PLC控制在烟草制丝工艺中的运用和问题分析

班玉洋

摘要：PLC控制系统主要是以电控集成系统为基础，通过生产工艺的需求，划分相应的工艺技术模块，分配現场控制箱，完成在制丝线生产过程中各传感器的数据采集、以及自动化控制和报警。现在传统的烟草制丝主要是以品牌配方模式组织生产，将分组加工新工艺运用于制丝线中，因此传统的丝线在分组加工工艺的过程中逐渐被淘汰掉。本文为了提高控制、设备运行效率运用了分组加工工艺，最主要的是通过对其 PLC控制系统的优化。

关键词：PLC控制;烟草制丝工艺;应用问题

传统烟草制丝工艺的流程先对复烤过的烟梗和烟叶分别进行回潮、加料和烘丝，接着再根据工艺要求对烟丝进行掺配和加香操作制作成品牌配方成品烟丝。传统工艺制作出来的烟丝焦比较高，危害性比较大，近年来新工艺生产的“中式卷烟”受到社会的喜爱，因为它较传统烟丝具有较大安全性。新工艺中应用了PLC控制实现分组加工工艺，可见PLC控制在烟草制作丝工艺中扮演者十分重要的角色。

1、PLC控制系统主要功能

1.1批次任务管理功能

MES系统将生产批次任务发送到管理计算机中，接着管理计算机再将任务下发到各个控制段的监控机中。目前监控计算机主要有三种控制选择模式，分别是本地控制、远程控制、MES控制。通常情况下，监控计算机是以MES控制模式运行。如果MES系统出现了故障，便进入远程控制模式，在这种模式下，执行监控机上手动录入的批次任务。如果需要在现场对设备进行调试或者检修时，则可以选择本地控制模式来实现现场控制。

1.2集中监控功能

监控计算机可以利用图形化界面实现实时监控，控制功能包括选择生产线的控制模式、设定工艺和设备参数，以及启动、停止生产线操作等。监控计算机能够以图形的方式来现实生产线设备单机、分段、全局工艺流程运行的状态，按照生产线工艺流程布置的要求还可以查看实时的设备参数和工艺参数。为了能够保证系统能够正常运行以及安全，监控机还设有安全权限管理设置功能，经过设置之后，只允许系统管理人员和操作人员登录进入监控系统，安全权限管理设置功能还可以对不同用户设置不同安全级别的权限。

1.3生产报表、统计功能

通过使用PLC控制系统，能够实现在完成每一批任务后，自动生成生产报表，其中报表中包含的内容有配方参数、开始和结束实间、任务批次号、工艺指标的平均值以及最大最小值等内容。生产的生产报表可以为质检部门提供有效信息，从而有利于质检部门科学准确的对产品质量进行评价。

1.4设备控制功能

控制系统有两种工作方式，分别是自动和手动。在维修设备的过程中，主要使用的是单机手动方式，而在正常生产的过程中，使用的是自动方式。手动模式下，操作人员操作电机的启动和停止是通过子站电控箱或隔离开关盒上的按钮完成的，对现场操作终端的按钮操作，还可以实现一个电磁阀的通断。而在自动模式下，操作人员是在监控计算机操作画面上的按键来对生产线进行控制，以此满足工艺参数的要求。

2、控制系统常见的问题及分析

2.1设备运行中电流的监测

问题：如何提前发现电机在日常生产和维修中存在的故障隐患。

分析：通过网络控制，西门子高性能馈电器、丹佛斯变频器、软启动器等均可接入网络，使PLC能够采集到各电机实际运行电流。通过收集到的实际电流，可以判断电机运行是否正常，是否存在故障隐患。而且可以很直观看到各个设备的能耗，方便工厂做电机的保养等工作。

2.2预警

（1）问题：制丝生产线在生产过程中经常出现故障停机，造成工艺指标不合格，产品质量下降等事故，影响极其恶劣。

（2）分析：针对制丝工艺中经常出现的影响产品质量的故障原因，不断地进行归纳总结，在电控程序的设计开发过程中，尽量做到事故发生前的预警和报警，把故障消灭在萌芽状态，减少事故停机率，同时保证产品质量，间接地节约了大量的人力、物力成本。

3、PLC在烟草制丝工艺中的应用

制丝生产工艺流程可分为制叶片、制叶丝、制梗丝、掺配混合四大工段。其中包括：烟叶回潮、配比、润叶、贮叶;切丝、烘丝;润梗、压梗、切梗、烘梗丝;再将叶丝、梗丝、薄片均匀的混合掺配，经冷却后喷洒香精香料。

3.1 PLC在烟草制叶片工艺中的应用

真空回潮是卷烟制丝工艺的第一道工序＼，是制丝生产过程中非常重要的一道工序。其任务是平衡烟叶水分，提高烟叶温度;增加韧性，减少破碎;松散烟叶，有利后续工序中的配比掺和。此外烟叶经过蒸汽处理，还可以除去不良气味，改善烟叶色泽，杀死烟叶中的甲虫、螟虫及虫卵。在烟叶真空回潮机中采用PLC控制后，使真空回潮机的工艺参数选择具有更大的柔性，可明显提高真空回潮机的各项技术指标，提高控制系统可靠性。同时，采用PLC控制后使真空回潮机与制丝生产线上其它设备之间的通讯变得更容易，为今后构成卷烟制丝生产过程的集散控制系统打下了基础。

3.2 PLC在烟草制梗丝工艺中的应用

在卷烟制丝生产中，烟叶经打叶处理后分离成叶片和烟梗。其中烟梗处理的第一道工序为润梗，即对烟梗进行加温加湿处理，提高烟梗含水率，使烟梗的柔软度和可塑性提高。编制的控制系统主程序主要包括参数设定模块，用于修改工艺参数;信号采集、数据处理模块，采用中值滤波;PID控制过程调节模块;标度变换用于参数显示;异常情况声光报警等。改造后的PLC控制系统运行准确、可靠。

3.3 PLC在烟草掺配混合工艺中的应用

混丝掺配系统是卷烟厂制丝生产工艺过程中一道非常重要的工序，掺配工序的加工质量对整个产品的质量举足轻重。在混丝掺配生产工艺过程中，将叶丝与梗丝、薄片丝、膨胀丝、回收丝等按一定比例掺配，由电子皮带秤完成对物料的计量。PLC主要对电子皮带秤、称量过程进行实时计量、控制，并完成对系统故障的显示、检测及报警，同时向变频器输出信号，以调节皮带秤电机的转速。使用可编程逻辑控制PLC替代传统的继电逻辑，具有功能强大、方便灵活、易维护等优点，为实现整个制丝车间的网络化生产管理创造了条件。

4、结语

当前，无论烟草、化工、电力、冶金、石油等行业，自动化控制都是不可缺少的。常规制丝线采用品牌配方进行生丝，仅采用单线生产， 薄板、滚筒-气流烘丝机仅采用二选一的方式进行生产，设备使用效率低，无法满足分组加工工艺的要求;通过对原制丝线设备及控制程序的改造，可两条制丝线同时生丝，并能处理不同品牌配方或子模块，提高设备利用效率和控制精度，并能满足分组加工。

参考文献

[1]熊锋.现场总线技术在烟草加工自动化中的应用[J]. 现代制造技术与装备. 2017（04）

[2]王磊，马知行.冗余现场总线技术在打叶复烤生产线上的应用分析[J]. 山东工业技术. 2019（03）