PLC在烘丝机自动控制系统中的应用

沈 聪

(广东中烟工业有限责任公司 湛江卷烟厂，广东 湛江 524000)

0 引 言

作为传统的农业国，我国农业相关产业在国民经济中占据着十分重要的地位。在农业发展过程中，除了传统农作物的生产和加工外，经济作物的种植和加工也占据着十分重要的地位。当前，在我国经济作物中，烟草的种植比较普遍，发展也十分迅速。在烟草加工过程中，烘丝机的作用十分关键，能够对烟草进行烘干，降低烟草的含水率，提高最终成品的质量，对烟草企业发展有着积极的影响。随着计算机技术的不断发展，烟草企业中的烘丝机自动控制水平也得到了显著提高，尤其是PLC的应用，更是提高了烘丝机自动控制系统的运行效率。所以，在烟草生产过程中，需要对PLC在烘丝机自动控制系统中的应用进行探讨。

1 烘丝机自动控制系统的功能

烘丝机在应用过程中，物料会从前室进料口进入烘筒。在烘筒转动过程中，物料会在其中滚动前进，直到进入后室的出料口落下。此过程中，蒸汽会经过管路系统进入烘筒，对烟丝进行间接加热，加快物料的干燥。此外，自动控制系统会进行物料的输送和检测。将物料输送到进料口后，系统会自动运转，并根据入口的断料时间，选择相应的工作状态，确保对烟丝进行均匀烘干，从而提高烟丝烘干工作的效率[1]。

在烘丝机的运行过程中，自动控制系统还具有以下功能。

1.1 检测功能

烘丝机的自动控制系统，在运行过程中最直接的作用是对入口进行物料流量检测，对入口的烟丝流量和出口的烟丝水分、温度、蒸汽压力以及阀门开度值等参数进行实时检测，从而在后续得到合适的控制。

1.2 显示功能

烘丝机的自动控制系统在运行过程中，能够对检测到的各项参数和设备运行情况进行实时显示，包括整个工况的流程图、设备运行参数设定、参数记录图、参数历史趋势和故障诊断信息寻迹图等。

1.3 控制功能

在烘丝机自动控制系统运行过程中，会对烘丝机的整体运行进行有效控制。整个控制过程具有明显的多输出、多输入和滞后性特点，需要在运行过程中，对设备的硬件配置和软件编制进行针对性控制。此外，对于现场生产工艺条件也有着明确要求。在烘丝机运行过程中，它对饱和蒸汽压力、入口蒸汽压力、压缩空气的干燥清洁度以及烟丝流量时间的稳定性，都有着比较明确的要求。通过对其进行控制和监测，能够有效调整烘丝机具体运行参数，进而控制滚筒的转速，控制烟丝的烘干工作，保证最终的烟丝含水率能够被控制在合理范围内。

1.4 诊断功能

诊断功能是烘丝机自动控制系统运行过程中的重要功能，能够及时监测运行情况，及时发现多次进行过程中出现的故障，并采取处理措施，防止故障的影响扩大。

2 烘丝机自动控制系统PLC硬件配置

2.1 系统硬件配置

在烘丝机自动控制系统运行过程中，PLC的硬件配置需要考虑到控制对象和系统的技术设计要求。当前，在烘丝机自动控制系统中，常用PLC主要是西门子s7-200系列。以该系列的PLC为例进行探讨，由于其功能更加齐全、运行更加可靠、配置更加灵活，所以在很多工控产品中都有着广泛应用，能够极大地简化生产流程，提高生产效率和机械设备运行的可靠性。

PLC硬件配置需要考虑烘丝机的运行、结构以及具体的系统操作要求。首先，结构上要使用封闭式整机。运行过程中，借助滤尘网的风扇进行通风，能够提高防护等级。由于内部结构的完整性，它能够有效提高信息输入、输出和控制的效率。其次，在PLC系统的硬件设置中，人机交互界面的设计工作得到了重视。人机交互的操作和显示界面十分简洁，全程能够实现人机对话式的触摸操作，方便操作人员进行参数的实时查询和配置。另外，该PLC控制系统在控制过程中能够利用异步交流电机，有效控制和调节烘丝滚筒的转速[2]。

2.2 控制通道主回路

控制通道主回路的设计是十分基础的设计内容，能够控制工作调节蒸汽压力。一般来说，烘丝机在正常运行过程中进入烘筒内的热风温度和滚筒转速基本保持恒定，而蒸汽压力和入口烟丝流量水分的改变会影响烘丝机出口烟丝的水分。所以，PLC的应用主要是对蒸汽压力进行调节，通过监测烟丝水分，选择合适的生产控制方法来调节蒸汽压力，从而保证最终生产的烟丝水分含量能够控制在合理范围内[3]。

2.3 人机交互画面设计

在PLC的应用过程中，人机交互画面的设计工作对其应用的便捷性有很大影响。人机交互画面的设计效果，直接影响PLC系统的正常使用。当前的PLC系统，其交互和显示都是基于Windows95环境，利用ProTool组态软件以填入式对话建立目标。然后，再将应用过程中需要使用的功能模块编辑到界面中，对其建立逻辑连接后再设置参数，使系统在运行过程中能够对设备的运行状态和参数进行显示和监测，最终用人机互动的方式，帮助相关工作人员及时了解信息，从而保证烘丝机运行的质量和效率。

3 烘丝机的主要控制变量

烘丝工艺中，影响烟丝水分的主要物理参量有蒸汽压力、热风温度、烘筒转速和排潮风门开度。

3.1 蒸汽压力对水分的影响

一定压力和温度的水蒸汽在通过弧型和辐射交换时将热量传导到烟丝，使烟丝充分受热，水分蒸发而干燥。在烘筒转速和热风温度不变的情况下，随着蒸汽压力的增高，烘丝机出口水分随之降低；反之，增高。

3.2 排潮风门对水分的影响

排潮风门大小决定了热风的流速。风门越大，流速也就越大，越能促使烟丝水分的蒸发。当排潮风门完全关闭时，烟丝则不能在筒内得到干燥。

4 结 论

近年来，随着科技的不断发展，我国烟草企业获得了新的发展机遇。计算机技术和信息技术在烟草生产中的应用已经越来越普遍，极大地提高了烟草生产企业的生产加工效率和质量，促进了烟草企业的进一步发展。在烟草企业的生产过程中，烘丝机的作用十分关键。烘丝机的应用质量和效率，直接影响着烟草企业产品的质量。近几年，信息技术的应用使得烘丝机的自动化控制水平有了显著提高。PLC作为当前自动控制系统中比较重要的设备，将其应用于烘丝机的自动控制系统中，能够极大提高烘丝机运行的自动化水平。所以，在烘丝机的自动控制系统中可以增加PLC的应用，通过PLC提高烘丝机的运行效率和质量。