风力送丝牌号自动监控系统的开发及应用

龙爱华

(重庆烟草工业公司黔江分厂，重庆 409000)

牌号跟踪是制丝流水生产线贯穿每道工序中非常重要的一项数据采集，我厂制丝生产线的数据系统是采用功能强大的SybaseSQLAnywhere数据库，为HMI提供了快捷之门。风力送丝作为制丝的尾端工序，也是承接卷包的过渡工序，牌号跟踪更是显得尤为重要。

一、概述

风力送丝工序是制丝车间与卷包车间自动化生产线的关键接口工序，在卷烟自动化生产线上起着举足轻重的作用。制丝车间按批次生产不同牌号的烟丝，存储在不同的储丝柜里。风力送丝工序就是将储丝柜里的烟丝按牌号输送到4台发丝机里，每台发丝机上有6根风管，烟丝通过风管，利用负压送到每台卷接机进行成品烟支的卷接。卷包车间卷接机组每天生产烟丝的牌号，是通过卷包车间传递生产单与风力送丝操作工进行人为衔接。风力送丝操作工在操作站上人为选择每一台卷接机发送烟丝的牌号，然后直接启动发丝生产线向卷接机送烟丝［1］。这种人工方式下的操作存在两个缺陷:

1)人工操作和监控工作量大，容易出现疲劳，导致出错。

2)目前的人机监控画面无卷接机组实时生产牌号显示，对操作工来说缺乏对牌号的直观判断。

在这个过程中，对于各台卷接机生产的牌号和风力送丝各储丝柜存储烟丝的牌号之间没有相互确认的步骤，也就是没有谁来对卷接机生产牌号和风力送丝所送烟丝牌号是否一致进行实时监控和确认。如果风力送丝操作工出现操作上的失误，就不容易发现并及时纠正，这就存在重大质量隐患的根本。

图1 风力送丝工序现场

二、设计理念

针对以上存在的问题，利用现有的硬件环境(包括声、光报警)，开发一套风力送丝自动牌号监控系统，主要是完善WinCC监控软件，从SQLAnywhere中读取牌号数据;利用负压检测装置获取卷接机的生产状态，改进PLC控制程序。分别实现两大功能:

1)嵌入风力送丝监控画面中的每组卷接机台的计划生产牌号和实际生产牌号显示，并对每个机台间的计划牌号和实际生产牌号进行对比，若不一致则自动弹出报警。

2)改进PLC控制程序，实现当报警出现时，也就是机台计划牌号(选定牌号)与生产实际牌号(监视牌号)不一致时，自动停止发丝。只有重新选定正确的牌号后才能重新启动设备，从而实现机台牌号的自动跟踪和监控，避免错发烟丝。

图2 牌号监控系统功能结构

三、软件编制

风力送丝系统的软件为西门子WinCC(WindowsControlCenter)工业监控软件及SIMATICStep7v5．4可编程控制器编辑软件，为目前大多数卷烟企业所用，特点是简单易用、功能强大、扩展性强［2］。

(一)完善系统人机界面(HMI)

1)建立WinCC变量。根据监控画面，分别建立了卷接机生产牌号、卷接机计划牌号和牌号清零等共44个变量。

2)嵌入系统监控画面。在原风力发丝的WinCC监控主画面上，增加了14台卷接机的计划设定牌号和实际生产牌号的显示画面。原画面(图4)与改造画面对比(图5):

图3 建立WinCC变量

并在主画面添加卷接机生产牌号设定和更改画面(图6):

图6 卷接机生产牌号设定和更改的弹出画面

3)利用vb脚本编写卷接机牌号设定及更改程序［3－4］。

(二)PLC控制程序编写

(三)系统融合

按照监控画面程序上建立的WinCC变量与PLC程序中相应的程序地址建立变量连接，使人机界面和控制程序融合。牌号自动监控系统能实现的功能和操作包括:

1)操作工向系统输入每台卷烟机计划牌号，并且按烟机需要，选择相同牌号的储丝柜发丝。

2)每台卷烟机实际生产牌号和计划生产牌号能在系统监控画面上直观实时显示。

3)如果出现计划牌号与生产牌号不一致，系统将弹出报警，同时提供操作界面的红色警示文字报警和触发电铃声音报警。见图7。

图7 牌号不一致时弹出红色报警框

4)若某一卷接机台出现报警，则相应的风力送丝机将不能启动，直到操作人员重新选定计划牌号或者重新选择正确牌号的贮丝柜，以使报警自动消除。

5)系统计划牌号可以按生产过程的实际情况进行更改，而实际生产牌号不能更改，是根据选定贮丝柜的牌号及机台的负压检测信号自动产生的。

6)在卷接机生产结束后，系统的生产牌号可以自动清除(停止生产30分钟，时间可根据情况更改)，也可以手工清除。计划牌号可随时根据生产情况进行更改和清除。

四、结束语

目前，从本研究完成及投入实际应用以来，风力发丝工序再也未出现过发错烟丝牌号现象，也从未产生质量问题和影响卷包车间生产进度的事件，消除了错牌号发丝的隐患。风力发丝牌号自动监控系统的开发和应用，不仅减轻了人工操作的劳动强度，而且效果明显，效益显著。

［1］国家烟草专卖局．卷烟工艺规范［M］．北京:中央文献出版社，2003．

［2］西门子(中国)自动化与驱动集团．深入浅出西门子WinCCV6［M］．北京:北京航空航天大学出版社，2004．

［3］郑晟，巩建平，张学．现代可编程序控制器原理与应用［M］．北京:科学出版社，2003．

［4］刘璐，李岭松．VisualBasic程序设计与上机指导［M］．北京:清华大学出版社，2007．

(责任编辑 张佑法)