| 煙廠香精香料配料系統的應用 | 2020-03-05 |
| 一．概述 隨著我國加入關貿的日益臨近,各卷煙生產企業在注重降焦降耗的同時,正千方百計地提高卷煙制品的內在質量,特別是制絲生產線上各種香糖料液的處理是否科學合理,直接關系到成品煙支吸味,因此香糖料嚴格地質量管理、科學地配制、精確地現場發射等，是文明生產、科學管理的重要手段之一，越來越受到廠家的高度重視。 香精香料配料系統主要由原料的貯存計量；成品料液的調制、貯存、輸送；成品料液的現場發射等三個部分組成。它的作用是負責全廠制絲線加料加香工藝中所有香糖料的調制、貯存及現場的定比施加，其工藝過程為：大部分原料通過管路系統計量后送入調制反應罐內調制，調制好的成品香糖料液經過濾器送入各貯存反應罐內貯存，根據現場各加香糖料的用料信號，由貯存反應罐定量輸送到車間內的每個加香糖料滾筒旁的加料液操作柜內，再由操作柜向滾筒內實現定比跟蹤施加。 二．糖料配料系統基本功能： 建立香糖料配料系統，能很好的解決以往靠人工逐個巡視的狀況，采用的設備和控制技術，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度，改善了車間的衛生條件。香糖料配料系統的正常關系著卷煙廠的每項工作、生產產品質量。通過我公司技術人員以往所做的香糖料配料系統有以下幾點需必須具備： 1．牌號判斷功能 （1）配料輸出和現場要料牌號不一致時，應報警和停止輸出 配料輸出和現場要料出現牌號不一致時，也能像正常一樣出料到現場，造成輸錯原料，以及時間的浪費，嚴重時造成產品報廢。 （2）存儲反應罐出料和現場要料牌號不一致時，應報警和停止輸出 存儲反應罐出料和現場要料牌號不一致時，也能像正常一樣出料到現場，造成輸錯原料，以及時間的浪費，嚴重時造成產品報廢。 3、配料系統網絡的冗余性 香精香料配料監控系統一般由現場值班室：內有各一個服務器和工作站及數據庫管理中心計算機，以及得到的其他的網內計算機組成；數據庫管理中心計算機通過光纖與現場域網與現場值班室相連；現場值班室里服務器作為現場中心控制和現場工藝配方，報表存檔管理；另一臺為作為監控工作站，管理計算機對日常現場管理與監視控制；數據庫管理中心計算機作為工藝配方參數輸入和生產計劃下達。這些計算機網絡必須做一些必要冗余設計，以保證一路網絡發生故障，另一個網絡能無縫接入工作。現由于煙廠60萬大箱生產線擴建工程的破土動工，將原三車間及部分附屬樓拆除，導致自控系統部分網絡設備損壞、丟失而引起網絡故障，現在香糖料配料系統與技術管理中心已經無法進行通訊。 基本的冗余部件：雙數據庫服務器，雙光纖網絡。4、現場信息和控制的時實性 由于早期設計是在WindowsNT4.0環境下運行的所有計算機硬件配置較低，配料系統啟動、運行速度慢。有時無法正常實時反映現場情況，遠程控制與回顯信息不同步。因此在實時系統中的運用經常出現個別數據、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和配置和安裝更高的操作系統。三．總體結構 該項目進行了科學的系統設計，就其組成設備的功能而言，整個配料系統劃分為如下三層： 1、原料層 ⑴、原料層設備的配置和功能： 原料反應罐加熱保溫功能，反應罐液位信號輸出和顯示功能，反應罐定量加水功能，計量反應罐自動計量輸出功能，反應罐貯存功能。 2、調制貯存層 ⑴、調制貯存層設備的配置 2）糖料的存貯反應罐 3）香料的調制反應罐 4）香料的存貯反應罐 ⑵、調制貯存層的功能 調制貯存層主要滿足聯合工房對香糖料液調制、貯存及輸送需求。 ①．所有糖料調制反應罐和貯存反應罐均具有加熱保溫、攪拌的功能。 ②．各調制反應罐及貯存反應罐均具有液位信號輸出和顯示功能，液位檢測及處理。 ③．各調制反應罐均具有定量加水功能 ④．調制香糖料液的功能 ⑤．貯存輸送香糖料的功能 ⑥．香糖料液的自動輸送功能 3、現場發射層 ①．香糖料暫存的功能： ②．自動定比加香/加料功能： ③．香糖料液的霧化發射 四、控制系統 1、管理原則 按照“集中管理、綜合監控、設備控制”的原則，常德煙廠香糖料配料電控系統的設計按功能可劃分為三個層次，即：生產管理層、集中監控層、設備控制層。 如圖所示： 其中： 1)層（設備控制層）：采用現場總線連接各I/O點、檢測裝置、傳感器、變頻器等。通過模塊化的基于現場總線的新一代過程控制系統SIMATICS7系列對設備控制。 2)中間層（集中監控層）：作為控制系統的人機交互接口，通過監控計算機實現對生產的組合操作、狀態監控、更換配方、參數設定和報警顯示、記錄等。 3)層（生產管理層）：負責處理整個香糖料配料系統運行過程中的綜合信息，包括人工檢測和錄入的工藝、設備、質量等參數，并提供完整的統計數據和各種分析圖表等。 2、自控系統 現場采用香糖料調制、輸送和現場發射分開控制，分別構成各自的PLC控制系統。 (1)、香糖料調制、輸送系統 ①、控制范圍:本系統主要負責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、調制、貯存和聯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、根據香糖料配料的設備規模和功能，過程控制系統主要采用一套S7-400站， 遠程分布式I/O節點（配料/現場） 閥島節點（配料/現場） 電子秤節點 控制上，配料系統具有手/自動功能選擇。手動功能時，可對一些設備手動啟/停，方便故障維修及設備維護；自動功能時，根據操作指令，自動完成各項功能。 配料： 操作員根據數據庫管理中心通過網絡遠程下發的配料單選定配料牌號及輸入配料總量,系統自動通過配方庫中對應牌號的配方參數計算出各原料的數量并發送至控制器，控制器據此通過采集質量流量計的脈沖信號并進行累計，從而自動控制原料反應罐出料至調制反應罐，對因管路系統造成的偏差，系統可通過軟件進行自動補償。 調制貯存： 調制好的料液可輸送至貯存反應罐中。通過采集溫度變送器模擬量信號和接收計算機發送的設定溫度值可實現溫度的動態數字顯示及保溫功能。對牌號實現“牌名跟蹤”，即將調制反應罐的牌名代碼送至當前進料的貯存反應罐，以顯示其料液牌號，調制反應罐出料完畢，即消除調制反應罐的牌號代碼。 輸送： 控制器根據現場的要料信號及生產牌號，實行自動尋反應罐，先出。首先根據生產牌號自動尋找該牌號的貯料反應罐。若同牌號的貯料反應罐有多個時，則依據“順序排隊”實現先出。 (2)、現場發射系統 ①、控制范圍:本配料系統主要負責完成聯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射及各自現場管路的余料回收和清洗。 ②、此配料系統分別為每個加料/加香點配備一小型PLC系統S7-300和一人機接口。 ③、變頻器和流量儀表均采用具有PROFIBUS-DP接口，從而直接進入PROFIBUS-DP現場總線參與控制。 3.監控系統 本系統中間層即監控層通過工業以太網采集香糖料配料PLC控制器中的數據以及該網絡上傳來的生產數據等。 功能：人機交互接口，狀態監控、功能操作、定制配方、參數設定、報警（記錄）、趨勢曲線、報表 ⑴、配料系統配置 ①、硬件 本監控系統上位機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監控軟件包進行系統開發，操作系統選用中文版NT4.0Workstation或更高WINDOWS版本,組態軟件選用澳大利亞悉雅特CITECT5.4軟件。 ⑵、配料系統描述 通過悉雅特CITECT組態軟件提供的面向對象的圖形方式、動畫鏈接、精美圖庫以及ActiveX控件、3DMAX三維動畫等技術制作漂亮的工藝流程圖和更詳細的局部工藝流程圖。 ⑶、配料系統功能 人機交互接口系統有機地將以下各功能部件融合到一起，構成一套功能*操作簡便的人機界面系統。 ①、功能操作 1)反應罐本身的功能操作： 監控畫面中對應反應罐均設置反應罐功能操作按鈕，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（進料操作）： 操作員在監控畫面中打開貯存操作窗口，選定貯香（料）反應罐后，單擊貯存按鈕可啟動貯存操作，將調制好的香（料）送至貯存反應罐中貯存，等待輸送，并顯示各反應罐中料液的數量及牌號。 3)輸送操作（出料操作）： 操作員在監控畫面上打開輸送操作窗口，根據生產調度部門通過網絡傳送的生產牌號并進行確認，單擊輸送按鈕即可啟動輸送操作往各加香、加料現場送料。 4)加香加料操作（現場發射）： 加香加料畫面，該畫面能動態顯示現場發射的瞬時的各項參數。 5)清洗吹掃操作： 監控畫面中設置葉料、煙梗料、梗香、混絲香輸送及糖料、香料調制的清洗吹掃操作。 ②、配料系統狀態顯示 動態顯示整個系統的工藝流程圖，如反應罐液位、溫度、管路中閥門和電機狀態及故障點等 ③、配料系統參數顯示和輸入 ④．智能操作：更具生產計劃的產品牌號，自動調用相應牌號。 ⑤、信息提示： ⑥、錯誤報警4、系統管理 功能：信息的綜合處理，生產管理、用戶管理、報表管理、配方管理 本配料管理系統由CITECT服務器經過100M3COM網卡和100M光學鏈路模塊OSM接入制絲線的100M工業以太網，數據傳輸介質為光纜。CITECT服務器和兩臺CITECT客戶機通過客戶機/服務器模式組成10M標準以太網。鑒于其中一臺CITECT客戶機遠離CITECT服務器，因此數據傳輸亦采用光纜。 | |
