1  引言

    卷烟业在国民经济中占有举重轻重的地位，卷烟业实现自动控制具有重要的意义。而plc作为一种新型的工业控制器，以其通用性好，可靠性高，安装灵活，扩展方便，性能价格比高等一系列优点，在工业控制中得到越来越广泛的应用，在卷烟行业中得到很大程度的推广。

2  卷烟的工艺与流程

    如图1所示，管道系统与卷烟设备相连，当高压离心风机运转时，会抽走管网中(包括除尘装置、烟砂分离器)的气体，形成负压，它作为抽取烟丝的动力来源，当管道上蝶阀打开时，卷烟机内的负压将烟丝吸入卷烟机，进行卷烟包装。管道内压力稳定时，单位时间内吸入卷烟机中的烟丝量也相对恒定，这样卷出的卷烟才能松紧适宜，质量合格。同时，管道系统中的烟砂分离器对流入管道的烟砂进行回收;涡管及滤管除尘器对尾气进行除尘过滤，使之净化后再排入大气，减少对大气的污染。由于卷烟机负荷恒定的，所以也要求管道中负压恒定，我们通过变频调速方式调节引风机的转速，使负压达到控制要求。

图1   卷烟工艺流程图

3  控制系统结构

    在本系统中，根据现场实际传输距离、网络传输速度、性能价格比等控制要求，选用了rs-232/485的串口通讯，其最大网络传输距离为500m。在图2给出本系统的网络结构图。

图2    系统的网络结构图

4  上位机系统设计

    设计上位机监控系统方法很多，如可采用vb、delphi和pb等可视化语言编写，也可直接采用组态软件设计，用组态软件开发周期短，效率高，所以选用了国产的北京亚控公司的组态王6.5版。监控系统的开发中，通讯问题非常重要，下面详细给出组态王6.5与三菱fx-2n系列plc之间通讯的详细设置步骤。

首先在组态王中新建一工程，取名为“卷烟风力控制工程”，然后建立控制设备plc。

(1) 在组态王工程浏览器的“设备”大纲项下，选择您要设置的i/o设备类型，在右侧目录内容显示区双击“新建”图标;

(2) 在“设备选择”中选择要安装串口设备的生产厂家、设备名称、通讯方式(见图3):

图3   设备选择

(3) 在“设备名称”中为将要安装的串口设备指定一个逻辑名称;

(4) 在“选择串口号”为安装的串行设备指定与计算机相连的串口号(见图4);

图4   选择串中号

(5) 在“设备地址”为串口设备指定设备地址;

(6) 在“通讯参数”中设置通讯故障时的参数(见图5);

图5  通讯参数配置

(7) 确认“设备信息总结”中的设备信息(见图6)。

图6   设备信息总结

    通讯设置完成后，进行画面开发，在开发系统左侧的树型视图中选择“画面”，选择新画面选项，建立风机监控主画面、实时报警画面、历史报警画面、实时曲线画面、历史曲线画面、日报表画面等。上位机采用了冗余技术,设计了双机热备功能，当主机出现故障时，备用机自动切换运行。

5  下位机设计

5.1  plc控制程序流程

    本系统采用三种控制模式即就地手动方式、plc远程手动控制方式、全自动控制方式。前两种方式一般只在设备调试或维修时使用，系统主要以全自动操作方式为主。在这种方式下，各类小电机、风机等设备的开/停，各种工序的切换，都由plc按照预先编制的程序自动控制。现场的泵类、风机、电磁阀等开关信号，风压值等模拟信号，通过plc在上位机上显示。

5.2  plc部分主要控制程序

    现场各个监控点的物理参数, 由对应的一次仪表传感器或变送器检测出来并变换为4～20ma电流信号，经过屏蔽电缆送到plc内, plc通过各种模块接口采样电信号;控制信号由plc输出后4～20ma电流形式送到执行机构，控制执行机构的动作。plc控制程序流程图见图7。

图7   程序流程图

   下面以变频器控制程序启动为例，简要介绍。

    根据系统要求，任意时刻，只有一台变频器运行，另一台备用，当前运行的变频器出现故障时，另一台要自动投入运行，因此，采用了互锁来实现变频器的一开一备，图8中m5与m13实现互锁功能。图8示出plc控制变频器的梯形图。

图8   plc控制变频器程序

6  结束语

    本系统在某卷烟厂调试、试运行，情况良好。plc的运用实现了生产过程的自动控制，减轻了操作工的劳动强度;高可靠性的plc，其大量时间继电器和中间继电器的运用，使设备的故障率大大降低，提高了工作效率和经济效益。