ZJ17型卷接机组电控系统PLC改造方案-解决方案-深圳市鸿捷源自动化系统有限公司

ZJ17型卷接机组电控系统PLC改造方案

2020-03-29(2434)次浏览

随着中国卷烟工业经过近20年的努力发展，从先前的引进设备、消化吸收，发展到现在的自主创新、替代进口、加快出口阶段。原卷接机组的逻辑线路系统已显得非常落后，电控系统的PLC改造成必然趋势。鸿捷源公司与常德烟草机械有限责任公司结为战略联盟单位，并承担了烟机电控领域的技术开发、电气自动化系统设计应用、伺服控制、工业PC应用、仿真系统开发、数据通信等。

　ZJ17型卷接机组电控系统PLC改造方案

一、ZJ17卷接机组电控系统PLC改造介绍

1、PLC控制系统简介

ZJ17 卷接机组PLC控制系统是由常德烟草机械有限责任公司和鸿捷源公司联合开发的具有自主知识产权的产品，自2002年始作为主机厂ZJ17机组标准配置，已经在多家卷烟厂成功地应用了五年以上的时间。到2008年9月止用户使用量达343台套。实践证明该系统是先进、可靠、经济的系统。目前该系统卷烟机已返销Hauni公司，并出口美国。

多年的技术积累及改造经验使我们能为客户提供全面的解决方案，因为鸿捷源公司的每一项技术都具有原创性（受知识产权保护）和延续性（更多的PROTOS90E技术会移植到ZJ17机组的现场改造，改造后的电控系统将来主机厂整机大修时可免除该部分费用，避免重复投资），这种理念又迎合了卷烟工业对设备管理的统一性、备件的统一性及技术改造的延续性的要求。

2、PLC改造技术特点

1）本方案系烟机厂ZJ17的标准方案，与常德烟机厂新机完全一致，技术服务及技术后备均为国产70烟机的权威。

2）采用先进的CANBUS和PROFIBUS-DP双重现场工业总线技术，即管理层使用CANBUS总线，控制层使用PROFIBUS总线。在技术上向PROTOS 1-8、PROTOS 90E靠拢。可以为引进新烟机做好技术储备。本公司承担了PROTOS 90E的电气控制产品的国产化项目，主要内容包括：SRM重量控制系统、CIS烟支质量检测系统、HIP智能模块、烟支密度微波检测系统、PLC控制系统程序等五部分。ZJ17大量应用了90E技术，是目前最为先进的技术，同时也为系统技术升级提供了技术的支持。

3）故障率低。由于PLC控制器（CPU选用414-2DP）具有防震、防尘、抗干扰等优点，所以大大地提高了系统性能。

4）操作直观、方便。全汉化的计算机界面，方便操作人员了解设备状况，修改工艺参数、查询产量、消耗等，同时有故障显示，报警功能。

5）维修方便。由于采用的都是国际上通用的软、硬件，便于工厂技术人员掌握，同时备品备件可在国内选购，本公司有足够的库存可提供备件，或由本公司协助采购。

6）增加数据采集系统，可方便地显示每班所用的卷烟纸、水松纸、滤嘴棒等辅助材料的消耗及各种生产数据的统计。

7）由于采用了高性能的工控计算机，能够为生产车间的计算机化管理提供网络接口。

8）PLC程序的设计完全按照原来逻辑线路的控制原理，并参考了PROTOS 1-8和PROTOS 90E的程序设计结构，符合烟厂操作工的维护和使用习惯。

二、ZJ17卷接机组电控系统PLC改造配置说明

1、HJY-2人机界面交互系统

HJY-2是ZJ17卷接机组人机对话的界面。HJY-2也包含了卷接机控制系统（PLC）的管理、烟支重量控制系统（SRM）和烟支检测系统（CIS）的管理。其中PLC型号为siemens的S7 414,SRM的型号为鸿捷源公司的HJYSRM-N1，CIS的型号为鸿捷源公司的HJYCIS-N1。

2、PROFIBUS总线系统

包括：主站、VE子站、SE子站、MAX子站、变频器子站、SE阀岛子站、MAX阀岛1子站、MAX阀岛2子站，共8个站点。

3、IPC重量控制系统

IPC完成重量控制系统与烟支检测系统的功能，它们之间利用EtherCAT进行通信。而IPC与人机界面之间是通过普通网线利用以太网（EtherNet）进行通信。其他的电气拓扑结构与原机的一样。

4、烟支检测系统

采用倍福的超采样模块对空头、漏气、缺嘴、OTIS等模拟量信号进行采集，并根据上位机所设定的废品极限来判断出烟支质量废品。采用倍福的超采样模块都机器同步脉冲DCP、MCP进行采样，并进行烟支同步的剔除。采用信号转换模块进行模拟信号的实时跟踪转换，能使空头传感器信号与OTIS传感器信号能放大缩小而且在IPC的检测范围内。独立计算出36个烟槽的平均气密性，对帽盖密封性实现更精确的监控。增加烟支运行的分段堵塞报警功能。增加剔除阀自检功能，对剔除阀故障实现报警。

5、故障显示单元

HJY-ZE0405-25卷接机组故障监视软件（中文故障显示器）适用于常德烟机公司生产的ZJ17型卷接机组配套和进口PROTOS70型卷接机组改造升级，它以中文方式显示机组运行状态和故障信息，使用和维护人员据此进行操作、维修，将提高设备有效运行时间，减少设备故障维修时间。中文故障显示器用高亮度绿色LED点阵显示汉字，清晰自然，美观大方。中文故障显示器外形大小、安装尺寸、电气性能完全一致，是改造升级替代价格昂贵国外英文故障显示器的理想设备。

中文故障显示器与英文故障显示器安装位置完全一致。只需固定四个螺丝，连接1根电源和采用CANBUS总线通讯的信号线。可以显示137种故障类型。

6、圆周检测系统

针对圆周检测这块我们用光电式直径检测系统，用于测量卷制成型机上烟条的直径，系统换算成圆周数值显示在上位机人机界面上。该装置采用高性能的中央处理器、高精度的激光测长传感器，实现每秒钟高达1000次的高精度直径测量。

光电式直径检测系统内的激光式传感器通过发射器发出激光光束，光束经过烟支后在接收器产生阴影，传感器通过计算阴影长度便可得出烟支的直径，从而得出烟支的圆周。依据激光传感器的特性，光电式直径检测系统采用步进电机带动激光传感器探头围绕烟支来回180°转动，实现对烟支全方位的直径检测。测量结果由模块控制器进行加工处理，然后通过PROFIBUS 总线或CAN总线将数据送至PLC系统或SES传感器。实时的圆周测量数据直观精确的显示在上位机人机界面软件上，使挡车工在卷烟过程控制精度和纠偏的及时性大大提高。趋势图形为卷烟质量管理分析提供实时准确的数据依据。

三、改造工期

单套电控系统改造工期为：15天（含安装、调试）。