PLC控制在烟草制丝工艺中的应用及问题分析

刘宪莹 北京航天拓扑高科技有限责任公司

随着自动化技术的发展，PLC控制技术在烟草生产工艺中的应用，对烟草生产流程的控制和生产效率的提高具有重要的意义。针对其中存在的问题，采用PLC控制技术加以解决，对产业的长期稳定发展具有重要作用。本文对PLC控制在烟草制丝工艺中的应用及问题进行了论述。

一、烟草制丝工艺概述

烟草制丝工艺是将不同地区、不同等级、不同品种的有梗烟叶制作成为符合工艺要求的叶丝、梗丝，以满足后续工序的要求。而烟草制丝工艺主要任务是将各种类型、风格、等级的烟叶原料制作成纯净无杂质、无霉烂、配比均匀，温度、水分、宽度等均符合不同等级卷烟工艺（卷烟工艺是将烟叶原料与卷烟材料加工成为卷烟的方法、过程及技术。同时，卷烟工艺也是将卷烟设计产品转为现实产品的手段）要求的烟丝。

二、PLC控制系统的优势

PLC控制系统是为了满足生产工艺不断提出的新要求而促使科技的不断发展，最终实现自身的飞速发展。现代先进的控制技术囊括了传感器检测技术、电力电子、模数电转换技术及精确测量等。PLC之所以在当今社会得到如此广泛应用，不仅因其能用于开关量、模拟量、数字量控制，还因它可采集与存储数据，监控正在进行的控制系统。制丝生产线的用途是将从前一道工序中已生产出来的烟丝，根据优良品种和型号规格的种类不同分别送往指定的制丝柜混合均匀后贮藏起来。然后，卷烟生产线需哪种规格的烟丝就从相应的制丝柜中取来进一步加工。PLC系统的设计能有效提高制丝生产的效率，此外PLC高可靠和强抗干扰能力、多样的I/O接口模块、优良的灵活性、系统安装简单及维修方便等特点能很好的解决传统制丝生产线中的问题，因此对生产线来说该PLC系统的设计有着很重要的意义。

三、制丝生产工艺现状

在卷烟生产的初期，制丝工艺的加工处理技术实现了向PLC控制工艺的转变，电气控制实现了快速发展，从控制的基础自动化向过程自动化发展。在技术飞速发展的前提下，控制技术的发展对烟草制丝工艺有着重要的影响。PLC控制技术是指可编程控制器，其主要特点是通用性强、使用方便且范围广，在编程实现上比较简单。PLC控制技术在烟草制丝工艺中的应用较为重要，而且其占据的地位难以撼动。针对烟草行业发展现状，对制丝工艺中的生产过程进行有效的检测和控制，降低能耗，提高产品生产效率和质量，设备运行可靠性逐渐提升，是当前烟草企业努力实现的目标。随着自动化技术的发展，促进制丝工艺技术的自动化发展，实现智能化现场总线模式是行业发展的重要目标，也是产业的趋势所在。

四、PLC在烟草制丝工艺中的应用

制丝生产工艺流程可分为制叶片、制叶丝、制梗丝、掺配混合四个环节。包括：烟叶回潮、配比、润叶、贮叶；切丝、烘丝；润梗、压梗、切梗、烘梗丝；然后将叶丝、梗丝、薄片均匀混合掺配，冷却后喷洒香精与香料。

1.在制叶片工艺中的应用。在卷烟制丝工艺中，真空回潮是第一道工序，在整个工序中占有重要的地位，对烟草生产质量起着重要的作用。该工艺的主要作用是平衡烟叶水分，提高烟叶温度，通过该工艺提高烟叶的韧性，降低烟叶破碎的可能性，在一定程度上为后续工序中的配比打下基础。在这个过程中，经处理后烟叶的异味会被去除，烟叶的色泽会有显著的转变，烟叶中残留的病虫等生物也会被去除。通过采用PLC控制技术，能提高工艺中参数的准确性，提高各项技术指标，促进控制系统的稳定性。采用PLC控制技术能促进真空回潮机与其他设备在生产中的有效通讯，促进集散控制系统的发展。

2.在制叶丝工艺中的应用。切丝工艺主要是将叶片切割成卷烟所需的烟丝。改进后的控制方式不仅提高了工作效率，而且保证了烘丝前流量的稳定性，且杜绝了烘丝断料。

烘丝机是卷烟厂制丝生产线上的重要设备，其主要功能是保证烘丝机出口的烟丝含水率满足卷烟工艺要求。烘丝机控制系统由传动系统、热风系统、管路系统、电气系统组成。系统经一定的控制方案对上述主要物理量进行调整，使烘筒出口烟丝含水率达到规定要求。烘筒转速由变频器控制，排潮风门开度也由工艺段控制。在正常烘丝过程中，排潮风门开度保持不变。烟丝出口水分采用闭环控制。串级控制系统由出口水分和烘筒热风温度组成，是内环内热风温度预先受到调节，能有效克服温度波动的影响。烘丝机入口烟丝流量及水分由上游设备保证，在烘丝机控制系统中无法控制。烘筒蒸汽压力采用闭环控制，这些控制均采用PID控制方式。

3.在制梗丝工艺中的应用。生产中，经一系列处理后，烟叶将被分为两部分，即叶片与烟梗。在处理烟梗时，开始的工序即烟梗，这一过程是对烟梗加温加湿，从而提高烟梗中的水分，促进烟梗的柔软度和可塑性。PLC控制系统在这一过程中主要是设定参数、合理调整工艺参数、采集信号、数据处理，以及异常情况的预警处理，经一系列改造后，PLC控制系统的稳定性及安全性大幅提高。

4.在掺配混合工艺中的应用。混丝掺配系统是卷烟厂制丝生产工艺中一道重要的工序，掺配工序的加工质量对整个产品的质量起着重要作用。在混丝掺配生产中，将叶丝与梗丝、薄片丝、膨胀丝、回收丝等按一定比例掺配，并用电子皮带秤完成物料计量。PLC主要用于对电子皮带秤和称重的实时计量及控制，完成系统故障的显示、检测和报警，同时向变频器输出信号，以调节皮带秤电机的转速。用PLC替代传统的继电逻辑，具有功能强大、方便灵活、维护方便等优点，为实现整个制丝车间的网络化生产管理创造了条件。