淺述卷煙生產(chǎn)過程中自動化技術(shù)應用

程道勝

摘 要：從20世紀80年代起，我國卷煙企業(yè)應用自動化技術(shù)已經(jīng)擁有30來年的歷史。到目前為止，自動化技術(shù)已經(jīng)深入到煙草企業(yè)生產(chǎn)管理的方方面面，在原料加工、質(zhì)量控制、設備管理、生產(chǎn)計劃等各個方面發(fā)揮著重要作用。自動化技術(shù)水平已經(jīng)成為衡量企業(yè)生產(chǎn)能力和產(chǎn)品質(zhì)量的一個重要指標。

關鍵詞：自動化；卷煙生產(chǎn)；制絲；卷接包

引言

卷煙行業(yè)是我國國民經(jīng)濟重要支柱產(chǎn)業(yè)之一。作為國家經(jīng)濟建設發(fā)展的中堅力量，煙草行業(yè)在維護國家經(jīng)濟安全與穩(wěn)定中發(fā)揮著舉足輕重的作用。我國加入世貿(mào)組織以來，各行各業(yè)都受到巨大影響，特別是世界煙草產(chǎn)業(yè)正向著全球一體化、壟斷化方向高速發(fā)展，給我國煙草企業(yè)帶來了嚴峻的考驗。面對巨大的發(fā)展壓力，我國煙草企業(yè)采取有效措施積極應對，不斷加快技術(shù)創(chuàng)新和升級改造步伐，特別是自動化技術(shù)在煙草生產(chǎn)加工領域的廣泛應用，推動了我國煙草產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展。

1 自動化技術(shù)在煙草加工生產(chǎn)過程中的重要意義

隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，以工業(yè)現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)為代表的煙草產(chǎn)業(yè)自動化技術(shù)正在向著網(wǎng)絡化、智能化、數(shù)字化的方向高速前進。現(xiàn)代化生產(chǎn)過程復雜。一個產(chǎn)品從原料到成品要經(jīng)歷十幾道、幾十道乃至上百道工序，涉及到的設備多達數(shù)百臺。產(chǎn)品質(zhì)量控制和設備操控任務繁重。通過自動化控制，可以實現(xiàn)生產(chǎn)工藝的精確控制，有效降低人工成本，提高生產(chǎn)效率，產(chǎn)品質(zhì)量趨向均質(zhì)化和一致化。

2 自動化技術(shù)在煙草生產(chǎn)工序中的應用

煙草生產(chǎn)過程中，通過在生產(chǎn)工藝中引入計算機集成制造系統(tǒng)，利用計算機、網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)等軟硬件手段對生產(chǎn)制造過程中的原料加工、輔料配送、能源供給、性能檢測、數(shù)據(jù)處理、現(xiàn)場控制和消防安全等各個環(huán)節(jié)予以測量、顯示、控制、調(diào)度和管理，從而實現(xiàn)生產(chǎn)的自動化，提高生產(chǎn)效率，保證產(chǎn)品質(zhì)量。現(xiàn)代卷煙生產(chǎn)過程，大致分為煙葉初烤復烤、煙葉發(fā)酵、配方制絲和卷煙包裝等步驟。使用自動化技術(shù)，能夠有效控制每一步的產(chǎn)品（半產(chǎn)品）質(zhì)量，從而保障最終產(chǎn)品質(zhì)量合乎標準要求。

（1）在煙葉初烤和復烤階段，建立煙葉烘烤自動供熱排濕系統(tǒng)，結(jié)合配套軟件，利用計算機的高速運算能力和網(wǎng)絡的高速信息傳遞能力，實現(xiàn)對烤制溫度和送風情況的科學設置、監(jiān)測與控制，使煙葉烘烤程度和烘烤時間符合相應工藝曲線，從而為烘烤后煙葉各項理化指標符合工藝規(guī)范要求做出保障。

（2）在煙葉發(fā)酵階段，應用計算機集散控制技術(shù)，通過工控機和智能調(diào)節(jié)器對發(fā)酵溫度、空氣濕度的監(jiān)測與控制，根據(jù)收集的數(shù)據(jù)進行計算分析，并結(jié)合對發(fā)酵時間的管理，從而實現(xiàn)精確控制升溫、保溫、降溫各個階段的目的，有效保障發(fā)酵質(zhì)量。

（3）在制絲階段，卷煙制絲包括切片、切絲、加香、加料等多個復雜過程，前后工序間有著嚴密的承接關系，是卷煙加工生產(chǎn)過程中最主要的一道工序。這道工序的自動化水平很大程度上就決定了煙草產(chǎn)業(yè)自動化程度。當前，在制絲階段應用自動化技術(shù)主要體現(xiàn)在以下幾個方面：一是以整條生產(chǎn)線乃至企業(yè)所有生產(chǎn)經(jīng)營活動全部集成的自動化控制和信息管理平臺為基礎的制絲集成自動化控制系統(tǒng)。分為設備自動化控制系統(tǒng)、監(jiān)控中心和生產(chǎn)管理系統(tǒng)三大部分。通過對企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營信息的數(shù)據(jù)采集、匯總、分析，通過自動控制系統(tǒng)實現(xiàn)對整個生產(chǎn)過程的管理、調(diào)度、監(jiān)視及控制，從而完成生產(chǎn)加工、計劃調(diào)度、批次管理相關任務，達到生產(chǎn)精細化、柔性化控制和分組加工的目的。二是以實現(xiàn)分組加工為目的，適應生產(chǎn)工藝線路大幅調(diào)整的生產(chǎn)線控制平臺。分組加工工藝以模塊投料法取代傳統(tǒng)的批次投放法，大幅提高生產(chǎn)效率。同時也使得工藝調(diào)整控制難度大幅提升。不同加工模塊的線路組合非常復雜，做好加工模塊生產(chǎn)路徑管理，是自動化控制技術(shù)在制絲工序中的一個重要應用。由控制系統(tǒng)對模塊化子程序的管控，實現(xiàn)工業(yè)線路的可視化組態(tài)管理，確保制絲控制系統(tǒng)軟件的獨立性，從而解決分組加工多組合多加工模式的問題。三是提高主機設備一體化、智能化程度，解決同一臺設備處理不同等級、牌號原料的問題。經(jīng)由主要煙機設備的構(gòu)件結(jié)構(gòu)模型、幾點一體化設備子系統(tǒng)標準接口等，各設備子系統(tǒng)可以根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，靈活接入主系統(tǒng)，實現(xiàn)應有的控制功能，滿足機電一體化的要求。在此基礎上，經(jīng)由單機智能系統(tǒng)，配合對原料的實施跟蹤與模塊任務的精細化實現(xiàn)對不同等級、牌號原料連續(xù)生產(chǎn)的精確控制。

（4）在卷接包階段，自動化控制系統(tǒng)的意義主要在于將風力送絲、煙支儲存、條煙提升和輸送等零散的相關工序集成到一起，形成流水化作業(yè)的生產(chǎn)工藝。隨著卷煙工藝水平的不斷發(fā)展，卷接包工藝復雜程度隨之上升，亟需一個高度自動化、智能化的集成控制系統(tǒng)來完成對整個流程的控制和調(diào)度。同時，卷煙質(zhì)量的更高要求進一步推動了自動化控制技術(shù)在卷接包工藝中的應用。卷接包集控系統(tǒng)控制范圍涵蓋供絲段、卷接包工藝段、條煙及成品輸送段和監(jiān)控段等生產(chǎn)流程，經(jīng)由生產(chǎn)管理、集中監(jiān)控和設備控制三層結(jié)構(gòu)實現(xiàn)對整條生產(chǎn)線的自動控制。設備控制層一般采用現(xiàn)場總線控制方式，主要負責生產(chǎn)過程中設備對工藝的執(zhí)行。具體包括對電機啟停、閥門開閉等進行控制及其他元器件的參數(shù)控制。集中監(jiān)控層主要由監(jiān)控計算機、輸入輸出服務器、工程師站、屏幕管理計算機、照明掛了計算機、實時數(shù)據(jù)庫服務器和以太網(wǎng)絡器件組成，具體負責的功能包括上位機對現(xiàn)場分散的設備層控制端組織與管理，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、報警、控制及連鎖等功能；監(jiān)控系統(tǒng)的自動控制；車間照明智能化管理；人機交互接口等。生產(chǎn)管理層以以太網(wǎng)為信息交換介質(zhì)，對生產(chǎn)線全部設備予以監(jiān)控，同時將設備監(jiān)視與控制集成在一起。以數(shù)據(jù)庫為平臺進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，將收集到的數(shù)據(jù)歸納整理和對比分析，以此為依據(jù)對各個工序?qū)嵤┙y(tǒng)一管理，并結(jié)合對生產(chǎn)線各節(jié)點的監(jiān)控與管理，實現(xiàn)生產(chǎn)管理和品質(zhì)管控的目的，同時，該層的數(shù)據(jù)分析結(jié)果也為企業(yè)領導部門制定發(fā)展戰(zhàn)略方針提供數(shù)據(jù)參考。

3 結(jié)束語

生產(chǎn)技術(shù)水平的高低決定著企業(yè)市場競爭力的強弱，對于企業(yè)在殘酷的市場價競爭中的生存與發(fā)展十分重要。由于受全球經(jīng)濟一體化和國際煙草市場的影響，當前我國煙草產(chǎn)業(yè)面臨的局勢并不樂觀。在知識經(jīng)濟時代，知識技術(shù)就是生產(chǎn)力，就是競爭力。加快企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新步伐，降低生產(chǎn)成本，提高工藝技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量，是我國煙草企業(yè)今后很長一段時間里的重要工作。自動化控制技術(shù)在工業(yè)中具有著難以比擬的優(yōu)勢特性，在我國煙草行業(yè)中已經(jīng)具備了一定的理論實踐基礎，成功幫助煙草企業(yè)由傳統(tǒng)的粗放型、分散型生產(chǎn)模式向精細化、一體化生產(chǎn)模式、由經(jīng)驗型管理向科學化、數(shù)字化、網(wǎng)絡化管理發(fā)生轉(zhuǎn)變。隨著計算機和網(wǎng)絡技術(shù)的不斷發(fā)展，自動化控制技術(shù)勢必在卷煙行業(yè)獲得更加廣泛和深入的應用。我國煙草企業(yè)要牢牢把握與國際接軌的窗口時期，積極引進吸收國外先進技術(shù)經(jīng)驗，提高自主創(chuàng)新水平，不斷提高企業(yè)自動化生產(chǎn)水平，增強自身競爭力，為我國煙草產(chǎn)品走出國門，在國際市場占據(jù)一席之地做好充分準備。

參考文獻

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