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| 煙廠香精香料配料系統(tǒng)的應(yīng)用 | 2020-03-05 |
| 一．概述 隨著我國加入關(guān)貿(mào)的日益臨近,各卷煙生產(chǎn)企業(yè)在注重降焦降耗的同時,正千方百計地提高卷煙制品的內(nèi)在質(zhì)量,特別是制絲生產(chǎn)線上各種香糖料液的處理是否科學(xué)合理,直接關(guān)系到成品煙支吸味,因此香糖料嚴(yán)格地質(zhì)量管理、科學(xué)地配制、精確地現(xiàn)場發(fā)射等，是文明生產(chǎn)、科學(xué)管理的重要手段之一，越來越受到廠家的高度重視。 香精香料配料系統(tǒng)主要由原料的貯存計量；成品料液的調(diào)制、貯存、輸送；成品料液的現(xiàn)場發(fā)射等三個部分組成。它的作用是負(fù)責(zé)全廠制絲線加料加香工藝中所有香糖料的調(diào)制、貯存及現(xiàn)場的定比施加，其工藝過程為：大部分原料通過管路系統(tǒng)計量后送入調(diào)制反應(yīng)罐內(nèi)調(diào)制，調(diào)制好的成品香糖料液經(jīng)過濾器送入各貯存反應(yīng)罐內(nèi)貯存，根據(jù)現(xiàn)場各加香糖料的用料信號，由貯存反應(yīng)罐定量輸送到車間內(nèi)的每個加香糖料滾筒旁的加料液操作柜內(nèi)，再由操作柜向滾筒內(nèi)實現(xiàn)定比跟蹤施加。 二．糖料配料系統(tǒng)基本功能： 建立香糖料配料系統(tǒng)，能很好的解決以往靠人工逐個巡視的狀況，采用的設(shè)備和控制技術(shù)，提高香糖料配料的自動化程度，限度的克服了人為因素的影響，使配料精度大大提高，從而明顯改善卷煙的質(zhì)量，獲得的口感吸味一致，同時很大程度地降低了工人的勞動強(qiáng)度，改善了車間的衛(wèi)生條件。香糖料配料系統(tǒng)的正常關(guān)系著卷煙廠的每項工作、生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量。通過我公司技術(shù)人員以往所做的香糖料配料系統(tǒng)有以下幾點需必須具備： 1．牌號判斷功能 （1）配料輸出和現(xiàn)場要料牌號不一致時，應(yīng)報警和停止輸出 配料輸出和現(xiàn)場要料出現(xiàn)牌號不一致時，也能像正常一樣出料到現(xiàn)場，造成輸錯原料，以及時間的浪費(fèi)，嚴(yán)重時造成產(chǎn)品報廢。 （2）存儲反應(yīng)罐出料和現(xiàn)場要料牌號不一致時，應(yīng)報警和停止輸出 存儲反應(yīng)罐出料和現(xiàn)場要料牌號不一致時，也能像正常一樣出料到現(xiàn)場，造成輸錯原料，以及時間的浪費(fèi)，嚴(yán)重時造成產(chǎn)品報廢。 3、配料系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的冗余性 香精香料配料監(jiān)控系統(tǒng)一般由現(xiàn)場值班室：內(nèi)有各一個服務(wù)器和工作站及數(shù)據(jù)庫管理中心計算機(jī)，以及得到的其他的網(wǎng)內(nèi)計算機(jī)組成；數(shù)據(jù)庫管理中心計算機(jī)通過光纖與現(xiàn)場域網(wǎng)與現(xiàn)場值班室相連；現(xiàn)場值班室里服務(wù)器作為現(xiàn)場中心控制和現(xiàn)場工藝配方，報表存檔管理；另一臺為作為監(jiān)控工作站，管理計算機(jī)對日?，F(xiàn)場管理與監(jiān)視控制；數(shù)據(jù)庫管理中心計算機(jī)作為工藝配方參數(shù)輸入和生產(chǎn)計劃下達(dá)。這些計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)必須做一些必要冗余設(shè)計，以保證一路網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障，另一個網(wǎng)絡(luò)能無縫接入工作?，F(xiàn)由于煙廠60萬大箱生產(chǎn)線擴(kuò)建工程的破土動工，將原三車間及部分附屬樓拆除，導(dǎo)致自控系統(tǒng)部分網(wǎng)絡(luò)設(shè)備損壞、丟失而引起網(wǎng)絡(luò)故障，現(xiàn)在香糖料配料系統(tǒng)與技術(shù)管理中心已經(jīng)無法進(jìn)行通訊。 基本的冗余部件：雙數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，雙光纖網(wǎng)絡(luò)。4、現(xiàn)場信息和控制的時實性 由于早期設(shè)計是在WindowsNT4.0環(huán)境下運(yùn)行的所有計算機(jī)硬件配置較低，配料系統(tǒng)啟動、運(yùn)行速度慢。有時無法正常實時反映現(xiàn)場情況，遠(yuǎn)程控制與回顯信息不同步。因此在實時系統(tǒng)中的運(yùn)用經(jīng)常出現(xiàn)個別數(shù)據(jù)、操作流滯后的情況。為了解決這些問題，我們可以提高計算機(jī)和配置和安裝更高的操作系統(tǒng)。三．總體結(jié)構(gòu) 該項目進(jìn)行了科學(xué)的系統(tǒng)設(shè)計，就其組成設(shè)備的功能而言，整個配料系統(tǒng)劃分為如下三層： 1、原料層 ⑴、原料層設(shè)備的配置和功能： 原料反應(yīng)罐加熱保溫功能，反應(yīng)罐液位信號輸出和顯示功能，反應(yīng)罐定量加水功能，計量反應(yīng)罐自動計量輸出功能，反應(yīng)罐貯存功能。 2、調(diào)制貯存層 ⑴、調(diào)制貯存層設(shè)備的配置 2）糖料的存貯反應(yīng)罐 3）香料的調(diào)制反應(yīng)罐 4）香料的存貯反應(yīng)罐 ⑵、調(diào)制貯存層的功能 調(diào)制貯存層主要滿足聯(lián)合工房對香糖料液調(diào)制、貯存及輸送需求。 ①．所有糖料調(diào)制反應(yīng)罐和貯存反應(yīng)罐均具有加熱保溫、攪拌的功能。 ②．各調(diào)制反應(yīng)罐及貯存反應(yīng)罐均具有液位信號輸出和顯示功能，液位檢測及處理。 ③．各調(diào)制反應(yīng)罐均具有定量加水功能 ④．調(diào)制香糖料液的功能 ⑤．貯存輸送香糖料的功能 ⑥．香糖料液的自動輸送功能 3、現(xiàn)場發(fā)射層 ①．香糖料暫存的功能： ②．自動定比加香/加料功能： ③．香糖料液的霧化發(fā)射 四、控制系統(tǒng) 1、管理原則 按照“集中管理、綜合監(jiān)控、設(shè)備控制”的原則，常德煙廠香糖料配料電控系統(tǒng)的設(shè)計按功能可劃分為三個層次，即：生產(chǎn)管理層、集中監(jiān)控層、設(shè)備控制層。 如圖所示： 其中： 1)層（設(shè)備控制層）：采用現(xiàn)場總線連接各I/O點、檢測裝置、傳感器、變頻器等。通過模塊化的基于現(xiàn)場總線的新一代過程控制系統(tǒng)SIMATICS7系列對設(shè)備控制。 2)中間層（集中監(jiān)控層）：作為控制系統(tǒng)的人機(jī)交互接口，通過監(jiān)控計算機(jī)實現(xiàn)對生產(chǎn)的組合操作、狀態(tài)監(jiān)控、更換配方、參數(shù)設(shè)定和報警顯示、記錄等。 3)層（生產(chǎn)管理層）：負(fù)責(zé)處理整個香糖料配料系統(tǒng)運(yùn)行過程中的綜合信息，包括人工檢測和錄入的工藝、設(shè)備、質(zhì)量等參數(shù)，并提供完整的統(tǒng)計數(shù)據(jù)和各種分析圖表等。 2、自控系統(tǒng) 現(xiàn)場采用香糖料調(diào)制、輸送和現(xiàn)場發(fā)射分開控制，分別構(gòu)成各自的PLC控制系統(tǒng)。 (1)、香糖料調(diào)制、輸送系統(tǒng) ①、控制范圍:本系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)完成制絲線上葉片料、煙梗料、膨脹煙絲料、簿片料、白肋煙料及梗絲香料和混絲香料的配比、調(diào)制、貯存和聯(lián)合工房制絲線葉片料、煙梗料、梗絲香料和混絲香料自動供給及換牌號時管路的余料回收和清洗吹掃等全套工藝過程。 ②、根據(jù)香糖料配料的設(shè)備規(guī)模和功能，過程控制系統(tǒng)主要采用一套S7-400站， 遠(yuǎn)程分布式I/O節(jié)點（配料/現(xiàn)場） 閥島節(jié)點（配料/現(xiàn)場） 電子秤節(jié)點 控制上，配料系統(tǒng)具有手/自動功能選擇。手動功能時，可對一些設(shè)備手動啟/停，方便故障維修及設(shè)備維護(hù)；自動功能時，根據(jù)操作指令，自動完成各項功能。 配料： 操作員根據(jù)數(shù)據(jù)庫管理中心通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程下發(fā)的配料單選定配料牌號及輸入配料總量,系統(tǒng)自動通過配方庫中對應(yīng)牌號的配方參數(shù)計算出各原料的數(shù)量并發(fā)送至控制器，控制器據(jù)此通過采集質(zhì)量流量計的脈沖信號并進(jìn)行累計，從而自動控制原料反應(yīng)罐出料至調(diào)制反應(yīng)罐，對因管路系統(tǒng)造成的偏差，系統(tǒng)可通過軟件進(jìn)行自動補(bǔ)償。 調(diào)制貯存： 調(diào)制好的料液可輸送至貯存反應(yīng)罐中。通過采集溫度變送器模擬量信號和接收計算機(jī)發(fā)送的設(shè)定溫度值可實現(xiàn)溫度的動態(tài)數(shù)字顯示及保溫功能。對牌號實現(xiàn)“牌名跟蹤”，即將調(diào)制反應(yīng)罐的牌名代碼送至當(dāng)前進(jìn)料的貯存反應(yīng)罐，以顯示其料液牌號，調(diào)制反應(yīng)罐出料完畢，即消除調(diào)制反應(yīng)罐的牌號代碼。 輸送： 控制器根據(jù)現(xiàn)場的要料信號及生產(chǎn)牌號，實行自動尋反應(yīng)罐，先出。首先根據(jù)生產(chǎn)牌號自動尋找該牌號的貯料反應(yīng)罐。若同牌號的貯料反應(yīng)罐有多個時，則依據(jù)“順序排隊”實現(xiàn)先出。 (2)、現(xiàn)場發(fā)射系統(tǒng) ①、控制范圍:本配料系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)完成聯(lián)合工房制絲線葉片料、煙梗料、梗絲香料和混絲香料的定比跟蹤發(fā)射及各自現(xiàn)場管路的余料回收和清洗。 ②、此配料系統(tǒng)分別為每個加料/加香點配備一小型PLC系統(tǒng)S7-300和一人機(jī)接口。 ③、變頻器和流量儀表均采用具有PROFIBUS-DP接口，從而直接進(jìn)入PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線參與控制。 3.監(jiān)控系統(tǒng) 本系統(tǒng)中間層即監(jiān)控層通過工業(yè)以太網(wǎng)采集香糖料配料PLC控制器中的數(shù)據(jù)以及該網(wǎng)絡(luò)上傳來的生產(chǎn)數(shù)據(jù)等。 功能：人機(jī)交互接口，狀態(tài)監(jiān)控、功能操作、定制配方、參數(shù)設(shè)定、報警（記錄）、趨勢曲線、報表 ⑴、配料系統(tǒng)配置 ①、硬件 本監(jiān)控系統(tǒng)上位機(jī)由終端總線掛接的兩臺IBM工作站組成 ②、軟件 軟件選用澳大利亞悉雅特CITECT監(jiān)控軟件包進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)，操作系統(tǒng)選用中文版NT4.0Workstation或更高WINDOWS版本,組態(tài)軟件選用澳大利亞悉雅特CITECT5.4軟件。 ⑵、配料系統(tǒng)描述 通過悉雅特CITECT組態(tài)軟件提供的面向?qū)ο蟮膱D形方式、動畫鏈接、精美圖庫以及ActiveX控件、3DMAX三維動畫等技術(shù)制作漂亮的工藝流程圖和更詳細(xì)的局部工藝流程圖。 ⑶、配料系統(tǒng)功能 人機(jī)交互接口系統(tǒng)有機(jī)地將以下各功能部件融合到一起，構(gòu)成一套功能完善操作簡便的人機(jī)界面系統(tǒng)。 ①、功能操作 1)反應(yīng)罐本身的功能操作： 監(jiān)控畫面中對應(yīng)反應(yīng)罐均設(shè)置反應(yīng)罐功能操作按鈕，操作員單擊該按鈕，可彈出一窗口在該窗口中有攪拌、吸料、排污、氣缸動作等的啟/停操作。2)貯存操作（進(jìn)料操作）： 操作員在監(jiān)控畫面中打開貯存操作窗口，選定貯香（料）反應(yīng)罐后，單擊貯存按鈕可啟動貯存操作，將調(diào)制好的香（料）送至貯存反應(yīng)罐中貯存，等待輸送，并顯示各反應(yīng)罐中料液的數(shù)量及牌號。 3)輸送操作（出料操作）： 操作員在監(jiān)控畫面上打開輸送操作窗口，根據(jù)生產(chǎn)調(diào)度部門通過網(wǎng)絡(luò)傳送的生產(chǎn)牌號并進(jìn)行確認(rèn)，單擊輸送按鈕即可啟動輸送操作往各加香、加料現(xiàn)場送料。 4)加香加料操作（現(xiàn)場發(fā)射）： 加香加料畫面，該畫面能動態(tài)顯示現(xiàn)場發(fā)射的瞬時的各項參數(shù)。 5)清洗吹掃操作： 監(jiān)控畫面中設(shè)置葉料、煙梗料、梗香、混絲香輸送及糖料、香料調(diào)制的清洗吹掃操作。 ②、配料系統(tǒng)狀態(tài)顯示 動態(tài)顯示整個系統(tǒng)的工藝流程圖，如反應(yīng)罐液位、溫度、管路中閥門和電機(jī)狀態(tài)及故障點等 ③、配料系統(tǒng)參數(shù)顯示和輸入 ④．智能操作：更具生產(chǎn)計劃的產(chǎn)品牌號，自動調(diào)用相應(yīng)牌號。 ⑤、信息提示： ⑥、錯誤報警4、系統(tǒng)管理 功能：信息的綜合處理，生產(chǎn)管理、用戶管理、報表管理、配方管理 本配料管理系統(tǒng)由CITECT服務(wù)器經(jīng)過100M3COM網(wǎng)卡和100M光學(xué)鏈路模塊OSM接入制絲線的100M工業(yè)以太網(wǎng)，數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)為光纜。CITECT服務(wù)器和兩臺CITECT客戶機(jī)通過客戶機(jī)/服務(wù)器模式組成10M標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)。鑒于其中一臺CITECT客戶機(jī)遠(yuǎn)離CITECT服務(wù)器，因此數(shù)據(jù)傳輸亦采用光纜。 | |
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