浅析烟草制丝电控集成系统在制丝生产中的集成管理

双仕友 李艳松 查学龙

摘 要：烟草制丝电控集成系统对烟草生产线上的设备进行集中控制和管理，实现烟草生产的信息化管理和自动化控制，集成系统的最顶层是MES系统，其是一个生产信息管理系统，下达生产任务，收集和分析生产过程中的数据，是集成系统的控制中心;而执行系统，则负责组织生产工作，确保生产任务的准确下达;最底层的子系统则通过PLC系统进行集成，负责实际的生产任务。整个集成系统通过数据接口连接所有的生产设备，并对所有的设备进行生产上的协调和调度，信息无障碍交互，从而实现烟草生产的信息化管理、自动化控制，进而提升烟草的生产效率，保证了烟草的生产质量。

关键词：烟草制丝;电控集成系统;制丝生产

通过对烟草制丝生产线的电控集成，将烟草生产线的所有设备进行集中管理和控制，可保证烟草生产线的高效率运行，促进生产自动化水平的提高。本文通过对电控集成系统架构和功能的分析，为烟草制丝电控集成提供依据，以及通过对各个层次集成的运行方式分析，确定各个生产环节的具体控制方式，以保证分层集成的可行性，提高集成系统信息交互质量，确保生产调度的有效性。

1.烟草制丝电控集成系统框架分析

1.1系统架构分析

该系统在构建过程中，依据烟草生产线的各个环节，对其中的技术、产品、工艺等进行分析，然后依据分析的内容，设计各个环节的子系统，并与各环节的硬件进行连接，从而形成一个具有高质量生产能力的电控集成系统，该系统可对生产各个环节进行有效的管理，以满足烟草生产各个环节的需求，系统主要有三个层次，第一，生产执行管理系统，对生产过程进行信息化管理;第二，集中监控系统，主要用于整个生产线的监控，以便及时发现生产过程中出现的问题;第三，PLC控制系统，实现了生产线各子系统的自动化控制。具体框架如图1所示。

1.2系统功能分析

系统实现了对烟草制丝生产线的信息化和精细化管理，基于信息管理系统，对生产线进行实时控制，烟草制丝电控集成系统是对整个生产过程的管理，其中，MES处于系统顶层，下达生产任务，以及工艺参数和生产的各项要求等，并且系统可收集、管理、存储生产过程中形成的数据，以为MES提供数据支撑，将最底层的各个子系统连接在一起，像膨胀丝生产线、半成丝品和成品丝库等，使用分散、集中的控制方式，对烟草制丝生产线进行集成管理，该系统融合了监控技术、计算机技术、数据技术、信息技术、PLC技术、通信技术等，是一个高度的技术集成系统，实现了烟草生产线的自动化控制，促进烟草生产质量的提升。以及为了满足烟草生产的实际需求，将生产和管理集中于一个管理平台，形成内部生产和管理信息交互渠道，使管理层可及时掌握生产情况，并正确作出生产决策，加快了信息流传递速，优化了生产调度，为烟草数字化和智能化生产发展提供了助力。

2.烟草制丝电控集成系统在制丝生产中的集成管理分析

2.1单机电控系统的集成管理

烟草制丝生产线中，存在着诸多的单机电控系统，比如，用于烟草物料增温增湿的HT增温增湿机，用于烘干的TT烘丝机，以及用于供应物料的KA供料装置等都是单机设备，这些设备本身都设有电控系统，而集成系统的核心是工业级PROFINET通讯模块，在设备的操作终端就可完成设备的控制，基于以上分析，PLC层通过PROFINET通讯模块，与单机电控系统进行连接，并通过与监控层SCADA系统的连接，进行单机生产过程的控制，本文以烘丝机为例，进行单机电控系统的集成演示，具体如图2所示，PLC与烘丝机电控系统集成后，应用信息交互网络进行生产指令的传送，并获取各项生产参数，像烟料信息、生产批次、质量参数等。

2.2 MES集成管理

MES系统处于最顶层，与生产执行管理系统连接后，实现了制丝生产的集成管理，MES系统是一个生产信息化管理系统，其对车间进行生产调度管理、质量管理、设备管理、计划排程管理等，并且可进行底层数据集成分析，和上层数据的集成分解管理，是烟草生产线中的协同管理平台。当该系统与执行系统集成后，一旦MES运行故障，那么执行系统则接替MES的工作，在人为的干预下，保证烟草生产线的正常运行，两者之间应用Web Service进行信息交互，生产过程中形成的数据，使用OPC Service技术，实时传递给MES系统，具体信息交互过程如图3所示。

执行管理系统层主要面向的是MES系统，接收MES下达的各项生产信息，并反馈生产信息和换柜信息，以及将信息传递至监控系统，最后将MES下达的工单传递至底层PLC系统，生产现场根据接收到的工单，开始组织生产。另外，执行管理系统通过监控系统反馈的信息，可针对设备的运行状态、生产作业情况，以及储柜中的信息等，进行生产上的调整，确保工单符合生产要求，顺利进入实际的生产环节。在计划生产的情况下，执行系统具备实时监测功能，对生产现场的设备进行实时跟踪管理，获取生产各项参数，监测生产质量，以及进行物料用量的统计，以确保投入和产出成正比。

2.3原料库系统集成管理

原料库系统集成主要分为两个方面的集成，第一，与MES系统的集成，通过以太网进行信息的交互，MES系统向制丝线控制段下达生产任务，制丝线控制段则向原料高架库传递要料信号、生产准备、批次信息等，最后到达原料高架库管理系统，然后其向MES系统反馈出库批次信息、烟包数量、批次和牌号等信息，以促进生产原料顺利进入制丝生产线;第二，与执行系统的集成，原料高架库做好生产准备后，生产执行系统将启动工单，组织投料，并进行烟包的质量检验，将不符合生产要求的信息反馈给原料系统，然后开始生产，生产结束后，原料系统会反馈工单结束信息，包括了制丝批次、投料信息、工单号、结束时间等。

结语：煙草制丝生产线的电控集成管理，是提高生产线运行质量的有效手段，通过对生产设备和生产信息管理系统的集成，对烟草生产过程进行实时、全过程的监管，以保证各个生产环节的有序衔接。管理者运用MES系统，可实时掌握底层的生产状况，并进行生产决策的制定，通过监控系统，对生产过程进行监测，及时调整生产中的不足，从而提升烟草的生产质量。

参考文献：

[1]张东岳.PLC控制在烟草制丝工艺中的应用及问题分析[J].科技创新导报，2018，15（25）：48-52.

[2]袁震.iFIX监控软件在烟草制丝线的集成应用[J].环球市场，2019，（2）：386.

（红塔烟草（集团）有限责任公司大理卷烟厂，云南 大理 671000）