工控自動化技術文摘：變頻器在二氧化碳膨脹煙絲生產線中的應用

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變頻器在二氧化碳膨脹煙絲生產線中的應用羅克韋爾自動化（中國）有限公司

孫青【摘要】介紹了以羅克韋爾自動化公司的ControlLogix 5550 PLC為控製平台，采用自動化與控製層（ControlNet）網絡和設備層（DeviceNet）網絡技術，將上位機、PLC、觸摸屏、FLEX I/O工作站、變頻器組成一個工業控製係統，從而實現二氧化碳膨脹煙絲生產過程的自動化控製。【關鍵詞】網絡技術、PLC、變頻器、自動控製一、背景隨著世界各國反吸煙運動的興起和發展，以及消費者對“吸煙與健康”問題的關注，生產對人體危害性較小的低焦油、低煙堿卷煙，是卷煙企業發展的必然趨勢。煙草行業推廣應用的二氧化碳膨脹煙絲技術是實現“卷煙降焦減害”的必要措施，是生產“中式卷煙”的必由之路。寶bao雞ji卷juan煙yan廠chang為wei積ji極ji響xiang應ying國guo家jia煙yan草cao專zhuan賣mai局ju禁jin止zhi使shi用yong氟fu裏li昂ang方fang法fa製zhi造zao膨peng脹zhang煙yan絲si的de號hao召zhao，同tong時shi滿man足zu企qi業ye生sheng產chan低di焦jiao油you卷juan煙yan的de需xu求qiu，在zai企qi業ye九jiu五wu技ji改gai中zhong提ti出chu一yi項xiang重zhong點dian項xiang目mu----二氧化碳膨脹煙絲生產線項目。這是一條國產新模式的570Kg/h二氧化碳膨脹煙絲生產線，項目實施後可杜絕生產過程中排放的氟裏昂物質對臭氧層的破壞，保護了大氣環境。可年產200多噸優質膨脹煙絲，既滿足了企業生產卷煙對膨脹煙絲的需求，也可外賣部分產品。二、麵臨問題二氧化碳膨脹煙絲生產線工藝流程複雜，係統設備計100多台套，分布在上下三個平麵層，控製點多且位置分散。若采用傳統控製係統，需敷設大量電纜，給設計、施工、調試和維護帶來很大麻煩。隨著網絡技術的發展，煙草行業製絲生產線開始使用現場總線技術。寶雞卷煙廠經過反複比較，決定在二氧化碳膨脹煙絲生產線電氣控製係統中采用羅克韋爾自動化公司的網絡控製技術及產品，實現生產過程自動化控製。三、解決方案新模式的570Kg/h二氧化碳膨脹煙絲生產線由秦皇島煙機公司自行開發設計、製造、安裝。控製係統解決方案采用羅克韋爾自動化公司的ControlLogix控製係統[1]，控製網ControlNet和設備網DeviceNet兩層網絡技術。在控製係統中采用ControlLogix 5550處理器，配有1756-CNB控製網接口模塊，用於連接現場6個ControlLogix 5550 PLC。選用8個觸摸屏PanelView來進行生產操作和參數調整，這些觸摸屏通過控製網與PLC連接。選用1784-KTCX個人計算機接口卡，使上位機通過控製網與PLC連接，上位機在生產過程中具有在線狀態監視和故障診斷等功能。同時，配有1756-DNB設備網接口模塊，用於連接25個分散在現場的1794 FLEX I/O工作站和33個1336 PLUS II交流變頻器。四、生產工藝流程二氧化碳膨脹煙絲生產工藝流程見圖1。原料（片煙）經切片，回潮，儲存，切絲，定量稱重（含水20%的）煙yan絲si後hou，周zhou期qi性xing地di送song入ru浸jin漬zi器qi。經jing浸jin漬zi器qi加jia工gong後hou的de幹gan冰bing煙yan絲si通tong過guo鬆song散san器qi打da散san後hou，落luo入ru振zhen動dong櫃gui。通tong過guo振zhen動dong櫃gui振zhen動dong將jiang幹gan冰bing煙yan絲si經jing計ji量liang帶dai和he進jin料liao空kong氣qi鎖suo均jun勻yun送song入ru升sheng華hua器qi。在zai升sheng華hua器qi中zhong幹gan冰bing煙yan絲si與yu350℃左右工藝氣體（蒸汽、二氧化碳、空氣）接jie觸chu時shi，浸jin入ru煙yan絲si細xi胞bao中zhong固gu體ti二er氧yang化hua碳tan使shi煙yan絲si體ti積ji迅xun速su膨peng脹zhang。膨peng脹zhang後hou煙yan絲si通tong過guo切qie向xiang分fen離li器qi與yu工gong藝yi氣qi體ti分fen離li，工gong藝yi氣qi體ti經jing除chu塵chen後hou被bei工gong藝yi風feng機ji抽chou出chu，大da部bu分fen送song入ru燃ran燒shao爐lu加jia熱re循xun環huan使shi用yong，少shao量liang的de送song入ru燃ran燒shao爐lu焚fen燒shao掉diao。被bei切qie向xiang分fen離li器qi分fen離li出chu的de膨peng脹zhang煙yan絲si通tong過guo出chu料liao空kong氣qi鎖suo進jin入ru冷leng卻que振zhen動dong輸shu送song機ji，再zai經jing過guo冷leng卻que皮pi帶dai輸shu送song機ji連lian續xu散san熱re降jiang溫wen後hou，進jin入ru滾gun筒tong式shi葉ye絲si回hui潮chao機ji回hui潮chao加jia水shui後hou，得de到dao成cheng品pin膨peng脹zhang煙yan絲si，其qi含han水shui率lv為wei13%。五、控製係統概述 5.1控製係統網絡結構圖 5.1.1控製係統自動化與控製層ControlNet[2]網絡結構見圖2。 5.1.2設備層DeviceNet[3]網絡結構圖 5.2 1336 PLUSⅡ型變頻器與設備網連接圖 5.3 1203-GK5通訊模板DIP開關設置[4] DIP開關SW1出廠設置值為： SW1-1=0，SW1-2=0，SW1-3=0，SW1-4=0，SW1-5=0，SW1-6=0，SW1-7=0，SW1-8=0。現場DIP開關SW1值就是采用出廠設置值。 DIP開關SW2出廠設置值為： SW2-1=1,SW2-2=1,SW2-3=1,SW2-4=1,SW2-5=1, SW2-6=1,SW2-7=０，SW2-８=０。SW2-1～SW2-6設定設備網節點地址，出廠設置節點地址為111111（2），63（D），按SW2-6，SW2-5，SW2-4…SW2-1由大到小順序排列，節點地址範圍為0～63。具體節點地址可根據編程需要設定。SW2-6～SW2-7設定數據傳輸速率，出廠設置數據傳輸速率為125K。我們就是采用出廠設置值，數據傳輸速率為125K。 5.4 PLC與變頻器I/O工作圖表 ControlLogix 5550 PLC與1336 PLUS Ⅱ變頻器I/O工作示意如圖8所示。 5.5 變頻器的編程 1336 PLUS Ⅱ型變頻器采用數字編程方式精確控製電機運行速度。變頻器可用人機接口模塊在本地編程，或通過串行口用PLC、SLC或用DriveTools、RSNetWorx for DeviceNet編程軟件進行編程。1336 PLUS Ⅱ變頻器有一套豐富的參數，這300多個參數被分成16gezu，dadafangbianyonghubiancheng。zaicanshufenleizhongyonggongnengcanshuzudaitishunxuhaocanshubiao，keyitigaobianchengxiaolv，jianshaocaozuoshijian。qiekongzhishuruduanheshuchuduandoukeyibiancheng，jihukeyimanzurenheshengchanguochengxuyao。我們使用的1336 PLUS Ⅱ變頻器TB1端子是A4型結構，其接線如圖9所示。 1336 PLUS Ⅱ 變頻器TB3控製接口模板選件通過使不同的觸點閉合，提供了把多種信號和指令輸入到1336 PLUS Ⅱ 變頻器裏。有六種型號的選件供用戶選用，我們選用L5型端子板，+24V交流/直流接口模板，其接線如圖10所示。變頻器的速度指令可以從不同的基準源獲得。這些基準源是由變頻器的編程程序和TB3上速度選擇輸入的組態決定。組態軟件程序可校驗編程的選項，保證選定的輸入是有效組合。我們采用使TB3端子上26號（速度選擇3）、27號（速度選擇2）、28號（速度選擇1）所有速度選擇輸入斷開(如圖10所示)，則變頻器將按照本地人機接口模板所選定的編程參數[頻率選擇1]運行。六、使用效果二氧化碳膨脹煙絲生產線經過兩年多時間的運行，所生產的膨脹煙絲在寶雞卷煙廠的“好貓、猴王、金絲猴”三大係列產品的大多數牌號中，都進行了不同比例地摻兌，增加了煙氣的柔和性，刺激性減小，受到市場歡迎。同時降低了焦油、煙堿等有害物質含量，也使庫存陝西煙葉得到了充分使用，有力地配合了國家煙草專賣局“降焦減害”工程。七、應用體會傳統的PLC實行集中控製，所有的電纜都必須連接至PLC控製櫃，布線和接線相當繁瑣。羅克韋爾自動化開放性網絡係統設計方便、結構靈活、安an裝zhuang簡jian便bian，省sheng去qu了le大da量liang的de電dian氣qi控kong製zhi櫃gui間jian的de互hu聯lian線xian，使shi用yong標biao準zhun通tong訊xun電dian纜lan和he連lian接jie器qi，從cong而er減jian少shao了le安an裝zhuang費fei用yong。編bian程cheng軟ruan件jian和he組zu態tai軟ruan件jian具ju有you在zai線xian故gu障zhang診zhen斷duan功gong能neng，使shi調tiao試shi和he維wei護hu更geng方fang便bian。寶bao雞ji卷juan煙yan廠chang二er氧yang化hua碳tan膨peng脹zhang煙yan絲si生sheng產chan線xian運yun行xing兩liang年nian多duo來lai實shi際ji結jie果guo表biao明ming：羅克韋爾自動化現場總線產品的應用在產品質量、安全生產、節能降耗等方麵發揮了重要作用，控製係統運行穩定可靠，網絡和電氣設備可維護性較強，車間33台1336 PLUS Ⅱ係列變頻器運轉正常,極大地提高了設備的有效作業率。 eryanghuatanpengzhangyansishengchanxiandetouchan，zengqianglebaojijuanyanchangdejuanyanshichangjingzhengnengli，weiqiyexinpinkaifahelaopingaizaotigongleyoulitiaojian，weikuodashengchanzhonggaodangjuanyandiandinglejianshidejichu，zhijiejingjixiaoyijishehuixiaoyishixianshuangying，baozhengleqiyechixu、穩步、健康地發展。八、意見和建議 1336 PLUSⅡ係列變頻器被廣泛應用到各行各業的生產過程，遺憾的是1336 PLUSⅡ變頻器和人機接口模塊僅有德語、意大利語、法語、西班牙語、日語和英語顯示編程、運行和診斷信息。在中國境內被廣泛使用，卻沒有漢語顯示編程、yunxinghezhenduanxinxi，suijifudaideyonghushouceyeshiyingwenban，shiyonghucaozuobianpinqishenganbubian，zengjialeweihunandu，yingxianggongzuoxiaolv，shibianpinqixingnengmeiyoudedaohenhaodefahui。參考文獻： [1] ControlLogix係統用戶手冊 [2] 羅克韋爾自動化控製網網絡係統概貌 1.5版本 [3] 羅克韋爾自動化設備網(DeviceNet)產品概貌 [4] 1336 PLUSⅡ變頻器用戶手冊作者簡介: 孫青，男，1972出生。1994年畢業於西北工業大學計算機及應用專業，主要從事電氣設備維護檢修工作。通訊地址：陝西寶雞卷煙廠一車間郵編：721000 Email:sunqing@chinahaomao.com

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公司名稱：	羅克韋爾自動化（中國）有限公司
聯係人：	市場部
電　　話：	021-6128 8888
傳　　真：	021-6128 8899
地　　址：	中國上海市虹梅路1801號宏業大廈
郵　　編：	200233
主　　頁：	http://www.rockwellautomation.com.cn

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