烟草真空回潮PLC控制的设计与实现

发布时间：2020-10-28 11:47

　　 烟草行业一直是我国的重要行业,市场需求量非常之大,随着工业水平的发展,制作工艺的要求越来越高。烟草真空回潮是烟草加工的关键工序,真空回潮过程效率的高低直接影响了回潮率的高低,通过对河北中烟各烟厂的调研发现,目前真空回潮控制过程基本是靠经验控制,回潮时通入大量蒸汽导致能耗高,同时破坏烟叶的活性,而且回潮率不尽如人意。本课题基于真空回潮机内蒸汽和水的热量平衡关系改进已有的烟草真空回潮控制方案,控制蒸汽连续调节阀门的开度进而控制蒸汽喷入量,使得蒸汽和水按一定的比例通入回潮机使烟叶充分的回潮松散,以达到提高回潮率,减少能耗的目的。为了实现烟草真空回潮过程的精细控制,本文开展了如下工作:(1)对烟草业真空回潮控制的工作原理进行研究分析,选用西门子300PLC作为本系统控制器,完成了烟草真空回潮控制系统的PLC硬件设计,设计方案满足本课题实际测量参数点数、计算精度和对阀门控制的要求,以及与智能蒸汽仪表的通信要求,提高数据精度和抗干扰性。(2)对现有真空回潮控制流程进行分析,真空回潮控制流程主要包括抽真空、回潮、保压、破空子过程,但是由于控制过程不精细导致回潮效果低并且能耗大。本文在原有控制流程基础上,基于课题组建立的真空回潮机内蒸汽和水的热量平衡关系模型,改进了现有真空回潮控制流程,以实现精细的回潮控制。(3)为了实现人机交互,使用WINCC组态监控界面,并配置STEP7和WINCC实现数据通信。本课题设计的监控界面包括主界面、调试界面、平衡数据显示界面、变量记录界面,除了显示所有测量数据、模型计算数据、实现控制以外,还设计了配置功能,读取EXCEL配置文件实现软件的基本配置,使工作人员通过修改EXCEL表的内容来灵活修改监控界面的显示变量,增加了软件的灵活性。通过组建实验机,在现场完成烟叶的真空回潮实验,与传统烟草控制相比,本文的控制方案具有更高的准确性、更高的回潮率、低能耗的特点,满足工业的控制要求和工艺要求,具有良好的应用前景。
【学位单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TS43;TP273
【部分图文】：

残存的空气量少，饱和蒸汽更容易进入烟残存的空气量多，蒸汽就无法完全进入芯部，烟块就会低直接影响着烟叶回潮率指标。另外，传统的真空回潮的加入量，这样并不准确而且造成浪费，所以通过建模入量，也是提高回透率和降低能耗的一个关键方案。流程生产纸烟的头道工序，首先将烟叶装箱输送于回潮机中用真空泵对回潮机箱进行抽真空，使烟包的外部压力降抽走，形成真空。当真空度达到一定数值之后，停止抽同时向回潮机箱内喷入水和过热蒸汽，通过建模控制机得进入的水分能充分汽化，由于烟叶内外存在压力差，，烟叶温度低因此进入烟叶的蒸汽迅速液化，并放热使回潮结束，进行破空，然后将烟框出箱进行加香加料。工艺流程图。

图 4-1STEP7 硬件组态组态完成后，下载硬件组态到 PLC 中，需要建立 PLC 与 PC 的通信连接，在机端进行通信配置。本系统选用的西门子 S7 317 2PN/DP 有 PN 接口，将 PLC 的通信配置为以太网通信，配置如下：（1）在 PN-IO 槽双击弹出 PN-IO 属性对话框，如图 4-2 所示：

图 4-1STEP7 硬件组态组态完成后，下载硬件组态到 PLC 中，需要建立 PLC 与 PC 的通信连接，在机端进行通信配置。本系统选用的西门子 S7 317 2PN/DP 有 PN 接口，将 PLC 的通信配置为以太网通信，配置如下：（1）在 PN-IO 槽双击弹出 PN-IO 属性对话框，如图 4-2 所示：
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本文编号：2860048