在煙草工業(yè)中，一般煙葉都比較松散與輕便，但是運(yùn)輸時會大量占據(jù)空間，使得運(yùn)輸成本上升。于是，解決此類問題的主要措施，是設(shè)法科學(xué)合理地減少煙草的松散體積、增大容積密度，以便加速煙草的商品化進(jìn)程。

　　常規(guī)的方法，是進(jìn)行預(yù)壓縮。一般情況下煙葉壓縮前和壓縮后的體積比為1: 8，而這個壓縮比，使得提升缸的高度普遍很高，這就使得預(yù)壓機(jī)本身很高，一般的廠房高度無法滿足要求，需要對廠房進(jìn)行改造，增加了成本投人。

　　通過本文的設(shè)計改進(jìn)，可以有效地降低整機(jī)高度，使系統(tǒng)在一般的廠房里就可以組織生產(chǎn)，提高了系統(tǒng)的適應(yīng)性，降低了企業(yè)成本，提高競爭力。還有一些企業(yè)采用雙料筒單壓頭模式，通過料筒的橫向移動實(shí)現(xiàn)裝料與保壓同時進(jìn)行。鑒于料筒在橫向位移時，必然會產(chǎn)生晃動，造成定位精度不高，就必然會降低系統(tǒng)穩(wěn)定性。而且料筒橫向位移時系統(tǒng)不能工作，減少了主壓頭保壓時間，降低了系統(tǒng)的工作效率。雙主壓頭系統(tǒng)雖然增加了一個壓頭，增加了一些成本，但系統(tǒng)的使用壽命大大提高，并且大大降低了系統(tǒng)的維護(hù)費(fèi)用，還能保持生產(chǎn)的連續(xù)性，提高效率，提高產(chǎn)能。PLC是一種專為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)，其主要功能有邏輯控制、定時控制、計數(shù)控制、數(shù)據(jù)處理、通信聯(lián)網(wǎng)等，具有多種優(yōu)點(diǎn)。因此在輸送機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用廣泛。本文為此具體探討了基于PLC的煙草運(yùn)輸系統(tǒng)的建立。

1 運(yùn)輸系統(tǒng)的設(shè)計思想

　　本控制系統(tǒng)的設(shè)計思想，是跟蹤國際自動控制領(lǐng)域的新技術(shù)，使其具有先進(jìn)性、高可靠性、實(shí)用性和可維護(hù)性。實(shí)現(xiàn)打葉復(fù)烤線的生產(chǎn)過程智能化，和管控一體化。該線采用現(xiàn)場總線和分布式I/O控制技術(shù)，充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)優(yōu)勢，通過3層網(wǎng)絡(luò)(管理網(wǎng)，控制網(wǎng)，設(shè)備網(wǎng))實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)線的自動化控制和管理。

2 系統(tǒng)的硬件組成

　　本系統(tǒng)全線采用德國西門子公司的最新控制技術(shù)，PLC為西門子PLC57-200產(chǎn)品;設(shè)備總線采用PROF工BUS現(xiàn)場開放網(wǎng)絡(luò)，監(jiān)控系統(tǒng)采用德國公司新近推出的高新科技產(chǎn)品;變頻器等主要元器件也都采用該公司產(chǎn)品，從而使全線達(dá)到了和諧統(tǒng)一，其他低壓電氣元件均采用SMC和西門子公司產(chǎn)品，提高了該項(xiàng)目的科學(xué)技術(shù)含量，增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，從而便于操作與維修。

　　全線由一組PLC作為主站控制層，設(shè)備層由遠(yuǎn)程I/O模塊、遠(yuǎn)程編程模塊、模擬量遠(yuǎn)程輸人、輸出模塊等組成�？紤]到現(xiàn)場布線的方便，減少電纜鋪設(shè)的工作量，將本地控制部分均由遠(yuǎn)程加模塊實(shí)現(xiàn)。為了達(dá)到模擬量控制精度的要求，避免電纜過長帶來的信號衰減問題，也將模擬量輸人、輸出模塊掛接在設(shè)備網(wǎng)上，這樣既節(jié)約了電纜，又很好地克服了信號衰減及不穩(wěn)定因素。另外，為了便于操作，將觸摸屏置于現(xiàn)場，也將其作為子站掛在設(shè)備網(wǎng)上。這樣，整個系統(tǒng)的控制思路非常清晰明了，上層由PLC作為控制層;遠(yuǎn)程I/O模塊、觸摸屏等均作為子站設(shè)備層，通過PROFIBUS與PLC和計算機(jī)進(jìn)行通訊。系統(tǒng)的啟動、停止及數(shù)據(jù)調(diào)整，均可以通過對現(xiàn)場觸摸屏的操作實(shí)現(xiàn)。這種設(shè)計思路為操作工的工作帶來了方便，由于各部分均只由一根網(wǎng)線(屏蔽雙絞線)連接，因此為系統(tǒng)安裝和維修也帶來了很大的方便，同時也降低了成本。

3 系統(tǒng)的軟件功能

　　PLC57-200可編程序控制器，是模塊化小型PLC系統(tǒng)，能滿足中等性能要求的應(yīng)用。由于簡單實(shí)用的分散式結(jié)構(gòu)和多界面網(wǎng)絡(luò)能力，使得應(yīng)用十分靈活，方便用戶和簡易的無風(fēng)扇設(shè)計;由于大范圍的集成功能使得它功能非常強(qiáng)勁。PLC57-200系列PLC適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動化。根據(jù)此次設(shè)計中所需的輸人/輸出、I/O點(diǎn)以及所需的PLC編程和觸摸屏控制。

3.1 PLC功能

筆者選擇T西門子 57-200CN系列中CPU226CN型。該型號機(jī)集成24輸人/16輸出共40個數(shù)字量I/O點(diǎn)，可連接7個擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至248路數(shù)字量I/O點(diǎn)或35路模擬量I/O點(diǎn)，26k字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲空間。6個獨(dú)立的30kHz高

　　速計數(shù)器,2路獨(dú)立的20kHz高速脈沖輸出，具有PID控制功能,2個RS485通訊1編程口，具有即上通訊協(xié)議、MPI通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。I/0端子排可很容易地整體拆卸，用于較高要求的控制系統(tǒng).具有更多的輸入/輸出點(diǎn)，更強(qiáng)的模塊擴(kuò)展能力，更快的運(yùn)行速度和功能更強(qiáng)的內(nèi)部集成特殊功能可完全適應(yīng)于一些復(fù)雜的中小型控制系統(tǒng)。山于本系統(tǒng)有多個機(jī)構(gòu)的順序控制，所以可能一個模塊所具有的UO點(diǎn)不夠完成整個系統(tǒng)的動作控制，那么則需要運(yùn)用擴(kuò)展模塊，擴(kuò)大數(shù)字量I/O點(diǎn)。使用SIMATIC觸摸屏面板，只需觸模顯示屏上的“按鈕”，傳統(tǒng)按鈕已不再需要，可以自定義顯示屏上的圖形式按鈕，更直觀地表達(dá)拉近了用戶距離。SIMATIC觸模面板使用非常方便，防護(hù)等級IP65的前面板可耐熱，耐寒，防油污，防潮，同樣提供了非常強(qiáng)大的圖形功能。

　　3.2  I/O選擇

　　為了對PLC選型，首先確定PLC的輸人輸出點(diǎn)數(shù)。PLC需要的UO點(diǎn)數(shù)，隨工作方式的不同而不同。按預(yù)壓機(jī)各個組成部分來分類統(tǒng)計，PLC的輸人點(diǎn)有:

　　手動指令按鈕—手動模塊中共有n個機(jī)構(gòu)進(jìn)行動作，共有23個輸入/輸出點(diǎn)。

　　單動指令按鈕—單動模塊中又分為4個大單動塊，主壓單動塊中有6個輸出點(diǎn)，預(yù)壓中有4個輸出點(diǎn)，布料稱重單動塊中有8個輸出點(diǎn)，箱口活動皮帶單動塊有5個輸出點(diǎn)。

　　自動指令按紐—自動模塊中預(yù)壓機(jī)按順序動作，共有10工作機(jī)構(gòu)，而輸人點(diǎn)共有23個，輸出點(diǎn)共有26個。

　　3.3 PLC編程

　　由前一步工作，我們畫出了預(yù)壓機(jī)的整個順序功能圖，然后根據(jù)順序功能圖寫出其PL程序(略)�；�于PLC的煙草運(yùn)輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

4 基于PLC的煙草運(yùn)輸系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

　　4.1實(shí)現(xiàn)過程

　　為了實(shí)現(xiàn)煙葉復(fù)烤生產(chǎn)線的全線自動化，就必須實(shí)現(xiàn)多機(jī)通信，而多機(jī)通信的網(wǎng)絡(luò)形式有星型、樹型、總線型、分散型等。由于總線型結(jié)構(gòu)具有可靠性高、接口簡單、價格低、控制容易、組成靈活、應(yīng)用方便等諸多優(yōu)點(diǎn)，所以對于這套系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，我們整線采用了分布式測控系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)主機(jī)和從機(jī)之間的總線型中斷控制串行傳輸方式。通信線路的連線，采用RS5-232標(biāo)準(zhǔn)接口:主機(jī)的4個控制端，分別與各個從機(jī)的外部中斷INTI相連。這樣，各從機(jī)不必隨時處于監(jiān)聽狀態(tài)，只需打開外部中斷INTI后進(jìn)行自己的正常工作。當(dāng)主機(jī)發(fā)送某一中斷控制信號時，相應(yīng)從機(jī)中斷正在進(jìn)行的工作，轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷服務(wù)程序。進(jìn)人中斷后，從機(jī)關(guān)掉外部中斷，保持現(xiàn)場，對主機(jī)發(fā)來的信號監(jiān)聽識別，并進(jìn)人正常通信狀態(tài)。通信完畢后，恢復(fù)現(xiàn)場，中斷開放，繼續(xù)正常的工作。

　　采用分布式控制系統(tǒng)主要有如下優(yōu)勢:可以方便地共享設(shè)備，如強(qiáng)大的主機(jī)，昂貴的I/O設(shè)備等。數(shù)據(jù)資源共享，從一個終端可以訪間整個系統(tǒng)的資源，用戶之間可以交換文件和數(shù)據(jù)。

　　4.2 現(xiàn)場總線的連接

　　現(xiàn)場總線的連接，逐步更好地進(jìn)人控制領(lǐng)域，已被業(yè)界逐步認(rèn)識與掌握。筆者這次設(shè)計的煙葉復(fù)烤打葉生產(chǎn)線中的預(yù)壓當(dāng)然也不例外。本系統(tǒng)的西門子57-200要與現(xiàn)場總線能夠進(jìn)行通訊，必須通過EM277PRDF-DP擴(kuò)展從站模塊，將57-200CPU連接到PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)。EM277PROF經(jīng)過串行I/O總線連接到57-200CPUo PROFIRUS網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過其DP通信端口，連接到PROFIBUS-DP模塊，然后向主站發(fā)送和接收不同數(shù)量的數(shù)據(jù)。這種特性，使用戶能修改所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，以滿足實(shí)際應(yīng)用的需要。下面是EM277的地址開關(guān)和指示燈、地址開關(guān)和狀態(tài)指示燈位于模塊的前面。

　　4.3系統(tǒng)應(yīng)用前景

　　煙草行業(yè)是一個自動化程度非常高的行業(yè)，如主機(jī)DCS系統(tǒng)、打葉復(fù)烤系統(tǒng)以及主要輔機(jī)程控系統(tǒng)，這些系統(tǒng)都存在可靠性要求高、監(jiān)控設(shè)備和對象多而復(fù)雜、實(shí)時性要求高等特點(diǎn)。特別是主機(jī)DCS系統(tǒng)，涉及數(shù)百臺壓力和差壓變送器，數(shù)百臺電動或啟動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，數(shù)百個溫度測點(diǎn)，系統(tǒng)要進(jìn)行復(fù)雜的閉環(huán)控制、串級控制、要進(jìn)行設(shè)備連鎖控制等。所有這些，都需要有高可靠性的控制系統(tǒng)，來保證整個生產(chǎn)過程的安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。隨著現(xiàn)場總線技術(shù)的出現(xiàn)和日臻成熟，以及煙廠信息化要求的提高，基于現(xiàn)場總線的控制系統(tǒng)將為煙草行業(yè)自動化系統(tǒng)提供更好的選擇。

5 結(jié)束語

　　總之，在基于PLC的煙草運(yùn)輸系統(tǒng)中，介紹了整機(jī)的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，確定了整機(jī)控制系統(tǒng)的硬件選擇:西門子PLC57-200+SIMATIC觸摸屏面板，介紹了預(yù)壓機(jī)順序功能圖及其特點(diǎn)，定義了PLC的I/O端子，介紹了分布式測控系統(tǒng)的特點(diǎn)及優(yōu)勢.有很好的應(yīng)用前景。
  

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本文標(biāo)題：基于PLC的煙草運(yùn)輸系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

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