【正文】 ≤ 75表35 在線剔除系統(tǒng)工作條件電源3/N50Hz/TNS；380177。1Hz海拔高度，m≤ 2000環(huán)境溫度，℃1040相對濕度，%≤ 80除塵風量，m3/h4000 浸梗機煙梗浸梗機是用于煙草制絲線前段加工煙梗分線上對煙梗進行清洗除污,直接回潮的煙梗預處理設備。同時在梗柜中的儲存時間可縮短50%。適用于1000kg/h～12000kg/h制絲生產(chǎn)線。圖36 煙梗浸梗機示意圖浸梗機中煙梗的前進速度緩慢，使除去雜質后的煙梗在40～70℃循環(huán)水中強制浸泡20～120秒（可調），待其含水量達到要求后，瀝除表面水分，再進行水分平衡，使煙梗內(nèi)外水分均勻。其工藝流程為：備料→浸梗（20s～120s可調）→貯梗（3h即可）→（壓梗）→切梗絲→煙梗浸梗機主要由主副水箱、集水箱、清洗水槽、過渡水槽、刮板輸送機構、網(wǎng)帶輸送機構、管路控制柜體、水位控制系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、循環(huán)水管路系統(tǒng)、箱體內(nèi)部自動清洗系統(tǒng)、（電氣控制系統(tǒng)）等組成。以上即為煙梗預處理系統(tǒng)基本組成概況。 新式煙梗預處理系統(tǒng)的意義近幾年來，卷煙行業(yè)經(jīng)過一段時間努力革新成功的煙梗自動開包裝置，為實現(xiàn)生產(chǎn)連續(xù)化、減輕勞動強度，節(jié)約勞動力，提高產(chǎn)品質量，促進生產(chǎn)發(fā)展，起到了顯著效果。根據(jù)煙梗預處理系統(tǒng)的結構設計，封閉的箱體與除塵設備相連，在開包過程中箱體內(nèi)部始終保持負壓，因此粉塵等進入除塵設備而不會外溢,因而也就不會像人工開包、倒包工序一樣對環(huán)境和操作人員造成威脅，一方面減輕了環(huán)境污染，另一方面也有利于實現(xiàn)安全生產(chǎn)。同時浸梗一次即可達到回潮要求。新式煙梗預處理生產(chǎn)線最顯著的特點是實現(xiàn)了煙梗預處理全過程自動化、減輕了勞動強度和環(huán)境污染、一次回潮即可達到工藝要求。 本章小結煙葉完成葉梗分離后，煙梗一般采用麻袋包裝，在自然狀態(tài)下貯存，以備生產(chǎn)，在實際生產(chǎn)過程中對煙梗進行預處理的主要步驟存在如下問題：人工開包倒包，將煙梗送入生產(chǎn)線。本章通過與傳統(tǒng)煙梗生產(chǎn)的對比，來更好的說明新式煙梗預處理生產(chǎn)線的各個環(huán)節(jié)的特點及完成任務。例如自動開包系統(tǒng)中多是運動控制，需要及時相應從而使動作快速準確，而在浸梗系統(tǒng)中的溫度、濕度、液位等都是pid控制，需要對其參數(shù)進行整定。4 煙梗預處理生產(chǎn)線控制系統(tǒng)設計 計算機控制系統(tǒng)現(xiàn)代工業(yè)向著大型化和連續(xù)化方向發(fā)展，生產(chǎn)過程也日趨復雜，對生態(tài)系統(tǒng)的影響也日益突出，這些都對過程控制提出了越來越高的要求。因此，僅用常規(guī)的模擬調節(jié)儀表已無法滿足現(xiàn)代化企業(yè)的控制要求，由此出現(xiàn)了計算機控制系統(tǒng)在工業(yè)控制中的應用。在計算機控制系統(tǒng)中，計算機包括嵌入式單片機（MCU或DSP）構成的數(shù)字調節(jié)器、工業(yè)控制計算機（IPC）、可編程控制器（PLC）以及集散控制系統(tǒng)（DCS）等形態(tài)。由于上述特點，計算機在過程控制中扮演著不可替代的角色。在系統(tǒng)的對象、執(zhí)行元件、檢測元件等環(huán)節(jié)內(nèi)部的運動規(guī)律與模擬控制是相同的。它的給定值也是以數(shù)字量形式輸入計算機，而不再是由一個給定線路產(chǎn)生的連續(xù)信號，再通過硬件連接到比較電路。同樣，采用數(shù)字測量元件時，模數(shù)轉換元件（A/D）也可以省去。（1） 實時數(shù)據(jù)采樣，測量被控量的當前值，為離散數(shù)字化信號。（3） 實時控制，根據(jù)偏差，作為控制決策。在這里控制信號的含義是廣泛的，它可能是個數(shù)字量輸出，去定向地控制執(zhí)行元件的操作，也可能是個控制電平或者脈沖，去完成諸如顯示、報警、限位、延時等操作，而且作為控制器也可能同時發(fā)出多種用途的控制信號。 數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的工作主要是對是對大量的過程狀態(tài)實現(xiàn)巡回檢測、數(shù)據(jù)存儲記錄、數(shù)據(jù)處理（計算、統(tǒng)計、整理）、進行實時數(shù)據(jù)分析以及數(shù)據(jù)越限報警等功能。它屬于計算機應用于過程控制的低級階段。圖42 數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)所謂數(shù)據(jù)采集就是由傳感器把溫度、壓力、流量、位移等物理量轉換來的模擬信號經(jīng)過處理轉換為計算機能識別的數(shù)字量，輸入計算機中。 直接數(shù)字控制系統(tǒng)（DDC）直接數(shù)字控制系統(tǒng)DDC(Direct Digital Control)分時的對被控對象的狀態(tài)參數(shù)進行測試，并根據(jù)測試的結果與給定值之間的偏差，按照預定控制算法進行數(shù)字分析、運算后，控制量輸出直接作用到調節(jié)閥等執(zhí)行機構上，使各個被控參數(shù)保持在給定值上，實現(xiàn)對被控對象的閉環(huán)自動調節(jié)。圖43 DDC控制系統(tǒng)方框圖DDC控制系統(tǒng)的優(yōu)點是：計算機部完全替代模擬調節(jié)器，實現(xiàn)了幾個或者多個回路PID控制（一般大于50個回路時，比較經(jīng)濟）；而且能比較容易的實現(xiàn)其他新型控制規(guī)律的控制，如串級控制、前饋控制、自動選擇性控制、具有大純滯后對象的控制等。只要改變程序即可實現(xiàn)上述各種形式的控制規(guī)律。 監(jiān)督控制系統(tǒng)(SCC)監(jiān)督控制系統(tǒng)SCC(Supervisory Process Computer Control)由若干臺DDC（或模擬調節(jié)儀表）實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的直接控制，在增設一臺檔次較高的微型計算機SCC。SCC計算機根據(jù)原始工藝信息和工業(yè)過程現(xiàn)行狀態(tài)參數(shù)，按照生產(chǎn)過程的數(shù)學模型進行最優(yōu)化的分析計算，并將其算出的最優(yōu)化操作條件去重新設定DDC計算機的給定值；然后由DDC計算機進行過程控制。當DDC出現(xiàn)故障時，可由SCC計算機代替其功能，從而確保生產(chǎn)的安全性[8]。圖44 監(jiān)督控制系統(tǒng) 分級控制系統(tǒng)程中既存在控制問題，也存在大量的管理問題。這種控制方式由于任務過于集中，一旦計算機出現(xiàn)故障，將影響全局。它是以一個‘主’計算機和兩個或兩個以上的‘從’計算機為基礎構成的。分級系統(tǒng)一般是混合式，即出計算機直接控制以外，還有儀表控制和直接連接現(xiàn)場的執(zhí)行機構。圖45 分級計算機控制系統(tǒng)分級控制一般分三級，即生產(chǎn)管理級MIS、監(jiān)督控制級SCC以及直接數(shù)字控制級DDC。該系統(tǒng)的特點是將控制功能分散，用多臺計算機分別執(zhí)行不同的控制功能，既能實現(xiàn)控制，又能進行管理。 集散型控制系統(tǒng)(DCS)集散控制系統(tǒng)（Distributed control system）如以微處理器為基礎的對生產(chǎn)過程進行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制的集中分散控制系統(tǒng)，簡稱DCS系統(tǒng)。DCS系統(tǒng)在現(xiàn)代化生產(chǎn)過程控制中起著重要的作用。（1）現(xiàn)場控制級采集裝置，主要是將過程非控變量進行數(shù)據(jù)采集和預處理，而且對實時數(shù)據(jù)進一步加工處理，供CRT操作站顯示和打印，從而實現(xiàn)開環(huán)監(jiān)視，并將采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控計算機。這一個級別直接面對現(xiàn)場，跟現(xiàn)場過程相連。它們都是工業(yè)現(xiàn)場的基礎設備、同樣也是DCS的基礎。拿軍隊來舉例的話，可以形容為最底層的士兵。至于它與上位機交流，就是通過模擬信號或者現(xiàn)場總線的數(shù)字信號。圖46 集散型控制系統(tǒng)（2）過程控制級控制單元或基本控制器，是DCS系統(tǒng)中的核心部分。比如閥門的開閉調節(jié)、順序控制、連續(xù)控制等等。它接受現(xiàn)場控制級傳來的信號，按照工藝要求進行控制規(guī)律運算，然后將結果作為控制信號發(fā)給現(xiàn)場控制級的設備。這個級別不是最高的，相當于軍隊里的“中尉”。（3）過程管理級DCS的人機接口裝置，普遍配有高分辨率、大屏幕的色彩CRT、操作者鍵盤、打印機、大容量存儲器等。這個級別是操作人員跟DCS交換信息的平臺。操作人員通過操作站來監(jiān)視和控制生產(chǎn)過程，可以通過屏幕了解到生產(chǎn)運行情況，了解每個過程變量的數(shù)字跟狀態(tài)。它所掌握的“大權”可以根據(jù)需要隨時進行手動自動切換、修改設定值，調整控制信號、操縱現(xiàn)場設備，以實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的控制。通過專門的通信接口與高速數(shù)據(jù)通路相連，綜合監(jiān)視系統(tǒng)各單元，管理全系統(tǒng)的所有信息。只有大規(guī)模的集散控制系統(tǒng)才具備這一級。它的權限很大，可以監(jiān)視各部門的運行情況，利用歷史數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)預測可能發(fā)生的各種情況，從企業(yè)全局利益出發(fā)，幫助企業(yè)管理人員進行決策，幫助企業(yè)實現(xiàn)其計劃目標。通過現(xiàn)場總線,將工業(yè)現(xiàn)場具有通信特點的智能化儀器儀表、控圖47 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)制器、執(zhí)行機構等現(xiàn)場設備和通信設備連接成網(wǎng)絡系統(tǒng)，連接在總線上的設備之間可直接進行數(shù)據(jù)傳輸和信息交換。這樣,將現(xiàn)場控制站中的控制功能下移到網(wǎng)絡的現(xiàn)場智能設備中,從而構成虛擬控制站,通過現(xiàn)場儀表就可構成控制回路,故實現(xiàn)了分散控制FCS系統(tǒng)較好地解決了過程控制的兩大基本問題即現(xiàn)場設備的實時控制和現(xiàn)場信號的網(wǎng)絡通信。 PLC控制技術概述PLC（可編程控制器）是以微處理器為基礎，綜合了計算機技術、自動控制技術和通信技術等現(xiàn)代科技而發(fā)展起來的一種新型工業(yè)自動控制裝置。現(xiàn)代PLC不僅能夠完全勝任對大量開關量信號的邏輯控制功能，還具有了很強的數(shù)學運算、數(shù)據(jù)處理、運動控制、PID控制等模擬量信號處理能力。 PLC系統(tǒng)的基本結構PLC是微機技術和繼電器常規(guī)控制概念相結合的產(chǎn)物，它按照用戶程序存儲器中預先編制的控制程序，通過輸入接口采集現(xiàn)場信息，執(zhí)行邏輯或數(shù)值運算，進而通過輸出接口控制各種執(zhí)行機構動作。圖48 PLC基本結構 PLC的特點、應用領域和發(fā)展趨勢（1）PLC的特點作為一種新型的工業(yè)自動控制裝置，PLC具有以下特點：●高可靠性和強抗干擾能力；●豐富的I/O接口模塊；●絕大多數(shù)PLC模塊化結構,靈活性好；●編程簡單易學；●系統(tǒng)安裝簡單，維修方便。PLC主要應用領域包括以下幾個方面[14]。b 運動控制PLC使用專用的運動控制模塊，可對直線運動或圓周運動的位置、速度和加速度進行控制，實現(xiàn)單軸、雙軸和多軸位置控制，并使運動控制和順序控制功能有機結合在一起。PLC通過其模擬量I/O模塊，及數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)運算等功能，實現(xiàn)對模擬量的閉環(huán)控制。這些數(shù)據(jù)可以與存儲在存儲器中的參考值進行比較，也可以用通信功能傳送到其他智能裝置，或將它們打印制表。PLC與其他智能控制設備一起，可以組成“集中管理、分散控制”式的分布式控制系統(tǒng)。（3）PLC的發(fā)展趨勢經(jīng)過幾十年的迅速發(fā)展，PLC的功能越來越強大，應用范圍也越來越廣泛其足跡已遍及國民經(jīng)濟的各個領域，形成了能夠滿足各種需要的PLC應用系統(tǒng)。 PLC 系統(tǒng)設計煙梗預處理系統(tǒng)由自動開包系統(tǒng)、雙倉式喂料系統(tǒng)、電子皮帶秤、浸梗系統(tǒng)四個重點部分組成。 自動開包系統(tǒng)控制設計一、自動開包系統(tǒng)組成其中自動開包系統(tǒng)包括：上包皮帶電機啟停、上包限位開關、上包機構啟停、開口電機啟停、開口電機升降、梗包輸送皮帶電機啟停、鉤包裝置啟動限位、鉤包機構啟停、抓包機構啟停、甩包機構啟停、空麻包輸出皮帶電機啟停、麻包輸出檢測、煙梗出料皮帶電機啟停。具體見表 41 。麻包夾緊機構動作夾緊麻包、延時數(shù)秒后提升機構提升至最高點，上包機構電機正轉至上包機構左限位開關輸出停止，夾緊機構松開麻包落下，延遲數(shù)秒后電機反轉，機構運動至右限位檢測開關輸出停止。開包系統(tǒng)機構如圖49 。鉤包前光電開關檢測到麻包通過后，鉤包機構電磁閥打開，鉤包動作開始，延遲數(shù)秒后夾包機構電磁閥打開夾包動作實現(xiàn)；甩包機構電磁閥在夾包機構完成后打開；數(shù)秒延遲過后夾包機構電磁閥關閉完成甩包動作。出料皮帶電機在梗包輸送皮帶電機啟動后啟動，至此開包機構啟動完成。上包皮帶電機在上包限位開關檢測不到麻包時才開始繼續(xù)運動，上包提升電磁閥在上包限位開關為1，開包機構電磁閥關閉時啟動。鉤包機構電磁閥在夾包動作開始后回到初始位置，夾包機構電磁閥在甩包動作完成后保持關閉，甩包機構電磁閥在甩包動作完成后延遲數(shù)秒關閉，回到初始位置。上包機構、開包機構、鉤包機構、甩包機構完成各自動作循環(huán)，回到初始位置。同時顯示。同時顯示。具體見表 42 。（2）運行順序：雙倉式喂料機在自動狀態(tài)下開始工作時，首先貯料倉輸送帶與陡角輸送機同時運行，貯料倉輸送帶開始為過渡緩沖倉布料，當過渡緩沖倉接近提升點處料層增高并被其高料位光電開關探測到時，貯料倉輸送帶輸送速度降低，當過渡緩沖倉接近提升點處料層降低并被其低料位光電開關探測到時，貯料倉輸送帶輸送速度提高，如此循環(huán)；當過渡緩沖倉入口處料層增高并被其高料位光電開關探測到時，貯料倉輸送帶停止供料，當過渡緩沖倉入口處料層降低并被其低料位光電開關探測到時，貯料倉輸送帶啟動供料，當該光電開關高低位調整適當時貯料倉輸送帶的啟停頻次可大為減少，此時貯料倉輸送帶的供料量略大于陡角輸送機的提升量，提升處的存料量很少。（4）停車順序：系統(tǒng)在按下停車按鈕或外部停車信號時，貯料倉皮帶電機停止后陡角輸送電機停止，然后耙料輥電機停車。結構如圖410 。由于使用成套設備，生產(chǎn)廠家出廠產(chǎn)品自帶控制系統(tǒng)和計算系統(tǒng)，無需另行設計，且本文重點也并不在皮帶秤方面內(nèi)容，故電子皮帶秤系統(tǒng)不予設計，只設計其啟停程序。表43 電子皮帶秤系統(tǒng)控制點序號儀表代號儀表名稱檢測控制量I/O13PDQD電子皮帶秤啟動繼電器系統(tǒng)啟停I23PDTZ電子皮帶秤停車繼電器系統(tǒng)停車I33PDBJ電子皮帶秤報警裝置系統(tǒng)報警I43PDYL1勻料倉高位光電開關料位到達高位I53PDYL2勻料倉低位光電開關料位到達低位I63PDSS皮帶秤升速開關皮帶秤提速O73PDJS皮帶秤降速開關皮帶秤降速O83PDJL皮帶秤信號記錄皮帶秤記錄信息AI二、電子皮帶秤運動順序（1）啟動順序：電子皮帶正常按啟動按鈕即可啟動。（3）運行：電子皮帶秤運行時檢測信號發(fā)送至PLC，經(jīng)PLC計算并將數(shù)據(jù)存儲，當勻料倉高位光電開關為1時，皮帶秤升速，當勻料倉低位光電開關為1時，皮帶秤降速。圖411 電子皮帶秤運行原理圖 浸梗系統(tǒng)控制設計一、浸梗系統(tǒng)組成煙梗浸梗機主要由主副水箱、集水箱、清洗水槽、過渡水槽、刮板輸送機構、網(wǎng)帶輸送機構、管路控制柜體、水位控制系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、循環(huán)水管路系統(tǒng)、箱體內(nèi)部自動清洗系統(tǒng)、（電氣控制系統(tǒng)）等組成。具體內(nèi)容見表 4