基于SCL的打叶复烤在线实时出片率计算

李云青 刘羽婷

[摘    要 ]出片率是每一个打叶复烤厂需要关注的重要指标，直接反映了生产加工对原料的利用率。随着精益管理持续推进，在保障工艺质量的前提下，生产成本的降低、生产效率的提升，是每一个员工需要持续关注和思考的课题。本文基于打叶复烤在线实时出片率的计算，利用西门子SCL语言，以WINCC上位对PLC地址状态的读写功能实现不同设备段之间的数据交互，进而指导生产。

[关键词]打叶复烤;出片率;SCL;WINCC

[中图分类号]TS42;O657.33 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2020）07–000–03

[Abstract]The output efficiency is an important index for every tabacco leaf threshing and redrying factory，which directly reflects the utilization rate of raw materials in production and processing.With the continuous advancement of lean management，on the premise of ensuring the process quality，the reduction of production cost and the improvement of production efficiency are the topics that everyone needs to pay continuous attention to.The paper calculated the onlion real-time output efficiency，useing Siemens SCL language and WINCC to read and write PLC address，achieved the date exchanging in different equipment segments，to guide the production.

[Keywords]threshing and redrying; production efficiency;Siemens SCL;WINCC

为探究红河卷烟厂出片率与其他厂的差异性及原因分析，从根本上改善原料的利用率，为今后的质量分析提供数据支撑，将一、二线实际出片率通过PLC在线实时计算，并通过上位加以直观显示，以供质量分析作为参考。

1 实际出片率的计算方法确定

目前，车间质量报表中关于出片率的计算较为笼统，即用统计的打包实际质量与预处理润叶前电子秤累计投料质量之比进行计算得到。由于这个结果未将实际前后水分进行折算，因此不太准确。如最近生产等级为BBS的烟叶，润叶前水分约为17.5 %～18.0 %，一线打包水分约为12.2 %，未经水分折算而计算的出片率相较于实际出片率而言，下降了5%左右。

因此，为保证计算结果的准确性，将实际出片率定义为：打包累计的干物质量与预处理润叶前累计投料干物质量之比。

2 实际出片率的在线计算

2.1 物料水分的获取

要得到投入和产出干物质量，首先需要得到实际水分值。以打包的水分采集为例，烟包经微波水分仪后，操作人员按下盖箱完成按钮时，采集水分仪上的一个实时水分值，放入一个包含30个水分样本的DB块（如图1所示），并且每次都进行实时计算，得到样本平均值（如图2所示），用以表征物料实际水分。

对于水分平均值的确定，刚开始过物料时，由于水分队列未获取完全，将会造成水分平均值很低，针对此类不能有效表证物料水分值的情况，将水分平均值定为工艺标准12.5 %。

通过在OB1中编写变量“Trigger_FIFO”，触发获取水分队列程序（如图3所示），并在OB1中调用源程序块FC400。

同时，用此方法获取预处理投料水分平均值，由于预处理是连续物料，我们设定每1S采集一个水分值进入队列，并且同时计算水分平均值。

2.2 实际出片率的计算

通过预处理和打包的原程序，找到各班次投料量和打包出料量的所在地址，并写到新建DB块中（程序中的C_Weight变量），再由得到的水分平均值，根据公式得到干物质量（R_Weight）。如图4所示。

然后用打包所得干物质质量除以预处理干物质量，得到出片率。由于各班组未投料前，预处理干物质量为0，计算结果中0出现于分母，程序会出错，且影响最后的“当天出片率”显示。因此加入前提条件，当预处理干物质量（R_Weight）为0时，出片率结果直接输出0。如图5所示。

当天出片率就是三班出片率的平均值，考虑到未生产班组出片率为0，影响当天出片率的实时显示，因此加入三个临时变量tmpct1、tmpct2、tmpct3用以计样本个数如图6所示。

2.3 数据的传输

在出片率的计算中，需要预处理和打包实時的水分和流量数据，因此，通过现有上位与现场PLC工业以太网的硬件通讯，并在上位编写动作脚本，通过上位对现场PLC数据进行读、写，以实现数据传输。

首先，在打包WINCC变量管理中，建立与预处理PLC通讯的驱动，查询并输入预处理HH12柜的以太网地址，修改模块插槽号后点击确定，实现WINCC与预处理PLC的通讯（也可以通过TCP/IP协议实现通讯）。如图7所示。

然后，在WINCC全局脚本中，通过VBS脚本程序的编写（如图8所示），将预处理三个班次投料量及对应的干物质量六个变量，读到上位临时变量中，再写到打包PLC的相应DB数据块中。

这样就通过上位建立了两台PLC之间的数据传输通道，然后建立相关变量，并对图形页面进行相应编辑，三个班出片率及当天出片率在上位显示。如图9所示。

3 总结

（1）由于所用的两台PLC数据的传输是通过上位的程序加以实现，因此当相应工控机（中控室一、二线打包监控机）的WINCC软件未启动，数据就不能传输，表现为传输数据定格，而一旦启动后，所得值立即恢复为当前实际值。

（2）关于出片率相关的程序启动条件，预处理起始条件是水分仪检测值大于12.0 %，打包起始条件是微波水分仪检测值大于8.0 %，详见相应PLC程序的组织块OB1中。

（3）在换班时，由于预处理和打包不一定同步，在打包未清0而保留前一天出料总量的几秒内，得到出片率会很大，目前通过上位限制值的方式会显示为星号，打包接班清零后开始恢复正常。

（4）综上所述，由于从预处理投料到打包出料大约存在30min的时间差，致使计算早班和夜班出片率过程中，投入、产出量不对应，早班偏低，夜班偏高，中班较为接近，所得当天出片率较为准确。

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