PROFIBUS現(xiàn)場總線在切絲機(jī)電控系統(tǒng)中的應(yīng)用

一、切絲機(jī)簡介

切絲機(jī)是煙草行業(yè)制絲生產(chǎn)線中的關(guān)鍵設(shè)備之一，其主要功能是把輸入切絲機(jī)入料口一定厚度的煙葉通過一個(gè)壓力機(jī)構(gòu)壓制成煙餅，在機(jī)器輸出口被高速旋轉(zhuǎn)輥?zhàn)由系牡镀鶕?jù)工藝要求切削成煙絲。2001年購進(jìn)兩臺SQ35A型曲刃水平滾刀式切絲機(jī)，該機(jī)具有三大特點(diǎn)：（1）曲刃刀輥設(shè)計(jì)；（2）“永不磨損”的封閉差動輪系進(jìn)刀驅(qū)動裝置；⑶電控系統(tǒng)采用先進(jìn)的PROFIBUS現(xiàn)場總線技術(shù)。兩臺切絲機(jī)自動化程度較高，運(yùn)行狀況良好，切絲寬度精確，滿足了煙廠制絲生產(chǎn)的要求。

二、切絲機(jī)的組成及生產(chǎn)工藝流程

切絲機(jī)的主要組成見圖1切絲機(jī)的主要組成包含11個(gè)大部分：（1）進(jìn)料振槽；（2）上排鏈組件；（3）下排鏈組件；（4）刀門機(jī)構(gòu)；（5）刀輥部件；（6）磨刀器部件；（7）出料斗；（8）出料振槽。（9）氣動控制系統(tǒng)；（10）電控系統(tǒng)；（11）除塵系統(tǒng)。

生產(chǎn)工藝流程如圖1所示，從上一道工序輸送的具有一定流量的物料（煙葉）經(jīng)進(jìn)料振槽⑴送入一個(gè)由上、下輸送排鏈⑶⑷構(gòu)成的楔形通道。當(dāng)煙葉料位高于低位光電管控制高度時(shí)，上、下排鏈運(yùn)動輸送并擠壓煙葉，使其逐步形成結(jié)構(gòu)緊密的“煙餅”，并送至通道小端的矩形刀門（5）處。電機(jī)驅(qū)動刀輥（6）沿刀門旋轉(zhuǎn)，刀輥上的8把刀片分別由進(jìn)刀裝置作連續(xù)的定量送進(jìn)，并由磨刀器（7）往復(fù)磨礪，形成了一個(gè)按規(guī)定直徑的、刃口鋒利的切削圓柱體，將從刀門連續(xù)送出的“煙餅”切削成所設(shè)定寬度的煙絲，從出料斗（8）送給出料振槽，再由出料振槽輸送給下一道工序。nextpage

三、控制系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)配置

切絲機(jī)電控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)見圖2，系統(tǒng)硬件組態(tài)見圖3。電控系統(tǒng)采用內(nèi)控和外控兩種控制方法，PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線采用典型的“主-從通訊”結(jié)構(gòu)，由PROFIBUS-DP總線將1#主站S7-300PLC，與3#從站刀輥?zhàn)冾l器，4#從站排鏈變頻器，5#從站ProLinxProfibus網(wǎng)關(guān)進(jìn)行連接。同時(shí)GP577觸摸屏與CPU315-2DP組建成一個(gè)MPI網(wǎng)絡(luò)。

1#主站配置有：電源模塊PS307-1K，SIEMENSS7-300PLC（CPU315-2DP），模擬輸入SM331，計(jì)數(shù)器FM350-1，數(shù)字輸入SM3212個(gè)，數(shù)字輸出SM3222個(gè)。3#從站是刀輥?zhàn)冾l器，驅(qū)動電機(jī)運(yùn)動帶動刀輥部件旋轉(zhuǎn)切削“煙餅”。4#從站是排鏈變頻器，驅(qū)動電機(jī)運(yùn)動帶動上、下排鏈運(yùn)動輸送并擠壓煙葉，使其逐步形成結(jié)構(gòu)緊密的“煙餅”，并送至通道小端的矩形刀門處。5#從站是ProLinxProfibus網(wǎng)關(guān)，通過1756DH/RIO通訊模板與車間生產(chǎn)線上ControlNet網(wǎng)絡(luò)連接。

采用GP577觸摸屏運(yùn)行人機(jī)界面程序，它通過MPI網(wǎng)絡(luò)與SIEMENSS7-300PLC（CPU315-2DP）連接。人機(jī)界面程序有操作程序、故障診斷、主要技術(shù)特性、維修和保養(yǎng)、潤滑點(diǎn)分布及操作要求和運(yùn)行六大塊。人機(jī)界面可以設(shè)定修改切絲寬度、產(chǎn)量和刀片寬度參數(shù)，顯示切絲機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行的刀輥轉(zhuǎn)速、排鏈轉(zhuǎn)速、產(chǎn)量、切絲寬度、開機(jī)時(shí)間、刀片消耗剩余和停機(jī)故障信息、統(tǒng)計(jì)切絲機(jī)生產(chǎn)數(shù)據(jù)。人機(jī)界面的使用大大減輕了操作人員的勞動強(qiáng)度，方便了設(shè)備檢修，提高了工作效率。

車間生產(chǎn)線的上位機(jī)可以在線監(jiān)控切絲機(jī)的刀門高度、開機(jī)時(shí)間、刀片消耗剩余、切絲寬度、煙絲產(chǎn)量、刀輥轉(zhuǎn)速、排鏈轉(zhuǎn)速、料位等信息，大大方便了車間的生產(chǎn)管理。

四、使用效果和應(yīng)用體會

2臺切絲機(jī)運(yùn)行三年多來狀況良好，切絲寬度精確，煙絲質(zhì)量穩(wěn)定，滿足了煙廠制絲生產(chǎn)的要求。切絲機(jī)可靠性高、可維護(hù)性強(qiáng)，系統(tǒng)具有自診斷功能，使預(yù)防性維護(hù)工作得以實(shí)現(xiàn)，提高了設(shè)備的有效作業(yè)率。

PROFIBUS現(xiàn)場總線的控制系統(tǒng)不僅能降低設(shè)備安裝工程費(fèi)用，而且最大的益處是通過系統(tǒng)的診斷功能，簡化最終用戶的日常維護(hù)和支持預(yù)防維護(hù)，降低了設(shè)備運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用，從而為最終用戶增加長期效益。