基于工业以太网的卷烟制丝线控制

引言

制丝生产是卷烟生产流程的一个子系统，它是将已初加工的烟片、烟梗作原料加工成满足卷烟要求的成品烟丝的生产线，整条生产线是集光、机、电、信息于一体的系统工程。它是由很多部分构成，每个部分有很多的控制点和采集点，整个系统而言，各部分之间有大量的数据信息交换，控制的关键是实现工艺、生产、管理的自动化。为了保护以前的投资并且实现控制的无缝连接，需要采用可靠性高，稳定性好，抗干扰能力强，通信速率快，系统安全，符合环境保护要求、价格低、维护成本低的控制方案，将传感器、PLC、计算机图形、网络、通讯等诸多迅速发展的技术结合在一起，用方便灵活的硬件和软件模块组合设计，以适应用户各种不同特点的工艺控制和管理要求［1］。

控制系统构成

控制体系的选择

为了使生产快速反映最新的市场需求，缩短新产品的上市时间，这就需要根据烟厂范围内的连续信息流，用于战略决策：

从生产第一线，到工厂控制层，直到管理层。因此信息技术，特别是基于生产自动化的信息技术将成为推动生产效率、降低生产成本和企业创新的主要力量。作为一项战略性的技术创新，profinet为自动化通讯领域提供了一个完整的网络解决方案，囊括了如实时以太网、运动控制、分布式自动化、故障安全以及网络安全等当前自动化领域的最新技术，并且，作为跨供应商的技术，可以完全兼容工业以太网和现有的现场总线（如Profibus）技术，保护现有投资［2］。

由具有网络管理功能和三层交换路由功能的工业以太网交换机组成冗余光纤环网作为车间级的主干通讯网络网，主要用于各控制系统间的网络通讯和控制系统与集中监控系统间的通讯。

按照工艺段和各控制系统的控制范围划分，采用工业以太网交换机为各工艺段控制系统构建星型控制子网络，以提供各控制段主控器件和io站点间的网络通讯。各控制子网可通过交换机接入主干网。

为集中监控系统构建子网络，该网络一方面通过以太网交换机接入车间主干网，完成集中监控系统和控制系统间的网络通讯；另一方面通过交换机或web服务器与厂级网络连接，为厂级数据通讯提供网络接口，同时在与厂级网接口处安装硬件防火墙，以保护集控系统和控制系统安全，防止来自厂级网和internet的侵害。

所有网络设备采用双路供电，以保证网络设备具备冗余电源供应，确保网络的稳定可靠。

上位机组态软件的选择

对scada（数据采集与监控系统）系统要求：通过工业以太网profinet，具有与多台下位机系统通讯的能力，实时监控多台下位机的工作状态，显示生产过程中的工作曲线；具有远程控制能力；向下位机采集数据，对历史数据进行存储、查询、显示、打印等。因此，在一个自动监控系统中，运行的监控组态软件是系统的数据收集处理中心、远程监视中心和数据转发中心，与各种控制、检测设备（如plc、智能仪表等）共同构成能快速响应的控制中心。本系统选用了Siemens公司wincc（windows control center）6.0组态软件。wincc具有控制自动化过程的强大功能，是基于个人计算机，同时具有极高性价比的scada级操作监视系统。在两台服务器上安装服务器版和冗余软件包，工作站上安装运行版。