現(xiàn)場總線Profibus和以太網(wǎng)技術(shù)在煙草制絲線控制系統(tǒng)的應(yīng)用
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制絲生產(chǎn)線是卷煙生產(chǎn)的第一道工序，包括葉絲生產(chǎn)線和梗絲生產(chǎn)線，其目的是將復(fù)烤廠加工后的煙葉及煙梗分別進(jìn)行回潮、加料、切絲、烘絲，然后將加工后的煙絲按照工藝要求進(jìn)行摻配、加香，生產(chǎn)出適用于卷煙的成品煙絲。制絲線控制系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠運(yùn)行是保證煙絲質(zhì)量的關(guān)鍵。
上海高楊國際煙草有限公司的制絲線，是20世紀(jì)90年代初從德國引進(jìn)，全線五套可編程控制器采用的是Siemens公司的S5——135U系列產(chǎn)品，各PLC配有一臺段監(jiān)控機(jī)，段監(jiān)控機(jī)的CP528處理器與PLC通信，只能一對一的操作。在控制系統(tǒng)改造中，以煙草行業(yè)要求的準(zhǔn)確配方、均勻摻兌、精確配料和質(zhì)量穩(wěn)定，提高信息化水平為目的，從設(shè)計的可靠性、先進(jìn)性、開放性、可擴(kuò)展性、網(wǎng)絡(luò)化出發(fā)，采用現(xiàn)場總線技術(shù)分布式控制和以太網(wǎng)相結(jié)合，完成制絲線控制系統(tǒng)改造的設(shè)計、實(shí)施。
制絲線控制系統(tǒng)概述
在上海高楊國際煙草有限公司制絲線控制系統(tǒng)改造項目中按照分散控制、集中管理、數(shù)據(jù)共享的原則，采用了信息層、控制層和設(shè)備層（傳感/執(zhí)行層）三級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線控制和管理的管控一體化系統(tǒng)。
根據(jù)用戶要求將系統(tǒng)中的S5PLC升級為S7—400PLC，使用現(xiàn)場總線控制方案，選用ET200S分布式I/O，ET200S結(jié)構(gòu)緊湊，模塊無間隙安裝，擴(kuò)展和更換方便、直接，可以熱插拔。7.5kW以下除變頻器、軟起動器控制以外的電動機(jī)均采用DSle—x型高性能電動機(jī)起動器控制。將變頻器、電動機(jī)起動單元、現(xiàn)場I/O水分儀、流量計、電子秤聯(lián)入Profibus—DP網(wǎng)，通過網(wǎng)絡(luò)傳遞數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、參數(shù)設(shè)定等數(shù)字信息交換及過程控制。同時各PLC配以CP443—1以太網(wǎng)通信模塊，連接到帶光纖口的SiemensOSMITP62工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)，掛入光纖環(huán)網(wǎng)，各PLC系統(tǒng)之間以及PLC與監(jiān)控機(jī)之間通過抗電磁干擾能力強(qiáng)的100M光纖環(huán)網(wǎng)連接。監(jiān)控機(jī)的監(jiān)控軟件選用Intellution公司的iFIX3.5。同時為了方便現(xiàn)場巡檢人員的巡視檢查，在葉片處理段、梗處理段、葉絲處理段放置四臺15in現(xiàn)場監(jiān)控站（MP370）。
由于選用的OSM集成基于Web管理（WBM），可通過IE瀏覽器觀察網(wǎng)絡(luò)上各個交換機(jī)的狀態(tài)，根據(jù)登錄權(quán)限還可對之進(jìn)行相應(yīng)操作。這樣便于遠(yuǎn)程監(jiān)控控制系統(tǒng)通信狀態(tài)。
根據(jù)工藝要求，電控系統(tǒng)改造全線劃分為五個工藝段、五組PLC：葉片處理段ZS1、葉絲處理段ZS3、煙梗處理段ZS5、梗絲處理段ZS6、風(fēng)力喂絲段ZS4。
制絲線控制系統(tǒng)從上到下分為數(shù)據(jù)管理層、集中監(jiān)控層、設(shè)備控制層，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖2所示。
1數(shù)據(jù)信息管理層
硬件組成：由上位管理計算機(jī)、打印機(jī)、交換機(jī)等組成。
軟件平臺：微軟SQLServer2000數(shù)據(jù)庫、VisualBasic開發(fā)軟件和iFIXiClient。
信息交換網(wǎng)絡(luò)：TCP/IP以太網(wǎng)。
功能：實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)任務(wù)的調(diào)度下發(fā)；現(xiàn)場生產(chǎn)情況的監(jiān)測；報表的統(tǒng)計、保存、查詢、打印；儲柜儲存物料的信息查詢；PLC控制柜的狀態(tài)監(jiān)測；關(guān)鍵工藝參數(shù)的歷史變化趨勢圖等。本層向上與廠管理系統(tǒng)如SPC系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，向廠領(lǐng)導(dǎo)和各職能部門發(fā)布生產(chǎn)數(shù)據(jù)，為廠里的決策提供依據(jù)；向下通過控制網(wǎng)絡(luò)與控制執(zhí)行層和設(shè)備層進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，對車間生產(chǎn)線進(jìn)行監(jiān)控，以實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控和管理。
2集中監(jiān)控層
硬件組成：采用分布式、客戶端/服務(wù)器結(jié)構(gòu)，由兩臺冗余的iFIXSCADA服務(wù)器，一臺iFIXSCADA的本地iClient客戶端，構(gòu)成集中監(jiān)控系統(tǒng)。分別對制絲葉線、梗線監(jiān)控。
軟件平臺：iFIXSCADA/iClient監(jiān)控組態(tài)軟件。
信息交換網(wǎng)絡(luò)：光纖環(huán)行工業(yè)以太網(wǎng)、TCP/IP以太網(wǎng)。
功能：接收生產(chǎn)管理上位管理機(jī)發(fā)出的任務(wù)（批次與配方參數(shù)），發(fā)送至設(shè)備控制層各相應(yīng)生產(chǎn)段的PLC，集中指揮控制生產(chǎn)線的運(yùn)行，同時將生產(chǎn)線設(shè)備的運(yùn)行情況、實(shí)時工藝、批次統(tǒng)計數(shù)據(jù)上傳生產(chǎn)管理上位管理機(jī)。
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