基于现场总线的卷烟生产多层网络控制系统设计

《基于现场总线的卷烟生产多层网络控制系统设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、基于现场总线的卷烟生产多层网络控制系统设计1前言近年来，随着自动化技术和计算机网络通信技术的快速发展，现代化工业生产控制正在向以网络为基础、以控制器为核心，集自动控制与信息管理于一体的网络控制方向快速发展，其本质是利用计算机技术对生产设备及参数进行多层次的网络化控制、监视和管理，提高生产和管理效率。卷烟制品是当前食品生产中工艺流程最为复杂的产品之一，其生产设备结构复杂，质量控制严格，不仅要求从烟丝、盘纸、滤棒、水松纸等原辅材料的供给到滤咀烟支形成及包装的整个生产过程中能连续、稳定、快速、高效运行，而且要求在整个生产过程中，对设备的运行、物料的供给、烟支的卷

2、接、烟支的包装以及各环节的质量等能进行在线实时地检测和控制，使生产系统具有高度自动化控制功能和管理效率。该文以卷烟生产设备为控制对象，以西门子S7-PLC为控制器，以工业PC为监控机，介绍一种卷烟生产的小型多层网络控制管理系统的硬软件设计方法，其主要思想是将卷烟生产自动化控制系统设计为由单元设备自控层子网络、机组设备控制层子网络、现场监视管理层子网络和综合管理扩展层子网络组成的4层网络控制系统，各层子网络之间的通讯根据其硬件不同采用不同的通讯协议和技术。2卷烟生产多层网络控制系统硬件结构卷烟生产的多层网络控制系统是以卷烟生产设备为控制对象，以卷烟生产管理为

3、目标的网络化控制管理系统。系统控制的主要设备是由两台卷接机组和两台包装机组构成的两条卷烟自动化生产线，每条生产线由一台卷接机组和一台包装机组构成。每台卷接机组由料斗机、卷烟机和滤咀接装机组成；每台包装机组由卸盘机、横包包装机、透明纸小包包装机、硬条及硬条透明纸包装机组成。基于上述设备，控制系统的硬件组态采用4层子网络结构，每个单机由一个从站（slave）PLC控制，由此构成单元设备自控层子网络（从站Slave网络）；每台机组由一个主站（Master）PLC进行控制，由此构成机组设备控制层子网络（主站Mastertheprovisionsofelectric

4、powerconstructionengineeringqualitysupervisionandquality...2.4.1.1theunitworksacceptancerateof100%,thequalityevaluationofatotalscoreof95orabove;2.4.1.2regulatedWeldingNDTinspection100%,regulatedweldingapassingrateof>99%,andweldbeadappearance;2.4.1.3boilerhydraulic5网络）；每一条生产线由一台工控机

5、进行监视管理，由此构成现场监视管理层子网络（Ethernet网络）；厂级管理计算机通过Ethernet与现场监视管理层子网络通讯并通过Internet与外界通讯而构成综合管理扩展层子网络（Internet网络）。多层网络控制系统的拓扑结构如图1所示。图1卷烟生产多层网络控制系统结构单元设备自控层有4个基于Profibus总线的子网络，每个子网络由3个或4个S7-200PLC从站构成，每个从站PLC对机组中的某个单机进行生产控制。在卷接机组上有料斗机控制从站S7-200（1），卷烟机控制从站S7-200（2），滤咀接装机控制从站S7-200（3）；在包装机组

6、上有卸盘机控制从站S7-200（1#）、横包包装机控制从站S7-200（2#）、透明纸小包包装机控制从站S7-200（3#）和硬条及透明纸包装机控制从站S7-200（4#）。每个从站都采用了CPU224的S7-200PLC，并通过EM277扩展模块连接Profibus总线上。机组设备控制层由基于Profibus总线的2个子网络组成，每个子网络有2个S7-300PLC主站，每台机组对应一个S7-300PLC（CPU315-DP）主站，对现场机组设备进行集中控制。主站PLC通过Profibus-DP端口连接到Profibustheprovisionsofele

7、ctricpowerconstructionengineeringqualitysupervisionandquality...2.4.1.1theunitworksacceptancerateof100%,thequalityevaluationofatotalscoreof95orabove;2.4.1.2regulatedWeldingNDTinspection100%,regulatedweldingapassingrateof>99%,andweldbeadappearance;2.4.1.3boilerhydraulic5总线上与本机组的从站P

8、LC进行通讯，同时与机组所在生产线上的上位工业PC机进行通讯。现场