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基于西门子S7通信的卷烟梗丝线控制系统的设计与实现

刘春桂  
【摘要】:梗丝按照一定掺配比例填充到卷烟中,其内在品质的优劣直接影响卷烟的综合质量。这就对烟厂梗丝生产线控制系统的稳定性、精确度、灵活性以及扩展性提出了较高的要求。杭州卷烟厂梗丝线在未升级改造前使用分散控制、单独管理的模式,每个工艺段均采用独立的主从通信方式且自成控制系统,各个主从通信控制系统彼此之间不存在通信联系。由于生产环节众多,独立的主从通信控制系统数也较多,结构体系不合理,不便于集中管理,无法实时动态监控整条生产线,可靠性不高,控制精度不高等问题日益突出,不但成品梗丝品质得不到保证,而且也不利于提高企业市场竞争力。这种控制方式已无法满足现代烟草企业对梗丝线生产集中管理、实时动态监控、快速反应、灵活操作、易扩展和数据读取快捷的要求。 充分掌握梗丝线生产工艺后,查阅了国内外相关技术资料!根据梗丝线在厂区的结构布局,以及对系统开放性、可维护性、可靠性、信息集成能力、便于监控和读取信息快捷的要求,对梗丝线控制系统的整体设计方案做出了可行性论证。同时,提出运用基于PROFIBUS网络的西门子S7通信技术将原先数目众多且独立分散的主从通信控制系统连接起来,组成一个网络结构清晰的主主通信控制系统的设计思想。多主站(SIMATIC PLC控制器)分别与生产设备连接,从而实现对现场设备的快速有效地控制。通过PROFIBUS电缆将多主站的DP接口相连接,从而实现多主站之间的相互通信联系。本文的主要理论研究工作与生产实践成果如下: (1)在熟悉卷烟梗丝线生产工艺的基础上,深入分析了梗丝线未升级改造前的控制方式,提出了运用基于PROFIBUS网络的西门子S7通信技术将原先数目众多且分散的独立主从通信控制系统连接起来,组成一个网络结构清晰的主主通信控制系统的设计思想。建立了基于西门子S7通信的主主通信控制系统。 (2)研究基于PROFIBUS网络的西门子S7通信技术,重点研究了主主通信的控制方式。对被控对象、网络拓扑结构、硬件的选型与配置、编程软件STEP7等一一进行了详细分析。针对梗丝线的生产工艺和指标要求,设计了多主站(SIMATIC PLC)、PROFIBUS网络、Win CC动态监控与S7通信技术相结合的控制系统。 (3)上位机监控系统采用SIMATIC Win CC来设计实现,通过PC上位机对过程控制对象进行组态,SIMATIC Win CC强大的实时监控功能改善了工作条件,保证了生产系统能高效可靠地运行。 本方案具有智能化程度高、灵活性高、数据读取快捷、实时动态监控、开放性高、操作更加便捷等优点,经过企业调试运行以及后续的生产实践证明,系统运行高效稳定,为国内其它企业的技术升级改造提供了一个典型范例,具有一定的生产应用价值!


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