PROFIBUS现场总线在切丝机电控系统中的应用

一、切丝机简介

    切丝机是烟草行业制丝生产线中的关键设备之一，其主要功能是把输入切丝机入料口一定厚度的烟叶通过一个压力机构压制成烟饼，在机器输出口被高速旋转辊子上的刀片根据工艺要求切削成烟丝。2001年购进两台SQ35A型曲刃水平滚刀式切丝机，该机具有三大特点：（1）曲刃刀辊设计；（2）“永不磨损”的封闭差动轮系进刀驱动装置；⑶电控系统采用先进的PROFIBUS现场总线技术。两台切丝机自动化程度较高，运行状况良好，切丝宽度精确，满足了烟厂制丝生产的要求。

二、切丝机的组成及生产工艺流程

    切丝机的主要组成见图1切丝机的主要组成包含11个大部分：（1）进料振槽；（2）上排链组件；（3）下排链组件；（4）刀门机构；（5）刀辊部件；（6）磨刀器部件；（7）出料斗；（8）出料振槽。（9）气动控制系统；（10）电控系统；（11）除尘系统。

    生产工艺流程如图1所示，从上一道工序输送的具有一定流量的物料（烟叶）经进料振槽⑴送入一个由上、下输送排链⑶⑷构成的楔形通道。当烟叶料位高于低位光电管控制高度时，上、下排链运动输送并挤压烟叶，使其逐步形成结构紧密的“烟饼”，并送至通道小端的矩形刀门（5）处。电机驱动刀辊（6）沿刀门旋转，刀辊上的8把刀片分别由进刀装置作连续的定量送进，并由磨刀器（7）往复磨砺，形成了一个按规定直径的、刃口锋利的切削圆柱体，将从刀门连续送出的“烟饼”切削成所设定宽度的烟丝，从出料斗（8）送给出料振槽，再由出料振槽输送给下一道工序。nextpage

三、 控制系统组成结构和网络配置

    切丝机电控系统网络结构见图2，系统硬件组态见图3。电控系统采用内控和外控两种控制方法，PROFIBUS-DP现场总线采用典型的“主-从通讯”结构，由PROFIBUS-DP总线将1#主站S7-300 PLC，与3#从站刀辊变频器，4#从站排链变频器，5#从站ProLinx Profibus网关进行连接。同时GP577触摸屏与CPU 315-2DP组建成一个MPI网络。

    1#主站配置有：电源模块PS307-1K ，SIEMENS S7-300 PLC（CPU 315-2DP），模拟输入SM331，计数器FM350-1，数字输入SM321 2个，数字输出SM322 2个。3#从站是刀辊变频器，驱动电机运动带动刀辊部件旋转切削“烟饼”。4#从站是排链变频器，驱动电机运动带动上、下排链运动输送并挤压烟叶，使其逐步形成结构紧密的“烟饼”，并送至通道小端的矩形刀门处。5#从站是ProLinx Profibus网关，通过1756 DH/RIO通讯模板与车间生产线上ControlNet网络连接。

    采用GP577触摸屏运行人机界面程序，它通过MPI网络与SIEMENS S7-300 PLC （CPU 315-2DP）连接。人机界面程序有操作程序、故障诊断、主要技术特性、维修和保养、润滑点分布及操作要求和运行六大块。人机界面可以设定修改切丝宽度、产量和刀片宽度参数，显示切丝机系统运行的刀辊转速、排链转速、产量、切丝宽度、开机时间、刀片消耗剩余和停机故障信息、统计切丝机生产数据。人机界面的使用大大减轻了操作人员的劳动强度，方便了设备检修，提高了工作效率。

    车间生产线的上位机可以在线监控切丝机的刀门高度、开机时间、刀片消耗剩余、切丝宽度、烟丝产量、刀辊转速、排链转速、料位等信息，大大方便了车间的生产管理。

四、使用效果和应用体会

    2台切丝机运行三年多来状况良好，切丝宽度精确，烟丝质量稳定，满足了烟厂制丝生产的要求。切丝机可靠性高、可维护性强，系统具有自诊断功能，使预防性维护工作得以实现，提高了设备的有效作业率。

    PROFIBUS现场总线的控制系统不仅能降低设备安装工程费用，而且最大的益处是通过系统的诊断功能，简化最终用户的日常维护和支持预防维护，降低了设备运行和维护费用，从而为最终用户增加长期效益。