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PROTOS 70(ZJ17)卷接機組 控制系統PLC改造方案簡介

  1、概述

  PROTOS 70卷接機組是目前國內煙廠采用的主流機型,由于當時技術狀況的限制,其控制系統由專用電路板和一些專用繼電器等組成 。 近幾年來,隨著PLC、現場總線及網絡技術的高速發展,采用基于PLC和現場總線技術新的控制系統取代傳統的PROTOS控制系統已成為必然。HAUNI公司新一代高速卷煙機(如80E、90E、1-80、PROTOS2-2)控制系統已大量采用了新的技術:如采用獨立驅動系統取代早期的直流驅動和齒輪結構;電氣部件通過總線與西門子S7-400控制系統相聯;通過工業計算機作為集中控制單元可視化人機界面提供詳盡的故障信息、報告和設定幫助菜單,同時以TCP/IP協議為與工廠提供網絡接口。

  新的控制系統與傳統的PROTOS 70機組控制系統相比,具有運行可靠、設置靈活、界面豐富友好等特點。在不改變機組生產能力的前提下,提高了控制系統的可靠性及可維護性,降低管理成本,提高機組的生產作業率。

  2、傳統PROTOS 70(ZJ17)機組控制系統存在的問題目前國內煙廠使用的PROTOS70機組大部分是HAUNI公司上個世紀九十年代初進口的機器,ZJ17卷接機組是PROTOS70機組國產化機型。目前使用過程中上述機型主要存在以下問題:元器件數量多、連線接點多、故障率高。由于機器運行年限較長,線路板上元器件老化,設備故障率逐年增加;由于主電機為直流電機,需經常更換碳刷,維護工作量大;維修困難。電控系統出故障后,根據故障提示,需分析電路圖,并經過反復測試,方能判別故障原因,影響機器利用率;部分電器備件采購困難。由于電子技術的飛速發展,技術更新快,使得部分電器備件已停產,采購困難。

  3、PROTOS 70卷接機組控制系統PLC改造方案

我們公司針對上述問題,對PROTOS70卷接機組電控系統進行了深入細致的研究,設計開發出PROTOS70機組新型控制系統。該系統已有多臺成功的應用。

  3.1 方案要點:

  以PROFIBUS現場總線和西門子PLC控制器完全取代現行PROTOS 70 卷接機組中的由邏輯板卡組成的中央電子控制系統以及外部繼電器邏輯單元,完成機器邏輯控制功能。通過總線與基于工業計算機的人機界面(HMI)交換數據;

  PLC系統采用西門子S7/400為整個控制核心,三個部分(供絲部分VE、卷煙部分SE、接嘴部分MAX)的檢測與執行器件都連接到分布式I/O ET200M上,通過PROFIBUS-DP現場總線實現實時數據交換,以實現卷接機組的控制;

  主驅動電機改為交流電機,采用變頻調速器驅動,通過PROFIBUS-DP總線連接;

  原分布式的電磁閥采用帶PROFIBUS-DP總線接口的閥島,PLC的CPU通過總線完成相應控制功能;煙支質量檢測系統(CIS系統)采用基于單片機自主設計獨立模塊,完成松頭檢測、漏氣檢測等煙支質量檢測及剔廢功能,保留與OTIS、透氣度檢測傳感器(以后與激光打孔連接)接口,通過CAN總線與人機界面(HMI)交換數據;

  SE的故障顯示器通過CAN總線與人機界面(HMI)交換數據;

  新型SRM系統重量控制系統完成煙支重量控制功能 。 設計有RS232串口和CAN總線接口,可以方便地與上位人機界面 之間實時交換數據;
人機界面(HMI)采用 西門子PC677,很方便與PLC控制系統、CIS系統、SRM系統進行通訊。同時還可以進行相關參數設置、報告顯示及故障定位顯示,通過TCP/IP協議與工廠網絡進行數據交換。

  可以肯定,改造后的控制系統將:很大程度上減少元器件數量和中間連接點或連接線,減少可能故障點;利用PLC技術優勢增加系統自診斷能力,提高系統可維護性,減少維護時間;改造主驅動、閥島、煙支質量檢測系統(CIS)、SRM系統,充分利用現場總線技術,使系統更可靠、更穩定;提供系統與上位機聯網通道,為煙廠實現現代化管理提供基礎條件。

  3.2  新型控制系統圖示 

Fig1  PROTOS70機組PLC控制系統框圖

Fig2  VE電器柜

Fig3  SE電器柜 

Fig4  SE操作面板及人機界面

Fig5  MAX電器柜 

Fig6  MAX操作面板

Fig6  新型SRM系統

Fig6  MAX控制子站及CIS系統

  4、系統技術特征

可以看到,新的控制系統將具有如下顯著特點:

故障率低(Less downtime)

操作和維護方便(Easy operation and maintenance)

采用先進控制技術(Modern control technology)

  5、改造設備清單及報價

 

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