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S7-400可编程序控制器和PROFIBUS-DP工业现场总线在ZJ17高速卷烟机上的应用

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S7-400可编程序控制器和PROFIBUS-DP工业现场总线在ZJ17高速卷烟机上的应用
   相关品牌: 西门子
   相关产品: PLC
   更新时间: 2007/6/5 15:25:37
   点击次数: 366
 
常德烟草机械有限责任公司是国家大二型机械制造企业,隶
属于中国烟草机械集团,是烟草系统四家烟机制造企业之 一。公司的主要产品有zj17高速卷接机组,yf12-yb17、 yf13烟支输送系统,嘴棒成型机,yf171嘴棒储存输送系统等。
zj17型高速卷接机组是该公司的主导产品,该机组是引进
德国豪尼公司技术生产的,生产速度为7000支/分,具有烟 支质量稳定,开机率高,节省原辅材料等特点,因而在国产 烟机市场其占有率达到80%以上。但该型号机组控制系统 系80年代产品,采用专用电子板加继电器组的控制方式, 电子板常常出故障,备件采购又较为困难。考虑到这一情 况,该公司决定将其控制系统改为用plc来控制。
系统介绍
zj17型卷接机组由供丝、卷烟、接嘴三部分构成。其中供
丝部分取用烟厂供丝系统(或用其它方法加料)的烟丝,经由 落料、匀丝、提升、摊铺、负压抽吸,密度控制(烟条削整), 形成密度合适的条状烟丝交付给卷烟部分。卷烟部分将卷 烟纸包卷在烟丝上形成烟条,并予以切断,形成双倍长度 的无嘴烟支交付给接嘴部分,此部分要求完成对卷烟纸的 处理,包括换盘纸、接纸、纸带张力调整、烟支商标印 刷、印刷位置调整、卷烟纸上胶、胶水烘干。同时因为主 驱动电机在这一部分,对主驱动的控制也是在此完成的。接 嘴部分切开双倍长度的无嘴烟支,将嘴棒通过水松纸粘接
在烟支上,剔除不合格烟支,将成品烟支送给下游机器。
从机组工作的特点来看,控制系统应该能满足如下要求:
 
·i/o点容量大,最好是分布式系统
 
·能处理快至400hz的脉冲量
·性能稳定,可以适应烟厂的生产环境 根据以上特点,我们拟用s7-400组建一个profibus网络,
在机组三部分分别放置 et200m 子站处理 i/o ,并用 siemens新推出的高速逻辑处理模块fm352处理高速的 脉冲量,用pc670工业计算机构建人机接口界面。
 
硬件的特点包括:cpu414-2dp具有存储量大、运行速
度快、强抗干扰能力和高可靠性等特性;et200m子站通 用性强、模块更换方便;功能模块fm352-5工作速度快, 很适用系统处理快速脉冲;pc670具有牢固的、具备ip65保护级别的塑料前面板,抗干扰、抗震动能力强,
可靠性高。
 
采用pc670运行人机界面程序,它通过mpi网络与主cpu 连接,人机界面程序可以修改系统运行参数、读取系统 运行故障信息、统计设备生产数据。
系统功能
 
·启动顺序控制:为了尽量减少原辅材料的浪费,并考虑 到机器启动时可能有不同的速度,程序没有以时间为条 件进行顺序投入,而通过对机器脉冲的统计来实现
 
·停机控制:同样原因,除开有要求立即停机外,停机控
制时需要将各种原辅材料按一定的次序撤出,尽量将合 格成品送达下游机器,因此同样采用了计数机器脉冲的方法
 
·故障处理:机器运行时会产生一些报警或故障信息,系
统对绝大部分的运行故障和报警都能进行处理
 
·供丝控制:程序处理当前烟丝料位情况,以决定是否打
开进料气闸,并在多次打开气闸而没有烟丝时给出报警
 
·料位控制:是对中间储料箱中烟丝料位的控制。这里用
到一个pid的调节,系统通过一组指示料位的光电开关 判断当前料位,机器速度代表烟丝消耗量,陡角带提升 速度是控制程序的输出
 
·机器脉冲的处理:系统必须对许多脉冲进行处理,用来
计算机器速度、移位步距参考、产量计数等,这一部分 的工作由fm352-5来完成
 
 
小结及体会
 
自2001年5月开始,采用上述系统的设备开始投放市场,现 已装备在北京卷烟厂、呼和浩特卷烟厂、常德卷烟厂、广 二卷烟厂、天津卷烟厂、石家庄卷烟厂、武汉卷烟厂、厦 门卷烟厂等卷烟厂共计近30台套。用户反映良好。
电子技术、自动控制技术的发展是相当快的,特别是plc和现场总线技术,有相当多的早期设备,其控制系统在现 在看来已经很落伍了,对它们进行升级改造是很有必要 的。对于烟草行业来说,siemens具有传统品牌优势,用 户容易接受采用 siemens 控制产品的设备 ; 同时 , siemens 产品涵盖面较广 , 系统集成容易;另外 , siemens适时推出适合烟机应用的自动化控制产品(如 fm352-5在前述系统中得到了很好的应用),这对我们进行 控制系统设计是很有好处的。

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