浅述卷烟生产过程中自动化技术应用

程道胜

摘 要：从20世纪80年代起，我国卷烟企业应用自动化技术已经拥有30来年的历史。到目前为止，自动化技术已经深入到烟草企业生产管理的方方面面，在原料加工、质量控制、设备管理、生产计划等各个方面发挥着重要作用。自动化技术水平已經成为衡量企业生产能力和产品质量的一个重要指标。

关键词：自动化；卷烟生产；制丝；卷接包

引言

卷烟行业是我国国民经济重要支柱产业之一。作为国家经济建设发展的中坚力量，烟草行业在维护国家经济安全与稳定中发挥着举足轻重的作用。我国加入世贸组织以来，各行各业都受到巨大影响，特别是世界烟草产业正向着全球一体化、垄断化方向高速发展，给我国烟草企业带来了严峻的考验。面对巨大的发展压力，我国烟草企业采取有效措施积极应对，不断加快技术创新和升级改造步伐，特别是自动化技术在烟草生产加工领域的广泛应用，推动了我国烟草产业的迅猛发展。

1 自动化技术在烟草加工生产过程中的重要意义

随着科学技术的不断发展，以工业现场总线控制系统为代表的烟草产业自动化技术正在向着网络化、智能化、数字化的方向高速前进。现代化生产过程复杂。一个产品从原料到成品要经历十几道、几十道乃至上百道工序，涉及到的设备多达数百台。产品质量控制和设备操控任务繁重。通过自动化控制，可以实现生产工艺的精确控制，有效降低人工成本，提高生产效率，产品质量趋向均质化和一致化。

2 自动化技术在烟草生产工序中的应用

烟草生产过程中，通过在生产工艺中引入计算机集成制造系统，利用计算机、网络和数据等软硬件手段对生产制造过程中的原料加工、辅料配送、能源供给、性能检测、数据处理、现场控制和消防安全等各个环节予以测量、显示、控制、调度和管理，从而实现生产的自动化，提高生产效率，保证产品质量。现代卷烟生产过程，大致分为烟叶初烤复烤、烟叶发酵、配方制丝和卷烟包装等步骤。使用自动化技术，能够有效控制每一步的产品（半产品）质量，从而保障最终产品质量合乎标准要求。

（1）在烟叶初烤和复烤阶段，建立烟叶烘烤自动供热排湿系统，结合配套软件，利用计算机的高速运算能力和网络的高速信息传递能力，实现对烤制温度和送风情况的科学设置、监测与控制，使烟叶烘烤程度和烘烤时间符合相应工艺曲线，从而为烘烤后烟叶各项理化指标符合工艺规范要求做出保障。

（2）在烟叶发酵阶段，应用计算机集散控制技术，通过工控机和智能调节器对发酵温度、空气湿度的监测与控制，根据收集的数据进行计算分析，并结合对发酵时间的管理，从而实现精确控制升温、保温、降温各个阶段的目的，有效保障发酵质量。

（3）在制丝阶段，卷烟制丝包括切片、切丝、加香、加料等多个复杂过程，前后工序间有着严密的承接关系，是卷烟加工生产过程中最主要的一道工序。这道工序的自动化水平很大程度上就决定了烟草产业自动化程度。当前，在制丝阶段应用自动化技术主要体现在以下几个方面：一是以整条生产线乃至企业所有生产经营活动全部集成的自动化控制和信息管理平台为基础的制丝集成自动化控制系统。分为设备自动化控制系统、监控中心和生产管理系统三大部分。通过对企业生产经营信息的数据采集、汇总、分析，通过自动控制系统实现对整个生产过程的管理、调度、监视及控制，从而完成生产加工、计划调度、批次管理相关任务，达到生产精细化、柔性化控制和分组加工的目的。二是以实现分组加工为目的，适应生产工艺线路大幅调整的生产线控制平台。分组加工工艺以模块投料法取代传统的批次投放法，大幅提高生产效率。同时也使得工艺调整控制难度大幅提升。不同加工模块的线路组合非常复杂，做好加工模块生产路径管理，是自动化控制技术在制丝工序中的一个重要应用。由控制系统对模块化子程序的管控，实现工业线路的可视化组态管理，确保制丝控制系统软件的独立性，从而解决分组加工多组合多加工模式的问题。三是提高主机设备一体化、智能化程度，解决同一台设备处理不同等级、牌号原料的问题。经由主要烟机设备的构件结构模型、几点一体化设备子系统标准接口等，各设备子系统可以根据生产工艺的要求，灵活接入主系统，实现应有的控制功能，满足机电一体化的要求。在此基础上，经由单机智能系统，配合对原料的实施跟踪与模块任务的精细化实现对不同等级、牌号原料连续生产的精确控制。

（4）在卷接包阶段，自动化控制系统的意义主要在于将风力送丝、烟支储存、条烟提升和输送等零散的相关工序集成到一起，形成流水化作业的生产工艺。随着卷烟工艺水平的不断发展，卷接包工艺复杂程度随之上升，亟需一个高度自动化、智能化的集成控制系统来完成对整个流程的控制和调度。同时，卷烟质量的更高要求进一步推动了自动化控制技术在卷接包工艺中的应用。卷接包集控系统控制范围涵盖供丝段、卷接包工艺段、条烟及成品输送段和监控段等生产流程，经由生产管理、集中监控和设备控制三层结构实现对整条生产线的自动控制。设备控制层一般采用现场总线控制方式，主要负责生产过程中设备对工艺的执行。具体包括对电机启停、阀门开闭等进行控制及其他元器件的参数控制。集中监控层主要由监控计算机、输入输出服务器、工程师站、屏幕管理计算机、照明挂了计算机、实时数据库服务器和以太网络器件组成，具体负责的功能包括上位机对现场分散的设备层控制端组织与管理，实现数据采集、报警、控制及连锁等功能；监控系统的自动控制；车间照明智能化管理；人机交互接口等。生产管理层以以太网为信息交换介质，对生产线全部设备予以监控，同时将设备监视与控制集成在一起。以数据库为平台进行数据统计分析，将收集到的数据归纳整理和对比分析，以此为依据对各个工序实施统一管理，并结合对生产线各节点的监控与管理，实现生产管理和品质管控的目的，同时，该层的数据分析结果也为企业领导部门制定发展战略方针提供数据参考。

3 结束语

生产技术水平的高低决定着企业市场竞争力的强弱，对于企业在残酷的市场价竞争中的生存与发展十分重要。由于受全球经济一体化和国际烟草市场的影响，当前我国烟草产业面临的局势并不乐观。在知识经济时代，知识技术就是生产力，就是竞争力。加快企业技术创新步伐，降低生产成本，提高工艺技术水平和产品质量，是我国烟草企业今后很长一段时间里的重要工作。自动化控制技术在工业中具有着难以比拟的优势特性，在我国烟草行业中已经具备了一定的理论实践基础，成功帮助烟草企业由传统的粗放型、分散型生产模式向精细化、一体化生产模式、由经验型管理向科学化、数字化、网络化管理发生转变。随着计算机和网络技术的不断发展，自动化控制技术势必在卷烟行业获得更加广泛和深入的应用。我国烟草企业要牢牢把握与国际接轨的窗口时期，积极引进吸收国外先进技术经验，提高自主创新水平，不断提高企业自动化生产水平，增强自身竞争力，为我国烟草产品走出国门，在国际市场占据一席之地做好充分准备。

参考文献

[1]于海英.浅议卷烟机械自动控制技术发展方向与发展要求[J].中国高新技术企业，2009（3）.

[2]晏彬.浅析卷接包集控系统[J].科技创新导报，2011（24）.

[3]梁逢春.面向烟草制丝线的自动化控制系统研究分析[J].行业应用与交流，2013（32）.