在烟草工业中，一般烟叶都比较松散与轻便，但是运输时会大量占据空间，使得运输成本上升。于是，解决此类问题的主要措施，是设法科学合理地减少烟草的松散体积、增大容积密度，以便加速烟草的商品化进程。
常规的方法，是进行预压缩。一般情况下烟叶压缩前和压缩后的体积比为1: 8，而这个压缩比，使得提升缸的高度普遍很高，这就使得预压机本身很高，一般的厂房高度无法满足要求，需要对厂房进行改造，增加了成本投人。
通过本文的设计改进，可以有效地降低整机高度，使系统在一般的厂房里就可以组织生产，提高了系统的适应性，降低了企业成本，提高竞争力。还有一些企业采用双料筒单压头模式，通过料筒的横向移动实现装料与保压同时进行。鉴于料筒在横向位移时，必然会产生晃动，造成定位精度不高，就必然会降低系统稳定性。而且料筒横向位移时系统不能工作，减少了主压头保压时间，降低了系统的工作效率。双主压头系统虽然增加了一个压头，增加了一些成本，但系统的使用寿命大大提高，并且大大降低了系统的维护费用，还能保持生产的连续性，提高效率，提高产能。PLC是一种专为工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统，其主要功能有逻辑控制、定时控制、计数控制、数据处理、通信联网等，具有多种优点。因此在输送机控制系统中的应用广泛。本文为此具体探讨了基于PLC的烟草运输系统的建立。
1 运输系统的设计思想
本控制系统的设计思想，是跟踪国际自动控制领域的新技术，使其具有先进性、高可靠性、实用性和可维护性。实现打叶复烤线的生产过程智能化，和管控一体化。该线采用现场总线和分布式I/O控制技术，充分发挥网络信息技术优势，通过3层网络(管理网，控制网，设备网)实现对生产线的自动化控制和管理。
2 系统的硬件组成
本系统全线采用德国西门子公司的最新控制技术，PLC为西门子PLC57-200产品;设备总线采用PROF工BUS现场开放网络，监控系统采用德国公司新近推出的高新科技产品;变频器等主要元器件也都采用该公司产品，从而使全线达到了和谐统一，其他低压电气元件均采用SMC和西门子公司产品，提高了该项目的科学技术含量，增加了系统的稳定性，从而便于操作与维修。
全线由一组PLC作为主站控制层，设备层由远程I/O模块、远程编程模块、模拟量远程输人、输出模块等组成。考虑到现场布线的方便，减少电缆铺设的工作量，将本地控制部分均由远程加模块实现。为了达到模拟量控制精度的要求，避免电缆过长带来的信号衰减问题，也将模拟量输人、输出模块挂接在设备网上，这样既节约了电缆，又很好地克服了信号衰减及不稳定因素。另外，为了便于操作，将触摸屏置于现场，也将其作为子站挂在设备网上。这样，整个系统的控制思路非常清晰明了，上层由PLC作为控制层;远程I/O模块、触摸屏等均作为子站设备层，通过PROFIBUS与PLC和计算机进行通讯。系统的启动、停止及数据调整，均可以通过对现场触摸屏的操作实现。这种设计思路为操作工的工作带来了方便，由于各部分均只由一根网线(屏蔽双绞线)连接，因此为系统安装和维修也带来了很大的方便，同时也降低了成本。
3 系统的软件功能
PLC57-200可编程序控制器，是模块化小型PLC系统，能满足中等性能要求的应用。由于简单实用的分散式结构和多界面网络能力，使得应用十分灵活，方便用户和简易的无风扇设计;由于大范围的集成功能使得它功能非常强劲。PLC57-200系列PLC适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。根据此次设计中所需的输人/输出、I/O点以及所需的PLC编程和触摸屏控制。
3.1 PLC功能
笔者选择T西门子 57-200CN系列中CPU226CN型。该型号机集成24输人/16输出共40个数字量I/O点，可连接7个扩展模块，最大扩展至248路数字量I/O点或35路模拟量I/O点，26k字节程序和数据存储空间。6个独立的30kHz高
速计数器,2路独立的20kHz高速脉冲输出，具有PID控制功能,2个RS485通讯1编程口，具有即上通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。I/0端子排可很容易地整体拆卸，用于较高要求的控制系统.具有更多的输入/输出点，更强的模块扩展能力，更快的运行速度和功能更强的内部集成特殊功能可完全适应于一些复杂的中小型控制系统。山于本系统有多个机构的顺序控制，所以可能一个模块所具有的UO点不够完成整个系统的动作控制，那么则需要运用扩展模块，扩大数字量I/O点。使用SIMATIC触摸屏面板，只需触模显示屏上的“按钮”，传统按钮已不再需要，可以自定义显示屏上的图形式按钮，更直观地表达拉近了用户距离。SIMATIC触模面板使用非常方便，防护等级IP65的前面板可耐热，耐寒，防油污，防潮，同样提供了非常强大的图形功能。
3.2 I/O选择
为了对PLC选型，首先确定PLC的输人输出点数。PLC需要的UO点数，随工作方式的不同而不同。按预压机各个组成部分来分类统计，PLC的输人点有:
手动指令按钮—手动模块中共有n个机构进行动作，共有23个输入/输出点。
单动指令按钮—单动模块中又分为4个大单动块，主压单动块中有6个输出点，预压中有4个输出点，布料称重单动块中有8个输出点，箱口活动皮带单动块有5个输出点。
自动指令按纽—自动模块中预压机按顺序动作，共有10工作机构，而输人点共有23个，输出点共有26个。
3.3 PLC编程
由前一步工作，我们画出了预压机的整个顺序功能图，然后根据顺序功能图写出其PL程序(略)。基于PLC的烟草运输系统结构如图1所示。
4 基于PLC的烟草运输系统的实现
4.1实现过程
为了实现烟叶复烤生产线的全线自动化，就必须实现多机通信，而多机通信的网络形式有星型、树型、总线型、分散型等。由于总线型结构具有可靠性高、接口简单、价格低、控制容易、组成灵活、应用方便等诸多优点，所以对于这套系统的控制系统，我们整线采用了分布式测控系统，从而实现本系统主机和从机之间的总线型中断控制串行传输方式。通信线路的连线，采用RS5-232标准接口:主机的4个控制端，分别与各个从机的外部中断INTI相连。这样，各从机不必随时处于监听状态，只需打开外部中断INTI后进行自己的正常工作。当主机发送某一中断控制信号时，相应从机中断正在进行的工作，转去执行中断服务程序。进人中断后，从机关掉外部中断，保持现场，对主机发来的信号监听识别，并进人正常通信状态。通信完毕后，恢复现场，中断开放，继续正常的工作。
采用分布式控制系统主要有如下优势:可以方便地共享设备，如强大的主机，昂贵的I/O设备等。数据资源共享，从一个终端可以访间整个系统的资源，用户之间可以交换文件和数据。
4.2 现场总线的连接
现场总线的连接，逐步更好地进人控制领域，已被业界逐步认识与掌握。笔者这次设计的烟叶复烤打叶生产线中的预压当然也不例外。本系统的西门子57-200要与现场总线能够进行通讯，必须通过EM277PRDF-DP扩展从站模块，将57-200CPU连接到PROFIBUS-DP网络。EM277PROF经过串行I/O总线连接到57-200CPUo PROFIRUS网络经过其DP通信端口，连接到PROFIBUS-DP模块，然后向主站发送和接收不同数量的数据。这种特性，使用户能修改所传输的数据量，以满足实际应用的需要。下面是EM277的地址开关和指示灯、地址开关和状态指示灯位于模块的前面。
4.3系统应用前景
烟草行业是一个自动化程度非常高的行业，如主机DCS系统、打叶复烤系统以及主要辅机程控系统，这些系统都存在可靠性要求高、监控设备和对象多而复杂、实时性要求高等特点。特别是主机DCS系统，涉及数百台压力和差压变送器，数百台电动或启动执行机构，数百个温度测点，系统要进行复杂的闭环控制、串级控制、要进行设备连锁控制等。所有这些，都需要有高可靠性的控制系统，来保证整个生产过程的安全、稳定、可靠运行。随着现场总线技术的出现和日臻成熟，以及烟厂信息化要求的提高，基于现场总线的控制系统将为烟草行业自动化系统提供更好的选择。
5 结束语
总之，在基于PLC的烟草运输系统中，介绍了整机的控制系统结构，确定了整机控制系统的硬件选择:西门子PLC57-200+SIMATIC触摸屏面板，介绍了预压机顺序功能图及其特点，定义了PLC的I/O端子，介绍了分布式测控系统的特点及优势.有很好的应用前景。
核心关注：拓步ERP系统平台是覆盖了众多的业务领域、行业应用，蕴涵了丰富的ERP管理思想，集成了ERP软件业务管理理念，功能涉及供应链、成本、制造、CRM、HR等众多业务领域的管理，全面涵盖了企业关注ERP管理系统的核心领域，是众多中小企业信息化建设首选的ERP管理软件信赖品牌。
转载请注明出处：拓步ERP资讯网http://www.toberp.com/
本文标题：基于PLC的烟草运输系统的设计与实现
相关文章
