常德煙草機械有限責任公司是國家大二型機械制造企業(yè)，隸屬于中國煙草機械集團，是煙草系統四家煙機制造企業(yè)之一。公司的主要產(chǎn)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(chǎn)品，該機組是引進(jìn)德國豪尼公司技術(shù)生產(chǎn)的，生產(chǎn)速度為7000支/分，具有煙支質(zhì)量穩定,開(kāi)機率高，節省原輔材料等特點(diǎn)，因而在國產(chǎn)煙機市場(chǎng)其占有率達到80%以上。但該型號機組控制系統系80年代產(chǎn)品，采用專(zhuān)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?？紤]到這一情況，該公司決定將其控制系統改為用PLC來(lái)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(chǎng)供絲系統(或用其它方法加料)的煙絲，經(jīng)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(cháng)度的無(wú)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(pán)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(shí)因為主驅動(dòng)電機在這一部分，對主驅動(dòng)的控制也是在此完成的。接嘴部分切開(kāi)雙倍長(cháng)度的無(wú)嘴煙支，將嘴棒通過(guò)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(diǎn)來(lái)看，控制系統應該能滿(mǎn)足如下要求：

I/O點(diǎn)容量大，更好是分布式系統

能處理快至400Hz的脈沖量

性能穩定，可以適應煙廠(chǎng)的生產(chǎn)環(huán)境根據以上特點(diǎn)，我們擬用S7-400組建一個(gè)PROFIBUS網(wǎng)絡(luò ),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(yè)計算機構建人機接口界面。

硬件的特點(diǎn)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(dòng)能力強，可靠性高。

采用PC670運行人機界面程序，它通過(guò)MPI網(wǎng)絡(luò )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(chǎn)數據。

系統功能

啟動(dòng)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(dòng)時(shí)可能有不同的速度，程序沒(méi)有以時(shí)間為條件進(jìn)行順序投入，而通過(guò)對機器脈沖的統計來(lái)實(shí)現；

停機控制：同樣原因，除開(kāi)有要求立即停機外，停機控制時(shí)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(shí)會(huì )產(chǎn)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(jìn)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(kāi)進(jìn)料氣閘，并在多次打開(kāi)氣閘而沒(méi)有煙絲時(shí)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(gè)PID的調節，系統通過(guò)一組指示料位的光電開(kāi)關(guān)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(jìn)行處理，用來(lái)計算機器速度、移位步距參考、產(chǎn)量計數等，這一部分的工作由FM352-5來(lái)完成；

小結及體會(huì )

自2001年5月開(kāi)始，采用上述系統的設備開(kāi)始投放市場(chǎng)，現已裝備在北京卷煙廠(chǎng)、呼和浩特卷煙廠(chǎng)、常德卷煙廠(chǎng)、廣二卷煙廠(chǎng)、天津卷煙廠(chǎng)、石家莊卷煙廠(chǎng)、武漢卷煙廠(chǎng)、廈門(mén)卷煙廠(chǎng)等卷煙廠(chǎng)共計近30臺套。用戶(hù)反映良好。

電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展是相當快的，特別是PLC和現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)，有相當多的早期設備，其控制系統在現在看來(lái)已經(jīng)很落伍了，對它們進(jìn)行升級改造是很有必要的。對于煙草行業(yè)來(lái)說(shuō)，SIEMENS具有傳統品牌優(yōu)勢，用戶(hù)容易接受采用 SIEMENS 控制產(chǎn)品的設備：同時(shí)，SIEMENS產(chǎn)品涵蓋面較廣，系統集成容易；另外，SIEMENS適時(shí)推出適合煙機應用的自動(dòng)化控制產(chǎn)品(如 FM352-5在前述系統中得到了很好的應用)，這對我們進(jìn)行控制系統設計是很有好處的。