西门子可编程控制器在打叶复烤新工艺自控系统中的应用

1、项目背景
       打叶复烤工艺和设备从国外引进以来已有近二十多年的历史，我国科技人员对设备的研究消化已经基本成熟，但在工艺研究上还处于延用状态，国内有针对性的自主研发较少。我国烟叶收购过程中采取扎把，扎把多用低等级烟叶，而且把头及易掺有塑料、尼龙、金属、动物毛发等多种非烟草杂质。打叶复烤作为卷烟企业制丝车间的第一工段，加工后产品的纯净度，片烟及烟梗的质量，对卷烟产品内在质量产生直接的影响。为满足卷烟工业发展需要，提升复烤片烟的品质、净化烟叶纯度，抓住卷烟生产过程的源头，对烟叶中等级较差、含杂质较多的把头进行单独处理，为此根据我国烟叶原料的特性，提出切除把头后进行叶、梗分类加工的工艺改进，提出切下把头，分类加工，均匀物料，合理打分，剔除杂物的烟梗单独打叶的新工艺－把叶分离打梗线。本项目在原有工艺的基础上进行改进，并充分利用原有设备。

2、本系统控制对象

      新增翻箱喂料机1台、振动筛沙机1台、皮带输送机1台、打叶机2台、级间输送机2台、风分器2台、落料器4台、叶收集皮带机2台、风机4台、振动筛分机1台、振动输送机1台，共21台设备25台电机。

      原有设备皮带输送机3台、进筒振槽1台、润叶筒1台、选叶台1台、汇总皮带机1台，共7台设备11台电机。

3、设计方案

3.1工艺流程

       本系统翻箱喂料机将烟框中的烟梗（烟把头）通过机械装置翻转倒入储料装置，通过储料装置底带输送到后续设备。

      润梗机的作用是将前方送来的烟梗加温加湿，使烟把头达到一定的水份和温度，以便于后续处理，减少烟叶的造碎。

      振动筛砂机将烟梗中的灰尘、沙石等杂质筛除，选梗台将前方送来的物料人工精细挑选，去除杂质及霉烂不合物料，进一步提高原料的纯度。

       一打、二打打梗机将烟梗带有的叶片从烟梗上撕裂下来，一分、二分风分器把经过打梗机处理从烟梗剥离出来的叶片与烟梗头通过风力分选出来。

3.2 控制目标

      打梗线电控系统将原有改造设备和新增设备溶入一个系统单独控制，此系统共控制36台电机。其中翻箱喂料机底带电机1台、润叶筒滚筒电机1台、打叶机2台、风机2台共6台电机由变频器启动，变频器选用Danfoss公司VLT2800、FC301带PROFBUS网卡；另外2台风机由于正常状态下满负荷运行，采取接触器Y/△启动；其余28 台电机全部由接触器直接启动。总装机功率为217.1KW。

梗打线PLC选用SIEMENS公司S7-300-2DP带PROFBUS接口PLC。

3.3 低压配电

        动力部分采用交流380V电源，经总电源开关下端由母线排进行动力电源分配；控制部分PLC、中间继电器和检测器件采用直流24VDC供电、接触器采用交流220V供电。

3.4 电机回路

电机回路均由空气开关、隔离开关和接触器（变频器）构成。

3.5控制回路

       每台电机控制回路由空气开关辅助触点、隔离开关常闭触点启动触点、变频器故障点进入PLC参与控制。

3.6 控制模式

3.6.1电气上可实现“单机/自动”功能选择，当选择“单机”功能时，可分别对每台设备进行单独启/停操作；当选择“自动”功能时，打梗线线和整条打叶生产线联锁，实现自动运行。

3.6.2电控柜门板上安装有SIEMES公司MP270触摸屏，可对梗打线设备的运行状态、报警状态、工艺参数等进行监控、操作和修改。

3.6.3变频器带有通信网卡，PLC、触摸屏和变频器通过总线方式连成网络，通过触摸屏可对变频器的运行参数、状态进行监控和操作。

3.6.4打梗线电控外围系统包括36个隔离开关组成。隔离开关带有启动触点，就近安装在设备机身上，对其所控制范围内设备的操作和控制。

3.6.5控柜顶部装有警灯和警铃，可对开机预警和故障进行声光提示。

 4、结论

     通过对传统工艺的改进，把叶分离加工，克服了原有工艺解把率不高，烟叶造碎打的问题，项目实施后，解把率达到90％以上，提高打叶效果，增加出片率。解决传统工艺烟叶润叶过程中水份、温度不均匀问题，使叶含梗、梗含叶、碎片率及质量得到很好的控制，大大提高了生产能力。