ＰＬＣ技術(shù)在嘴棒發(fā)射機(jī)組改造中的應(yīng)用

譚堅(jiān)紅　曹　暉　何　杰

[摘要]針對(duì)德國(guó)HAUNI公司的嘴棒發(fā)射機(jī)的原電控系統(tǒng)采用早期的邏輯電路控制，電氣元件繁多，使用年限已久，零配件采購(gòu)困難且價(jià)格昂貴，故障隱患多，維修難度大，故提出并進(jìn)行了發(fā)射機(jī)組的改造。系統(tǒng)軟件采用西門(mén)子STEP7編制，通過(guò)PLC控制變頻器的啟動(dòng)/停止，通過(guò)接口模塊控制分布式I/O的運(yùn)行。使機(jī)組線(xiàn)路簡(jiǎn)單明了，維護(hù)起來(lái)比較方便；降低故障發(fā)生率，提高機(jī)器性能；通過(guò)特有的故障顯示功能，提高操作人員對(duì)機(jī)器的操縱能力；去掉容易損壞且價(jià)格昂貴的器件，降低維護(hù)費(fèi)用。介紹系統(tǒng)硬件組成、參數(shù)設(shè)定、軟件設(shè)計(jì)以及運(yùn)行結(jié)果

[關(guān)鍵詞]發(fā)射機(jī) 變頻調(diào)速 觸摸屏 PLC 硬件

中圖分類(lèi)號(hào)：TM92文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1671－7597（2009）0510008－01

一、引言

眾所周知，煙草企業(yè)是我國(guó)的利稅大戶(hù)，07年實(shí)現(xiàn)工商利稅3880億元，卷煙質(zhì)量不斷提高，大批企業(yè)聯(lián)合重組，并進(jìn)行技術(shù)改造。德國(guó)HAUNI公司的嘴棒發(fā)射機(jī)的原電控系統(tǒng)采用早期的邏輯電路控制，電氣元件繁多，使用年限已久，零配件采購(gòu)困難且價(jià)格昂貴，故障隱患多，維修難度大，故提出并進(jìn)行了發(fā)射機(jī)組的改造。

新系統(tǒng)采用緊湊的PLC模塊化組件，軟件設(shè)計(jì)的應(yīng)用，圖紙大幅度減少，整個(gè)系統(tǒng)變得更加清晰。人機(jī)界面使用可以在屏幕上直觀地顯示各種停機(jī)及報(bào)警的故障，并且可以在觸摸屏上設(shè)定計(jì)數(shù)器、定時(shí)器等各種參數(shù)，還可以調(diào)速、顯示統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。價(jià)格昂貴的功能組件被軟件程序替代。變頻器的使用使調(diào)速變得簡(jiǎn)單，用人機(jī)界面就可以完成。新的PLC系統(tǒng)減少了硬件故障點(diǎn)，電路變得簡(jiǎn)單，從而使得電柜布線(xiàn)清晰明了，維修更為方便。

改造后的系統(tǒng)運(yùn)行可靠，設(shè)備無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間比以前有很大提高，減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

二、系統(tǒng)組成

目前發(fā)射機(jī)組有儲(chǔ)柜（RESY 400M）、手動(dòng)上料裝置（TRAY OR TILLING

STATION）、發(fā)射機(jī)（FILTROMAT）三部分組成。原設(shè)備是三個(gè)獨(dú)立的部分獨(dú)立控制，三部分之間通過(guò)聯(lián)機(jī)線(xiàn)實(shí)現(xiàn)連鎖控制。改造后采用一個(gè)功能強(qiáng)大、體積小、組合靈活、處理速度快、軟件資源豐富的西門(mén)子S7-300系列PLC（315-2DP）中央控制器控制整個(gè)機(jī)組的工作，具有DP接口可以把統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)傳送到車(chē)間管理層。S7-300（315-2DP）是一種處理速度很快的西門(mén)子可編程控制器，每條指令處理速度只有零點(diǎn)幾微秒。另外采用了西門(mén)子先進(jìn)的通訊模塊（IM360和IM361）并使用使用分布式I/0省掉了原機(jī)組的繁瑣聯(lián)機(jī)線(xiàn)，在軟件內(nèi)部實(shí)現(xiàn)聯(lián)機(jī)控制，以及使用西門(mén)子液晶人機(jī)界面很直觀的顯示系統(tǒng)故障，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，設(shè)定參數(shù)等。

原系統(tǒng)使用的邏輯控制是歐洲七十年代的技術(shù)，大量使用了多個(gè)繼電器以及多個(gè)單片機(jī)為內(nèi)核的功能塊布線(xiàn)復(fù)雜。使用軟件程序設(shè)計(jì)取代了原來(lái)的繼電器邏輯功能，去除了原來(lái)的繼電器功能塊，使系統(tǒng)內(nèi)部布線(xiàn)變得一目了然。另外用西門(mén)子PLC（可編程控制器）的軟件設(shè)計(jì)，取代了原來(lái)的產(chǎn)量計(jì)數(shù)、計(jì)時(shí)電路更加準(zhǔn)確，而且減少了硬件電路故障點(diǎn)。人機(jī)界面采用西門(mén)子彩色觸摸式顯示屏，該屏通過(guò)總線(xiàn)方式與西門(mén)子PLC（可編程控制器）進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，可以在彩色屏幕上直觀地顯示各種停機(jī)及報(bào)警的故障，并且可以在觸摸屏上完成：

1.設(shè)定計(jì)數(shù)器、定時(shí)器等各種參數(shù)；

2.調(diào)整儲(chǔ)煙柜的機(jī)器速度；

3.實(shí)時(shí)顯示生產(chǎn)時(shí)間、開(kāi)機(jī)時(shí)間、停機(jī)時(shí)間、停機(jī)次數(shù)、班產(chǎn)量、有效作業(yè)率等多種統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)；

4.機(jī)器各種故障的顯示。

儲(chǔ)煙柜上原來(lái)的電機(jī)不能調(diào)速，儲(chǔ)煙柜就不能對(duì)儲(chǔ)存嘴棒的速度進(jìn)行控制，改造后電機(jī)調(diào)速采用先進(jìn)的變頻器通過(guò)模擬量控制電機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)亩刂苾?chǔ)煙的速度。調(diào)整是可以直接在人機(jī)界面上輸入速度，經(jīng)過(guò)PLC處理后就可以完成對(duì)速度的調(diào)整。

發(fā)射機(jī)上六臺(tái)反相輥電機(jī)原來(lái)是三相220V電機(jī)，市場(chǎng)上很難買(mǎi)到，改造為三相380V通用電機(jī)。電機(jī)容易買(mǎi)到，易于維修，購(gòu)買(mǎi)備件。

三、系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)

1.緊湊的PLC模塊化組件，軟件設(shè)計(jì)的應(yīng)用，圖紙大幅度減少，整個(gè)系統(tǒng)變得更加清晰。

2.人機(jī)界面使用可以在屏幕上直觀地顯示各種停機(jī)及報(bào)警的故障，并且可以在觸摸屏上設(shè)定計(jì)數(shù)器、定時(shí)器等各種參數(shù)，還可以調(diào)速、顯示統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

3.價(jià)格昂貴的功能組件被軟件程序替代，使維修費(fèi)用大幅度下降。

4.變頻器的使用是調(diào)速變的簡(jiǎn)單，用人機(jī)界面就可以完成對(duì)機(jī)器的調(diào)速功能。

5.電器、功能組件被去除減少了硬件故障點(diǎn)了，使得硬件電路變得簡(jiǎn)單，從而使得電柜布線(xiàn)清晰明了，所以維修方便了。

四、結(jié)束語(yǔ)

整個(gè)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)上述改造，摒棄了原有器件的束縛，實(shí)現(xiàn)了軟控制，其系統(tǒng)可靠性高、隔離性好，完全實(shí)現(xiàn)了免維護(hù)，有脫胎換骨之效果，給生產(chǎn)和管理帶來(lái)很多方便，同時(shí)也節(jié)省了維護(hù)、維修費(fèi)用，給煙廠帶來(lái)了可觀效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]廖常初主編，S7-300/400 PLC應(yīng)用技術(shù)，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

[2]鐘玉寬主編，世界煙草包裝機(jī)械匯編，全國(guó)煙草科技情報(bào)中心，2004.

作者簡(jiǎn)介：

譚堅(jiān)紅，男，湖南郴州人，湖南中煙有限責(zé)任公司郴州卷煙廠電氣工程師；曹暉，女，湖南郴州人；何杰，男，湖南郴州人，湖南中煙有限責(zé)任公司郴州卷煙廠電氣技師。