基于工业以太网的卷烟制丝线控制(3)

控制系统的实现及其难点

profinet交换机构建冗余光纤环网，各工艺段的电气设备不再按物理划分，全部就近接入工业以太网profinet。各工艺段的逻辑结构在组态时完成，与硬件位置无关。

现场操作员终端通过profinet与所有控制段PLC通讯，实现对相关控制段设备的授权监控，同时还通过profinet与生产管理层连接，直接从生产管理层获得生产作业计划、批次任务、配方参数等生产数据，并将相关生产段的生产信息传递给生产管理层。数据服务器同样通过以太网接入工业以太网profinet，采集相关数据。无线以太网交换机可以使工作人员的无线设备便捷地连入网络开展工作。图2是制丝线控制系统结构图。

本方案设计中，最容易出问题的地方是通讯，现场调试最麻烦的地方也是通讯，为此对于通讯的部分，必须清晰了解系统的框架结构（图3是制丝线拓扑结构图），并且对需要进行通讯的设备在安装前就要全部进行一遍调试，要确认其中的所有需要通讯的模块是可以通讯的。比如，操作台电脑、触摸屏、plc、变频器、其它的plc、一些智能仪表和仪器。由于该系统较大，由于使用规范性的限制，在系统硬件组态时，要考虑这些模块的搭配作用。在i/o模块的安装时，通常同型号的模块放置在一起。但是由于系统较大，我们采用输出模

块与输入模块形成回路的，将一个回路的参量所涉及的模块放置在一个机架上。基座安装（rack）时，在决定控制箱内各种控制组件及线槽位置后，要严格依照图纸所示尺寸，标定孔位，钻孔后将固定螺丝旋紧到基座牢固为止。在装上电源供应模块前，必须同时注意电源线上的接地端有无与金属机壳连结，若接地不好的话，会导致一系列的问题，静电、浪涌、外干扰等等。

控制系统完成的功能

批次任务管理

计算机从mes系统接收生产批次任务，并把生产批次任务分解下发至相应的控制段监控机。监控计算机有3种控制选择模式，分别为mes控制／远程控制／本地控制。正常生产时，选择mes控制模式，控制系统执行由管理计算机分解后的mes系统下发的批次任务；当mes系统出现故障时，选择远程控制模式，控制系统执行在监控机上手工录入的批次任务；当需要在现场调试、检修设备时，选择本地控制模式，可以通过现场的启动、停止按钮对电机进行本地控制。

集中监控功能监

控计算机通过图形化界面对生产线进行实时监控。控制功能包括生产线的控制模式选择，工艺参数和设备参数的设定，生产线启动、停止操作等。监视功能采用图形界面，并完全按照生产线工艺流程布置，具有生产线设备单机、分段或全局工艺流程运行状态显示以及工艺参数和设备参数的实时显示功能。监控机上还具有安全权限管理设置功能，操作人员或系统管理人员进入监控系统必须先登录，通过不同用户身份的安全级别进行权限控制，从而保证系统的安全、正常运行。

生产报表、统计功能

每一批任务完成自动形成生产报表，包括任务批次号、使用的配方参数、开始和结束时间，重要工艺指标的最大、最小、平均值及标准偏差等统计参数，便于质检部门评价产品质量。

设备控制功能

控制系统具有手动和自动两种工作方式，维修设备时，采用单机手动方式；正常生产时，采用自动方式。

电机保护和紧急断电功能

控制系统对每台电机都提供保护功能，同时提供紧急断电功能，在各工艺段关键位置设置明显的紧急按钮，以备在紧急情况下能迅速切断整个工艺段的动力电源和控制电源。

回路控制功能

对需要调节的润叶筒温度、增温增湿机压力、加香流量等进行pid回路控制。pid参数在监控机上设置，有手动和自动两种控制模式。在手动控制模式时，各回路控制器输出由操作员直接输入数据调节；在自动控制模式时，各回路控制器输出由pid软件自动调节。