卷烟厂制丝生产线润叶加水控制系统的PLC控制软件设计
目 录
1 绪论 1
1.1 本课题的研究背景 1
1.2 淮阴卷烟厂对润叶加水系统的研究现状2
1.3 淮阴卷烟厂润叶加水系统的工作原理和作用 3
1.4 本课题的研究内容及步骤 3
2 本课题所用核心技术介绍 4
2.1 PLC的发展历史和市场情况4
2.2 PLC的应用 5
2.3 西门子S7-300 PLC简介 5
2.4 STEP7 软件简介 8
3. 润叶加水机设备简述 11
3.1 润叶加水机原理11
3.2 润叶加水设备的控制12
4 润叶加水控制系统程序编制14
4.1 主要装置主程序编制14
4.2 出料温度的控制系统编写16
4.3 烟叶含水量的控制程序编写22
5. 控制系统的仿真和调试 25
结论 27
致谢 28
参考文献29
附录：润叶加水系统源程序30
1. 绪论
随着时代的发展，人们对烟丝的追求程度越来越高，这使得卷烟制丝工序不得不更加拥有技术性，像之前的制丝工序制出的烟丝已经在淘汰的边缘。为了严格控制烟叶的含水量和出料温度，使出料烟丝的各项指标都符合要求，避免烟丝过于松散和桔梗给下一生产车间造成麻烦，再有为了契合可持续发展的理念，尽可能的减少繁杂的程序，提高效率，所以，改革润叶加水系统迫在眉睫。
1.1 本课题的研究背景
1950 年后，国内卷烟制丝工艺的变化过程，大致能分为三个阶段。50 年代初期，基本沿用 40 年代的方法和手段，机械程度偏 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
低，工人劳动量大。六十年代至七十年代国内针对制丝方面举行了一些的改革，大体上兑现了一些既定的方针和目标，从八十年代初期起，国内卷烟厂引进了国外先进的一批设备，整理、改良、国产化生产加快，企业革命像雨后春笋般快速进行。
80 年代我国卷烟制丝流程技术装备的整理、改良、吸纳、国产化生产。繁荣了卷烟工业的前景。它们的设备改造进程加快，工艺技术水平有了明显的进步。到80 年代后期，国内卷烟工业技术水平已部分达到了国际上 70 年代末至 80 年代初的标准。卷烟工业中制丝流程的改良，主要有下面三个特点：第一，制丝流程像技术持续靠拢。大致体现在每个程序的技术条件可以大体满足生产的要求，在烟丝质量上有了大幅度的改善，拿制梗丝工艺为例，以“厚压薄切”工艺代替了之前的“薄压厚切”工艺，使梗丝的成丝率、填充性能均有了很大的改善。第二，新流程、新方法有了广泛的普及。其中包括烟梗膨胀，膨胀烟丝，烤烟烘烤处理，水分，温度，流量，和其他的在线自动检测、控制和步进控制等等；第三，制丝环境条件得到了提高，劳动生产率同时得到了有效的改善。制丝技术的提高，导致了人们生产观念的改变。比如。按之前的制丝目标，烟丝宽度可设为 0.6到0.7毫米；而在现在先进技术的要求下，切丝宽度已定为 0.8-1.1mm。再比如，由于之前制丝工艺造碎较多，现在更注重烟丝长度的均匀。尽力地减少制丝工艺的造碎和尽可能的防止烟丝长度不均情况的产生。
制丝工艺是一个繁冗而精细的过程。它的复杂程度不仅包括制丝的流程较多，而且各流程的生产指标条件苛刻，以求稳定和提高制丝工艺中的每个流程的质量。而制丝工艺的精细，则体现在各个工艺流程都要防止制品的造碎和各个工艺流程的加工都要以提高出丝率，减少含末量的要求为理念，去提高烟丝的填充值；最后，为了使不同地区，不同类型，不同档次的均匀混合，均匀给料，均匀的水。在大量的生产过程中，每一批的投料混合烟草及制备均匀的上千公斤，百分之几的液体和千分之几的香液在烟草和烟草施加均匀，最终体现在每个缺乏1g重的烟，质量有保证，产品设计严格遵守要求，这肯定不是轻易能实现的事情。
1.2 淮阴卷烟厂对润叶加水系统的研究现状
1.2.1 制丝工艺简介
各种烟线的流程如图1-1所示
图1-1 制丝流程图
1.2.2 润叶加水系统的现状
淮阴卷烟厂润叶加水自动控制系统的功能始终以为了制丝生产为目的, 以提高烟叶质量, 稳定制丝生产过程的安全有序为指导思想。淮阴卷烟厂早期的润叶过程控制主要是小的局部闭环调节, 这已经不能满足烟丝质量管理的需要, 2003年淮阴卷烟厂引进意大利COMAS公司的6000kg每小时的制丝线，此系统首先根据传送进滚筒烟叶质量进行评估，通过一系列计算，得出需要的加水量，拟进行润叶加水，其次再根据润叶滚筒的温度、压力等指标，通过PID计算其完美的配比数值，再通过气动调节阀来完成最后的加量。
1.3 淮阴卷烟厂润叶加水系统的工作原理和作用
1.3.1 工作原理
烟叶通过震动输送机传到回潮机滚筒，回潮滚筒通过传动装置使其运转，根据回潮筒的轴向倾角和滚筒内导流板的疏通功能，致使烟叶通过回潮滚筒输送到出料的皮带机上。当烟叶输送到滚筒内且距进料口 大约1.5m 时，蒸汽管路阀门开启。此时蒸汽管路、增湿水管路打开，增湿水与热蒸汽被输送到双介质喷嘴及蒸汽喷管中。在蒸汽压力的作用，增湿水和蒸汽混合后呈雾状喷射出并洒落到烟叶上使其到达增加含水量目的, 慢慢，含水量可以从 10%提高至24±1.0％，以达到改善烟叶的质感和可以吸收水分等的一些特性，从而使烟叶达到符合下一程序的要求。
1.3.2 润叶加水的作用
烟叶由胶质毛细管多孔体物质构成。内部的构成一般是多孔明胶海绵和含有果胶和纤维素胶体物质和水溶性糖，有机酸盐，如晶体材料。由于类似物质的有机结合，致使烟叶对水份敏感性提高，烟叶务必达到严格控制含水标准，才能保持自身结构不被破坏和下一程序安全进行。在制丝工艺中，经过润叶机加水系统的烟叶，含水量不足，就不容易装箱，不利于再生产，损耗加大，填充力，利用率低；如果含水量较大，烟叶黏性增大，烟丝不容易展开，填充力小，颜色暗淡，同时还会出现发霉的情况。所以，为了更好的提高烟丝的整体质量，加水步骤的技术性的提高已迫在眉睫。
1.4 本课题的研究内容及步骤
1.4.1 研究内容
本课题是基于西门子工控组态软件WinCC及S7-300 PLC对烟丝的润叶加水自动控制系统进行软件设计。在本课题中，PLC控制软件部分是属于下位机控制部分，WinCC软件组态控制属于上位机部分。由于工作难度大和工作量繁杂，所以把本课题分开两人完成，我的任务是软件设计部分的PLC控制软件设计。我将运用西门子公司的STEP 7编程软件编制程序实现给水量、温度等指标的PID自动调节。
温度、湿度等过程参数是润叶加水控制过程中所涉及到的主要变量，而要实现润叶机的安全、稳定、经济运行，就必须对这些变量进行严格的控制。
在润叶加水系统中，加水量是最重要的参数之一。如果加水量过大，就会严重干扰烟叶的水分分开过程，破坏烟叶结构；如果加水量过小，就会使烟叶的含水量不满足生产需要。所以本次课题最重要的工作就是把握好含水量的控制，从而让烟叶与水分充分合理的混合，达到工业上对烟叶加水指标的满足。
1 绪论 1
1.1 本课题的研究背景 1
1.2 淮阴卷烟厂对润叶加水系统的研究现状2
1.3 淮阴卷烟厂润叶加水系统的工作原理和作用 3
1.4 本课题的研究内容及步骤 3
2 本课题所用核心技术介绍 4
2.1 PLC的发展历史和市场情况4
2.2 PLC的应用 5
2.3 西门子S7-300 PLC简介 5
2.4 STEP7 软件简介 8
3. 润叶加水机设备简述 11
3.1 润叶加水机原理11
3.2 润叶加水设备的控制12
4 润叶加水控制系统程序编制14
4.1 主要装置主程序编制14
4.2 出料温度的控制系统编写16
4.3 烟叶含水量的控制程序编写22
5. 控制系统的仿真和调试 25
结论 27
致谢 28
参考文献29
附录：润叶加水系统源程序30
1. 绪论
随着时代的发展，人们对烟丝的追求程度越来越高，这使得卷烟制丝工序不得不更加拥有技术性，像之前的制丝工序制出的烟丝已经在淘汰的边缘。为了严格控制烟叶的含水量和出料温度，使出料烟丝的各项指标都符合要求，避免烟丝过于松散和桔梗给下一生产车间造成麻烦，再有为了契合可持续发展的理念，尽可能的减少繁杂的程序，提高效率，所以，改革润叶加水系统迫在眉睫。
1.1 本课题的研究背景
1950 年后，国内卷烟制丝工艺的变化过程，大致能分为三个阶段。50 年代初期，基本沿用 40 年代的方法和手段，机械程度偏 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
低，工人劳动量大。六十年代至七十年代国内针对制丝方面举行了一些的改革，大体上兑现了一些既定的方针和目标，从八十年代初期起，国内卷烟厂引进了国外先进的一批设备，整理、改良、国产化生产加快，企业革命像雨后春笋般快速进行。
80 年代我国卷烟制丝流程技术装备的整理、改良、吸纳、国产化生产。繁荣了卷烟工业的前景。它们的设备改造进程加快，工艺技术水平有了明显的进步。到80 年代后期，国内卷烟工业技术水平已部分达到了国际上 70 年代末至 80 年代初的标准。卷烟工业中制丝流程的改良，主要有下面三个特点：第一，制丝流程像技术持续靠拢。大致体现在每个程序的技术条件可以大体满足生产的要求，在烟丝质量上有了大幅度的改善，拿制梗丝工艺为例，以“厚压薄切”工艺代替了之前的“薄压厚切”工艺，使梗丝的成丝率、填充性能均有了很大的改善。第二，新流程、新方法有了广泛的普及。其中包括烟梗膨胀，膨胀烟丝，烤烟烘烤处理，水分，温度，流量，和其他的在线自动检测、控制和步进控制等等；第三，制丝环境条件得到了提高，劳动生产率同时得到了有效的改善。制丝技术的提高，导致了人们生产观念的改变。比如。按之前的制丝目标，烟丝宽度可设为 0.6到0.7毫米；而在现在先进技术的要求下，切丝宽度已定为 0.8-1.1mm。再比如，由于之前制丝工艺造碎较多，现在更注重烟丝长度的均匀。尽力地减少制丝工艺的造碎和尽可能的防止烟丝长度不均情况的产生。
制丝工艺是一个繁冗而精细的过程。它的复杂程度不仅包括制丝的流程较多，而且各流程的生产指标条件苛刻，以求稳定和提高制丝工艺中的每个流程的质量。而制丝工艺的精细，则体现在各个工艺流程都要防止制品的造碎和各个工艺流程的加工都要以提高出丝率，减少含末量的要求为理念，去提高烟丝的填充值；最后，为了使不同地区，不同类型，不同档次的均匀混合，均匀给料，均匀的水。在大量的生产过程中，每一批的投料混合烟草及制备均匀的上千公斤，百分之几的液体和千分之几的香液在烟草和烟草施加均匀，最终体现在每个缺乏1g重的烟，质量有保证，产品设计严格遵守要求，这肯定不是轻易能实现的事情。
1.2 淮阴卷烟厂对润叶加水系统的研究现状
1.2.1 制丝工艺简介
各种烟线的流程如图1-1所示
图1-1 制丝流程图
1.2.2 润叶加水系统的现状
淮阴卷烟厂润叶加水自动控制系统的功能始终以为了制丝生产为目的, 以提高烟叶质量, 稳定制丝生产过程的安全有序为指导思想。淮阴卷烟厂早期的润叶过程控制主要是小的局部闭环调节, 这已经不能满足烟丝质量管理的需要, 2003年淮阴卷烟厂引进意大利
1.3 淮阴卷烟厂润叶加水系统的工作原理和作用
1.3.1 工作原理
烟叶通过震动输送机传到回潮机滚筒，回潮滚筒通过传动装置使其运转，根据回潮筒的轴向倾角和滚筒内导流板的疏通功能，致使烟叶通过回潮滚筒输送到出料的皮带机上。当烟叶输送到滚筒内且距进料口 大约1.5m 时，蒸汽管路阀门开启。此时蒸汽管路、增湿水管路打开，增湿水与热蒸汽被输送到双介质喷嘴及蒸汽喷管中。在蒸汽压力的作用，增湿水和蒸汽混合后呈雾状喷射出并洒落到烟叶上使其到达增加含水量目的, 慢慢，含水量可以从 10%提高至24±1.0％，以达到改善烟叶的质感和可以吸收水分等的一些特性，从而使烟叶达到符合下一程序的要求。
1.3.2 润叶加水的作用
烟叶由胶质毛细管多孔体物质构成。内部的构成一般是多孔明胶海绵和含有果胶和纤维素胶体物质和水溶性糖，有机酸盐，如晶体材料。由于类似物质的有机结合，致使烟叶对水份敏感性提高，烟叶务必达到严格控制含水标准，才能保持自身结构不被破坏和下一程序安全进行。在制丝工艺中，经过润叶机加水系统的烟叶，含水量不足，就不容易装箱，不利于再生产，损耗加大，填充力，利用率低；如果含水量较大，烟叶黏性增大，烟丝不容易展开，填充力小，颜色暗淡，同时还会出现发霉的情况。所以，为了更好的提高烟丝的整体质量，加水步骤的技术性的提高已迫在眉睫。
1.4 本课题的研究内容及步骤
1.4.1 研究内容
本课题是基于西门子工控组态软件WinCC及S7-300 PLC对烟丝的润叶加水自动控制系统进行软件设计。在本课题中，PLC控制软件部分是属于下位机控制部分，WinCC软件组态控制属于上位机部分。由于工作难度大和工作量繁杂，所以把本课题分开两人完成，我的任务是软件设计部分的PLC控制软件设计。我将运用西门子公司的STEP 7编程软件编制程序实现给水量、温度等指标的PID自动调节。
温度、湿度等过程参数是润叶加水控制过程中所涉及到的主要变量，而要实现润叶机的安全、稳定、经济运行，就必须对这些变量进行严格的控制。
在润叶加水系统中，加水量是最重要的参数之一。如果加水量过大，就会严重干扰烟叶的水分分开过程，破坏烟叶结构；如果加水量过小，就会使烟叶的含水量不满足生产需要。所以本次课题最重要的工作就是把握好含水量的控制，从而让烟叶与水分充分合理的混合，达到工业上对烟叶加水指标的满足。
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