現場(chǎng)總線(xiàn)Profibus和以太網(wǎng)技術(shù)在煙草制絲線(xiàn)控制系統的應用
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制絲生產(chǎn)線(xiàn)是卷煙生產(chǎn)的第一道工序，包括葉絲生產(chǎn)線(xiàn)和梗絲生產(chǎn)線(xiàn)，其目的是將復烤廠(chǎng)加工后的煙葉及煙梗分別進(jìn)行回潮、加料、切絲、烘絲，然后將加工后的煙絲按照工藝要求進(jìn)行摻配、加香，生產(chǎn)出適用于卷煙的成品煙絲。制絲線(xiàn)控制系統的穩定、可靠運行是保證煙絲質(zhì)量的關(guān)鍵。
上海高楊國際煙草有限公司的制絲線(xiàn)，是20世紀90年代初從德國引進(jìn)，全線(xiàn)五套可編程控制器采用的是Siemens公司的S5——135U系列產(chǎn)品，各PLC配有一臺段監控機，段監控機的CP528處理器與PLC通信，只能一對一的操作。在控制系統改造中，以煙草行業(yè)要求的準確配方、均勻摻兌、精確配料和質(zhì)量穩定，提高信息化水平為目的，從設計的可靠性、先進(jìn)性、開(kāi)放性、可擴展性、網(wǎng)絡(luò )化出發(fā)，采用現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)分布式控制和以太網(wǎng)相結合，完成制絲線(xiàn)控制系統改造的設計、實(shí)施。
制絲線(xiàn)控制系統概述
在上海高楊國際煙草有限公司制絲線(xiàn)控制系統改造項目中按照分散控制、集中管理、數據共享的原則，采用了信息層、控制層和設備層（傳感/執行層）三級網(wǎng)絡(luò )結構，實(shí)現生產(chǎn)線(xiàn)控制和管理的管控一體化系統。
根據用戶(hù)要求將系統中的S5PLC升級為S7—400PLC，使用現場(chǎng)總線(xiàn)控制方案，選用ET200S分布式I/O，ET200S結構緊湊，模塊無(wú)間隙安裝，擴展和更換方便、直接，可以熱插拔。7.5kW以下除變頻器、軟起動(dòng)器控制以外的電動(dòng)機均采用DSle—x型高性能電動(dòng)機起動(dòng)器控制。將變頻器、電動(dòng)機起動(dòng)單元、現場(chǎng)I/O水分儀、流量計、電子秤聯(lián)入Profibus—DP網(wǎng)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )傳遞數據信息，實(shí)現數據采集、參數設定等數字信息交換及過(guò)程控制。同時(shí)各PLC配以CP443—1以太網(wǎng)通信模塊，連接到帶光纖口的SiemensOSMITP62工業(yè)以太網(wǎng)交換機，掛入光纖環(huán)網(wǎng)，各PLC系統之間以及PLC與監控機之間通過(guò)抗電磁干擾能力強的100M光纖環(huán)網(wǎng)連接。監控機的監控軟件選用Intellution公司的iFIX3.5。同時(shí)為了方便現場(chǎng)巡檢人員的巡視檢查，在葉片處理段、梗處理段、葉絲處理段放置四臺15in現場(chǎng)監控站（MP370）。
由于選用的OSM集成基于Web管理（WBM），可通過(guò)IE瀏覽器觀(guān)察網(wǎng)絡(luò )上各個(gè)交換機的狀態(tài)，根據登錄權限還可對之進(jìn)行相應操作。這樣便于遠程監控控制系統通信狀態(tài)。
根據工藝要求，電控系統改造全線(xiàn)劃分為五個(gè)工藝段、五組PLC：葉片處理段ZS1、葉絲處理段ZS3、煙梗處理段ZS5、梗絲處理段ZS6、風(fēng)力喂絲段ZS4。
制絲線(xiàn)控制系統從上到下分為數據管理層、集中監控層、設備控制層，網(wǎng)絡(luò )結構如圖2所示。
1數據信息管理層
硬件組成：由上位管理計算機、打印機、交換機等組成。
軟件平臺：微軟SQLServer2000數據庫、VisualBasic開(kāi)發(fā)軟件和iFIXiClient。
信息交換網(wǎng)絡(luò )：TCP/IP以太網(wǎng)。
功能：實(shí)現生產(chǎn)任務(wù)的調度下發(fā)；現場(chǎng)生產(chǎn)情況的監測；報表的統計、保存、查詢(xún)、打??；儲柜儲存物料的信息查詢(xún)；PLC控制柜的狀態(tài)監測；關(guān)鍵工藝參數的歷史變化趨勢圖等。本層向上與廠(chǎng)管理系統如SPC系統進(jìn)行數據通信，向廠(chǎng)領(lǐng)導和各職能部門(mén)發(fā)布生產(chǎn)數據，為廠(chǎng)里的決策提供依據；向下通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò )與控制執行層和設備層進(jìn)行數據通信，對車(chē)間生產(chǎn)線(xiàn)進(jìn)行監控，以實(shí)現集中監控和管理。
2集中監控層
硬件組成：采用分布式、客戶(hù)端/服務(wù)器結構，由兩臺冗余的iFIXSCADA服務(wù)器，一臺iFIXSCADA的本地iClient客戶(hù)端，構成集中監控系統。分別對制絲葉線(xiàn)、梗線(xiàn)監控。
軟件平臺：iFIXSCADA/iClient監控組態(tài)軟件。
信息交換網(wǎng)絡(luò )：光纖環(huán)行工業(yè)以太網(wǎng)、TCP/IP以太網(wǎng)。
功能：接收生產(chǎn)管理上位管理機發(fā)出的任務(wù)（批次與配方參數），發(fā)送至設備控制層各相應生產(chǎn)段的PLC，集中指揮控制生產(chǎn)線(xiàn)的運行，同時(shí)將生產(chǎn)線(xiàn)設備的運行情況、實(shí)時(shí)工藝、批次統計數據上傳生產(chǎn)管理上位管理機。
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