卷烟厂香料厨房加香加料双管道控制系统的设计

卷烟厂香料厨房加香加料双管道控制系统的设计

摘要：本文针对某卷烟厂制丝香料厨房系统的单管道控制，在生产过程中叶片加料工艺点和混丝加香工艺点存在换牌时间长的缺点，设计了一种混丝加香和叶片加料双管道控制系统，实现了香糖料的配制、输送、喷加、回收和清洗等主要功能。通过双管道控制的技术改造，有效降低了工人劳动强度，充分发挥香料厨房系统的作用，显著提高香料厨房设备的效率。

关键词：香料厨房双管道控制 controlnet/devicenet总线双闭环pid

0 引言

当前，卷烟行业工业企业的现代化技术改造和革新方向是要全面实现企业生产、管理信息一体化。本文针对生产过程中叶片加料工艺点和混丝加香工艺点存在换牌时间长的缺点，基于香料厨房系统平台，设计开发了一种混丝加香和叶片加料双管道控制模式，有效解决了原有工序的不足。

1 香料厨房系统控制原理

香料厨房系统又叫香糖料厨房，主要由原料的贮存计量，成品料液的调制、贮存、输送，成品料液的现场跟踪施加等三个部分组成。它的作用是负责全厂制丝加料加香工艺中所有香糖料的调制、贮存及现场的定比施加。

1.1 系统结构香糖料厨房系统用于对制丝线上所有卷烟牌号的各型号料液（叶片料、梗料、混丝香料等）进行原料自动配比、集

中调制、统一贮存、科学调度。根据原料的准备、计量配比及输送，至牌号料液的调制、贮存及计量发送的工艺流程，设计了香糖料厨房系统的设备结构组成。其中，原料层设备主要由液态原料贮罐、固态原料熬煮贮罐、泵及工艺管道等组成，以完成原料的备料、分类贮存、固液转化、计量配比、自动输出等工艺功能。调制层设备主要由若干只调制罐、泵、过滤器及工艺管道等组成，以完成制丝线上用各牌号料液的调制功能。贮存层设备主要由若干只牌号料液贮存罐、泵及工艺管道等组成，以进行每班或每日所有卷烟牌号用各型成品料液的暂时贮存，等待制丝线上各加料/加香点的调用。控制层主要由低压控制柜及其plc、计算机、变频器、电子秤传感器及其变送器、阀岛和i/o总线控制箱等设备组成。

香料厨房系统采用controlnet/devicenet总线网络，主要包含1号监控机、2号监控机、rockwell可编程控制器、变频器、阀岛、称重变送器、电机启动器等组成。采用controlnet控制网络，实现监控计算机、controllogix系统及车间制丝线集控系统之间的连接，bl20 i/o模块、变频器和带devicenet接口德国festo公司的阀岛作为从站，采用devicenet进行通讯。

1.2 控制功能①香料厨房系统负责完成制丝线上叶片糖料、梗丝香糖料和混丝香料的配比、调制、贮存和供给等全套工艺过程，并负责制丝线叶片糖料、梗丝糖料、梗丝香料和混丝香料共四个加料加香点的定比跟踪喷射。②根据香糖料厨房的设备规模和功能，控制系统主要采用两门电气控制柜，一套controllogix，两套

devicenet设备网，香料厨房内和现场加料加香采用图尔克公司的bl20系列分布式i/o，它们都挂在devicenet设备网上。③festo 阀岛分10个节点挂在devicenet设备网上。④变频器、电子秤、温度传感器和泵等实时性很强的传感器和执行器件均通过devicenet设备网与控制系统相连。⑤系统具有手/自动功能选择。手动功能时，可对一些设备手动启/停，方便故障维修及设备维护；自动功能时，根据操作指令，自动完成各项功能。

2 加香加料双管道控制系统

原有香料厨房系统现场叶片加料工艺点和混丝加香工艺点为单

管道送料控制模式，现改造为双管道送料控制模式，其为香料厨房系统中一相对独立的子系统，与香糖料的调制、输送共用一套控制系统。

2.1 设计方案双管道控制顺序流程如图2-1所示，单管道控制顺序流程如图2-2所示。

从叶加料单管道设备流程图和双管道设备流程图中可看到由于

加香加料单管道控制在换牌时，回收、水清洗和吹扫这三个顺序都要经过加香加料点和香料厨房之间很长的管道，故花费的时间比较多。若进行双管道的控制，假设要换牌用b线送料，则换牌前先用a线回收，先用一定时间把现场罐的料液全部吹扫到a管道和相对应的贮存罐，然后在现场完成水清洗和吹扫现场罐及管道，由于现场管道短，容易清洗和吹扫干净，故在换牌号时所用的时间就大大减少。

2.2 控制原理各加香加料点根据制丝线集控系统所给的信号启/停料液的喷射，且喷射过程均为闭环pid自动跟踪调节方式，依据加香/加料比例参数自行根据物料瞬时流量实施调节，真正做到多来多加，少来少加，不来不加。同时，在一次pid调节的基础上，将瞬时累计精度误差参与控制，实施二次pid调节，确保瞬时的加料（香）精度控制在±1% 以内，最终加料（香）精度控制在±0.5%以内，充分保证烟丝的质量。其控制示意图如图2-3所示。

2.3 系统投运效果分析双管道系统与改造前的单管道系统相比具有明显的优势。改造前后系统在更换生产牌号时所需时间对比如下表2-1、表2-2所示：

从以上两个表可知，改造后换牌时间显著减少，实现了提高生产效率的目标。

3 结束语

本文结合某卷烟厂制丝线香料厨房系统的生产的实际情况，针对叶片加料工艺点和混丝加香点在使用过程因更换牌号时间长，影响工作效率，提出对其进行由单管道送料系统改造为双管道送料系统的方案，以适应生产灵活多变的需求。

实际使用情况表明，通过实现对叶片加料和混丝加香进行双管道控制系统的改造，提高该卷烟厂香料厨房在液料配制、输送、喷加、回收和清洗过程的自动化程度，保证制丝生产线更换卷烟牌号时，香料厨房控制的加香加料点更换料液牌号时由原来的17分钟缩短到目前的5分钟，降低工人劳动强度，提高生产效率。

参考文献：

[1]国家烟草专卖局主编.卷烟工艺规范.北京：中央文献出版社，2003.

[2]陈良元主编.卷烟生产工艺技术.郑州：河南科学技术出版社，2002.

[3]阳宪惠主编.现场总线技术及其应用.北京：清华大学出版社，1999.

[4]allen-braddey logix5550 controller.指令集参考手册.

[5]rsnetworx for devicenet. rockwell automation getting results guide doc id dnet-gr001a-en-p.

[6]controllogix devicenet interface module catalog number 1756-dnb.rockwell automation may 2000.

作者简介：朱润铭（1977-），男，广西人，工程师，硕士，卷烟设备维护与管理；陆剑锋（1978-），男，广西人，工程师，研究生，卷烟设备维护与管理。