PROFIBUS-DP現場總線在ZJ17高速卷煙機的應用
常德煙草機械有限責任公司是國家大二型機械制造企業,隸屬于中國煙草機械集團,是煙草系統四家煙機制造企業之一。公司的主要產品有ZJ17高速卷接機組,YF12-YB17、YF13煙支輸送系統,嘴棒成型機,YF171嘴棒儲存輸送系統等。
ZJ17型高速卷接機組是該公司的主導產品,該機組是引進德國豪尼公司技術生產的,生產速度為7000支/分,具有煙支質量穩定,開機率高,節省原輔材料等特點,因而在國產煙機市場其占有率達到80%以上。但該型號機組控制系統系80年代產品,采用專用電子板加繼電器組的控制方式,電子板常常出故障,備件采購又較為困難。考慮到這一情況,該公司決定將其控制系統改為用PLC來控制。
系統介紹
ZJ17型卷接機組由供絲、卷煙、接嘴三部分構成。其中供絲部分取用煙廠供絲系統(或用其它方法加料)的煙絲,經由落料、勻絲、提升、攤鋪、負壓抽吸,密度控制(煙條削整),形成密度合適的條狀煙絲交付給卷煙部分。卷煙部分將卷煙紙包卷在煙絲上形成煙條,并予以切斷,形成雙倍長度的無嘴煙支交付給接嘴部分,此部分要求完成對卷煙紙的處理,包括換盤紙、接紙、紙帶張力調整、煙支商標印刷、印刷位置調整、卷煙紙上膠、膠水烘干。同時因為主驅動電機在這一部分,對主驅動的控制也是在此完成的。接嘴部分切開雙倍長度的無嘴煙支,將嘴棒通過水松紙粘接在煙支上,剔除不合格煙支,將成品煙支送給下游機器。
從機組工作的特點來看,控制系統應該能滿足如下要求:
I/O點容量大,最好是分布式系統
能處理快至400Hz的脈沖量
性能穩定,可以適應煙廠的生產環境根據以上特點,我們擬用S7-400組建一個PROFIBUS網絡,
在機組三部分分別放置ET200M子站處理I/O,并用SIEMENS新推出的高速邏輯處理模塊FM352處理高速的脈沖量,用PC670工業計算機構建人機接口界面。
硬件的特點包括:CPU414-2DP具有存儲量大、運行速度快、強抗干擾能力和高可靠性等特性;ET200M子站通用性強、模塊更換方便;功能模塊FM352-5工作速度快,很適用系統處理快速脈沖;PC670具有牢固的、具備IP65保護級別的塑料前面板,抗干擾、抗震動能力強,可靠性高。
采用PC670運行人機界面程序,它通過MPI網絡與主CPU連接,人機界面程序可以修改系統運行參數、讀取系統運行故障信息、統計設備生產數據。
系統功能
啟動順序控制:為了盡量減少原輔材料的浪費,并考慮到機器啟動時可能有不同的速度,程序沒有以時間為條件進行順序投入,而通過對機器脈沖的統計來實現
停機控制:同樣原因,除開有要求立即停機外,停機控制時需要將各種原輔材料按一定的次序撤出,盡量將合格成品送達下游機器,因此同樣采用了計數機器脈沖的方法
故障處理:機器運行時會產生一些報警或故障信息,系統對絕大部分的運行故障和報警都能進行處理。
供絲控制:程序處理當前煙絲料位情況,以決定是否打開進料氣閘,并在多次打開氣閘而沒有煙絲時給出報警。
料位控制:是對中間儲料箱中煙絲料位的控制。這里用到一個PID的調節,系統通過一組指示料位的光電開關判斷當前料位,機器速度代表煙絲消耗量,陡角帶提升速度是控制程序的輸出
機器脈沖的處理:系統必須對許多脈沖進行處理,用來計算機器速度、移位步距參考、產量計數等,這一部分的工作由FM352-5來完成。
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