卷煙廠糖、香料廚房系統簡介

劉慶偉 上海煙草（集團）公司天津卷煙廠 300163

卷煙廠糖、香料廚房系統簡介

劉慶偉 上海煙草（集團）公司天津卷煙廠 300163

本文對卷煙廠糖、香料廚房系統進行了簡單介紹，從實際出發，提出了保證系統精度、質量、自動化、網絡化、安全性及可靠性的一些方法。

糖香料廚房；控制系統；檢測傳感器

一、系統組成

卷煙廠糖、香料廚房系統由機械設備、控制系統和管理系統三大部分組成，其功能是在確保實現糖料、香料調制、儲存和輸送的基本功能基礎上，對生產中的各類數據進行統計和分析的數據管理，并通過Eth ernet完成系統與制絲線工業以太網的掛接，實現系統與其他站的PLC和上位機系統的數據和信息通訊。

二、保證系統精度和質量的方法

（1）采用懸浮式靜態稱重方式檢測罐內料液重量。糖、香料廚房內所有工藝罐（純凈水和熱水罐除外）都裝有稱重傳感器，用于檢測罐內料液的重量，為減少計量誤差，稱重傳感器盡量靠筒身底部安裝，與其他重量檢測方式相比，具有精度高、“零漂”小、穩定性好（受溫度的影響小）、標定方便（無需專用儀表）等優點。重量信號的采集和處理選用具有Profibus-D p接口的重量儀表，傳感器的“零點校準”、“量程校準”等功能可通過程序執行，在監控機上進行操作。為保證所有稱重傳感器的精度，我公司和傳感器供應商經過多次探討，聯合開發設計了一套合理的安裝方式，確保懸浮式靜態稱重系統計量準確、穩定可靠。

（2）料液配制時，各原料由高精度電子秤（具有Profibus-Dp接口）人工計量。操作員根據控制系統提示，按順序進行稱量，每完成一次，在監控畫面上按鍵進行確認，這樣人工稱量的每一個值都被計入監控計算機數據庫，形成原料耗用報表，作為數據統計和管理，并且當稱量值與提示值不相符時，控制系統給出報警信息，可有效防止操作工的誤操作。

（3）在系統管路設計上應遵循“無死區”原則，對管路管徑、長度、走向進行優化設計，使共用管道部分最短，并設計自動吹掃清洗系統，使計量后的料液盡可能多的流入所要輸送的罐內，確保罐底無剩料和管道內無余料，以提高料液配制精度。

（4）具有加熱保溫功能的罐都裝有冷凝水自動排空裝置（設置破真空閥），以減少由于冷凝水在罐夾層內排放不完全對稱重精度的影響。

（5）罐與管道之間采用“軟連接”方式，軟管采用食品級硅膠管，確保懸浮式靜態稱重系統的準確無誤。

（6）糖、香料調制時，采用變頻調速機械攪拌器，攪拌速度可根據工藝要求自動調節，并采用正、反雙向攪拌，確保罐內溶液不會按一個方向運行形成旋渦，能夠加速原料的充分溶解和均勻混合，提高料液配制質量，減少料液沉淀。

（7）現場加香、加料計量選用單直管質量流量計檢測，其計量不受介質密度、溫度的影響，并具有Profibus-Dp接口，標稱精度達到0.2%。

法

三、系統的自動化

操作員只需對上級生產計劃部門或車間中控下達本班生產任務指令進行輸入和確認，控制系統自動運行，整個生產過程的料液調制、加熱、保溫、攪拌混合、出料、清洗及余料回收等工藝過程，都將在控制系統控制下自動完成。

料液配制前，系統能夠將生產任務（從M ES或制絲中控接收的當班各個施加點的牌號和產量），根據事先錄入的配方表，自動分解成所需配制料液的種類和重量，并且根據當前儲存罐中成品糖香料的儲備情況提出所缺的成品料液，通過檢索配方表，將這些需配制的成品料液進一步分解，提供所需原料的名稱和重量，提醒操作人員進行原料準備。

料液配制時，操作人員選定需配制料液的名稱和重量，系統按事先錄入的配方表在觸摸屏上按序提醒操作人員需稱量料液的名稱和重量，原料經人工稱量后，按“確認”鍵，通過氣泵將原料抽吸至調制罐進行成品的配制，所有稱量值都將記錄至數據庫，形成原料耗用報表。

成品糖香料向現場發送時，系統能夠根據現場的生產牌號、要料信號，自動進行“牌號比對”（生產牌號和儲存罐料液必須相同，才可出料），并自動選擇相應出料儲存罐（同牌號罐遵循“先進先出”）向現場各生產點發送料液，生產完畢后，自動回收管路余料。

四、系統的數據和信息管理

糖香料廚房系統通過以太網與全廠信息管理系統相連，構成一個有機整體，既可以接收生產管理部門下達的生產任務，又可以將糖香料廚房的各類數據進行實時采集，然后通過自身數據管理系統的統計分析，對這些信息進行歸類、整理，最后將相關數據和信息上報給上級管理部門，以實現生產管理、工藝管理、設備管理、質量管理的目的，為企業及時了解生產過程、制定戰略決策提供重要依據。

五、系統的信號連鎖和信息交換

采用網絡和硬件相結合的方式，進行信號連鎖和信息交換，對于重要的啟/停信號兩種方式都具備，對于數據和相關信息由于硬件連鎖難以進行，則采用網絡的形式，為保證數據和信息的準確，通過特定的程序對網路進行監控。

六、系統的操作和監控界面

在系統人機界面設計方面，遵循“人性化”原則，并參照W indow s操作系統的風格，充分利用監控軟件本身的特點和計算機圖形技術，開發一套功能強大、操作方便、性能可靠的人機界面系統，通過人機界面可全面監視、操作和控制整個系統。

（1）設備所用的執行器件和控制器件均選用經過多次實踐證明可靠性好、運行穩定的品牌器件。

（2）系統的設計、制造及安裝過程將嚴格按照國家有關規定進行。酒精存放間按防爆區設計。系統中具有壓力的管路（如蒸汽、壓縮空氣管路）均安裝壓力檢測傳感器，通過控制系統對壓力自動檢測，使其超壓自動報警，同時在這些管路上安裝安全閥，超壓時能自動卸壓；系統中的所有罐體都具有液位檢測和超高位報警功能，具有加熱和保溫的罐體還具備溫度超標報警功能；電機具有過載報警信號，控制軟件根據這些信號構成一個完整的安全連鎖和質量連鎖控制系統，保證生產過程的安全可靠，減小因設備故障造成的物料損失。

（3）系統中關鍵位置的閥門都裝有位置檢測開關，這些到位信號參與程序控制，在檢測到任何一個閥門出現異常狀態時，與之相關的動作都停止，并且自動生成報警提示，確保料液在罐和管道內不發生“料－料”“料－水”相混的質量事故。另外，使用最新開發的軟件程序，在控制程序中通過對罐內料液重量的實時采集和處理，用來判斷罐體或與之相連的管道是否存在泄漏，若出現泄漏時立即進行報警提示。這樣既可以通過硬件對系統故障進行檢測，也可通過編程軟件對其加以判斷，雙重保險，確保系統運行可靠。

（4）糖香料配方是各廠的重要保密內容。因此，控制系統設計時采取嚴格保密措施，只有取得允許權限的人才能操作相應數據，保證系統數據的保密和安全。

（5）設計牌號自跟蹤和牌號比對功能。在配制料液時，系統將配料時所選牌號自動賦予相應調制罐，然后根據該調制罐中料液的流向，牌號自動被賦予相應的成品料貯存罐和現場罐，無需人工錄入，杜絕由于人為因素錯標牌號的質量事故。在料液發送時，將出料罐的牌號和要料牌號經控制系統自動比對，做到牌號不同不允許選擇，確保牌號準確無誤。同牌號的料液發送遵循“先進先出”的原則，先配制的料液允許首先發送。

（6）對能引起沖突的操作，監控系統的操作畫面做到絕對“互鎖”，確保每個工藝過程操作“零風險”。

（7）為便于生產過程的追溯，糖香料廚房內所有的操作都形成相關記錄備查，所有器件的動作也形成相關記錄備查。

（8）在現場施加裝置的料液引射汽（氣）路上均設置壓力檢測傳感器，用于料液霧化故障報警，確保糖、香料在噴射過程中不出現滴料現象。

（9）在現場香料施加裝置的噴嘴處單獨設置軟管吹掃閥，在加香結束時，對軟管自動吹掃，以防止軟管滴料出現黃斑煙。

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.10.133

七、保證系統安全性和可靠性的方