PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線在ZJ17高速卷煙機(jī)的應(yīng)用

常德煙草機(jī)械有限責(zé)任公司是國家大二型機(jī)械制造企業(yè)，隸屬于中國煙草機(jī)械集團(tuán)，是煙草系統(tǒng)四家煙機(jī)制造企業(yè)之一。公司的主要產(chǎn)品有ZJ17高速卷接機(jī)組，YF12-YB17、YF13煙支輸送系統(tǒng)，嘴棒成型機(jī),YF171嘴棒儲(chǔ)存輸送系統(tǒng)等。

ZJ17型高速卷接機(jī)組是該公司的主導(dǎo)產(chǎn)品，該機(jī)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(wěn)定,開機(jī)率高，節(jié)省原輔材料等特點(diǎn)，因而在國產(chǎn)煙機(jī)市場其占有率達(dá)到80%以上。但該型號(hào)機(jī)組控制系統(tǒng)系80年代產(chǎn)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?？紤]到這一情況，該公司決定將其控制系統(tǒng)改為用PLC來控制。

系統(tǒng)介紹

ZJ17型卷接機(jī)組由供絲、卷煙、接嘴三部分構(gòu)成。其中供絲部分取用煙廠供絲系統(tǒng)（或用其它方法加料）的煙絲，經(jīng)由落料、勻絲、提升、攤鋪、負(fù)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(diào)整、煙支商標(biāo)印刷、印刷位置調(diào)整、卷煙紙上膠、膠水烘干。同時(shí)因?yàn)橹黩?qū)動(dòng)電機(jī)在這一部分，對主驅(qū)動(dòng)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(jī)器。

從機(jī)組工作的特點(diǎn)來看，控制系統(tǒng)應(yīng)該能滿足如下要求：

I/O點(diǎn)容量大，最好是分布式系統(tǒng)

能處理快至400Hz的脈沖量

性能穩(wěn)定，可以適應(yīng)煙廠的生產(chǎn)環(huán)境根據(jù)以上特點(diǎn)，我們擬用S7-400組建一個(gè)PROFIBUS網(wǎng)絡(luò),

在機(jī)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(jì)算機(jī)構(gòu)建人機(jī)接口界面。

硬件的特點(diǎn)包括：CPU414-2DP具有存儲(chǔ)量大、運(yùn)行速度快、強(qiáng)抗干擾能力和高可靠性等特性；ET200M子站通用性強(qiáng)、模塊更換方便；功能模塊FM352-5工作速度快,很適用系統(tǒng)處理快速脈沖；PC670具有牢固的、具備IP65保護(hù)級(jí)別的塑料前面板，抗干擾、抗震動(dòng)能力強(qiáng),可靠性高。

采用PC670運(yùn)行人機(jī)界面程序，它通過MPI網(wǎng)絡(luò)與主CPU連接，人機(jī)界面程序可以修改系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)、讀取系統(tǒng)運(yùn)行故障信息、統(tǒng)計(jì)設(shè)備生產(chǎn)數(shù)據(jù)。
系統(tǒng)功能

啟動(dòng)順序控制：為了盡量減少原輔材料的浪費(fèi)，并考慮到機(jī)器啟動(dòng)時(shí)可能有不同的速度，程序沒有以時(shí)間為條件進(jìn)行順序投入，而通過對機(jī)器脈沖的統(tǒng)計(jì)來實(shí)現(xiàn)

停機(jī)控制：同樣原因，除開有要求立即停機(jī)外，停機(jī)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(dá)下游機(jī)器，因此同樣采用了計(jì)數(shù)機(jī)器脈沖的方法

故障處理：機(jī)器運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生一些報(bào)警或故障信息，系統(tǒng)對絕大部分的運(yùn)行故障和報(bào)警都能進(jìn)行處理。

供絲控制：程序處理當(dāng)前煙絲料位情況，以決定是否打開進(jìn)料氣閘，并在多次打開氣閘而沒有煙絲時(shí)給出報(bào)警。

料位控制：是對中間儲(chǔ)料箱中煙絲料位的控制。這里用到一個(gè)PID的調(diào)節(jié)，系統(tǒng)通過一組指示料位的光電開關(guān)判斷當(dāng)前料位，機(jī)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(jī)器脈沖的處理：系統(tǒng)必須對許多脈沖進(jìn)行處理，用來計(jì)算機(jī)器速度、移位步距參考、產(chǎn)量計(jì)數(shù)等，這一部分的工作由FM352-5來完成。