务复杂，故选用语句表作为系统编程语言。触摸屏选用西门子通讯软件Protool编写, 系统主要具有以下功能：

·变频器和分布式I/O控制：PLC通过总线控制变频器起动/停止，分布式I/O的运行，监控其状态和三级诊断信息并显示在触摸屏上
·手动/自动控制：可根据具体情况轻松转换
·恒流控制：为了保证二次润叶后烟叶水分均匀并且向打叶机均匀送料，系统要求进行恒流量控制
·工艺数据管理：系统已初始化工艺参数，因此操作人员可根据实际所打烟叶的产地和等级选择相应工作参数组,并将实际运行优化后的参数存入系统
·操作界面：使操作人员方便快捷监控系统的运行，如下图所示·模拟显示屏：画面与触摸屏对应，直观显示设备分布及其电机运行状况
·故障诊断及报警：系统具有较为完善的自我诊断及显示功能

系统特性

· 图形化界面：清晰直观
·结构化编程：简化了工作量并保证了系统的可靠性，成功完成系统初始化、工艺参数管理和维护功能
·优良的可维护性：PROFIBUS-DP总线技术使系统维护变得非常简单，对不同厂家的产品和同一产品的升级具有良好的兼容性，而且系统增添元件时很方便

结束语

该系统于九八年十一月份投入运行，已于九九年九月一日通过验收。系统运行可靠，较传统控制平均节能约18%,设备无故障运行时间比以前有很大提高，降低了设备故障修复时间，减轻了工人劳动强度，取得了良好的经济效益。

本文摘自《西门子自动化专家会议论文集》