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1、摘 要烟草行业进入20世纪以来,得到了迅猛的发展。尤其卷烟生产,已逐渐上升到了烟草工业的主导地位。卷烟生产自动化程度也成为了烟草行业发展的重要指标。本文以众凯机械生产的新式烟梗预处理生产线为研究对象,实现烟梗预处理生产自动化。设计前期通过对烟梗预处理生产线工艺流程的分析,得出了控制流程与控制方案。经过对众凯机械厂的实际调研、考察之后,对设备类型的分析得出控制系统的控制方法。进而分析该设备的运行特点,完成检测仪表、执行元件的选型。以西门子S7-200 系列PLC为控制系统核心。完成了控制系统的整体设计及PLC的选型。在此基础上,进一步完成了控制柜板面及柜设计,绘制了PLC接线图、端子接线图、仪器
2、仪表接线图等相关工程图纸。系统软件基于v4.0 STEP-7 MicroWIN SP4进行开发。结合烟梗预处理生产线的运行实际情况,用顺序功能图法进行软件的设计分析。通过对顺序功能图和软件梯形图之间的转换,完成软件的开发。软件实现了烟梗预处理生产线自动控制系统设计,并能实现过载保护、自动报警、信息记录等附属功能。最终系统设计实现自动上包、自动开包、烟梗在线称重、在线分选除杂、烟梗湿度自动控制等功能。关键词：烟梗预处理；自动控制；PLC；系统设计ABSTRACTThe tobacco industry has been rapid development since the beginning
3、of the 20th century. In particular, cigarette manufacturing, and has gradually risen to dominance of the tobacco industry. Cigarette production automation has become an important indicator of the tobacco industry. In this paper, for the study of Xuzhou ZhongKai machinery manufacturings tobacco stems
4、 pretreatment production line, in order to achieve automation of pretreatment of tobacco stems.Design early on tobacco stems pretreatment production line process, and analyze the control flow and control program. After the actual research and investigation of ZhongKai machinery manufacturing in Xuzh
5、ou, we analysis of the type of equipment control system derived control, further analysis of the operational characteristics of equipment, complete testing instruments, the implementation of component selection. The control system is based on Siemens S7-200 series PLC. Complete control system for se
6、lection of the overall design and PLC. On this basis, further complete the control cabinet panel face and cabinet design, rendering the PLC wiring diagram, terminal connection diagram, wiring diagrams and other related instrumentation engineering drawings.System software is based on v4.0 STEP-7 Micr
7、oWIN SP4 for development. Combined operation of the actual situation of production lines, with sequential function chart method of software design analysis. To complete the software development by conversion between sequential function chart and software and ladder. Software implementation of the to
8、bacco stems pretreatment production line automatic control system design, and to achieve overload protection, automatic alarm functions, information recording and so on. The final system design to package automatically, automatic unpacking, weighing tobacco stems online, online sorting cleaning, tob
9、acco stems and humidity control functions.Keywords：Pretreatment of tobacco stems； Automatic control； PLC； System Design目 录1 绪论11.1 烟草行业现状11.2 烟草发展历史21.3烟草生产自动化要求31.4 烟草生产自动化意义42 烟草加工工艺62.1 原料周转、备料及叶组配方62.2 制丝工艺62.2.1预回潮72.2.2制叶片工艺72.2.3制叶丝工艺72.2.4制梗丝工艺82.3 烟丝混合工艺92.4 卷接包及滤棒成形92.5 本章小结103 烟梗预处理生产线简介1
10、13.1 烟梗预处理过程存在问题113.2 新式烟梗预处理生产线简介113.2.1 自动开包系统133.2.2 双仓式喂料系统143.2.3 电子皮带秤153.2.4 烟梗轻杂在线剔除系统163.2.5 浸梗机173.3 新式烟梗预处理系统的意义183.4 本章小结184 烟梗预处理生产线控制系统设计204.1 计算机控制系统204.1.1 数据采集和数据处理系统214.1.2 直接数字控制系统DDC214.1.3 监督控制系统224.1.4 分级控制系统224.1.5 集散型控制系统234.1.6 现场总线控制系统244.2 PLC控制技术概述254.2.1 PLC系统的基本结构254.2.
11、2 PLC的特点、应用领域和发展趋势254.3 PLC 系统设计264.3.1 自动开包系统控制设计274.3.2 双仓式喂料系统控制设计294.3.3 电子皮带秤控制设计304.3.4 浸梗系统控制设计314.3.5 主系统控制设计及辅助部分控制334.3.6 仪器仪表选型354.3.7 PLC的CPU及模块选用504.4 本章小结515 PLC控制方案设计及编程525.1 PLC工作方式及编程语言525.1.1 PLC工作方式525.1.2 PLC编程语言535.2 PLC程序设计方法535.2.1经验设计法545.2.2逻辑设计法545.2.3时序设计法545.2.4顺序功能图设计方法5
12、55.3 PLC部地址编制555.3.1 自动开包系统555.3.2 双仓式喂料系统565.3.3 电子皮带秤575.3.4 浸梗系统575.4 程序编辑585.4.1 SETP-7Micro Win 介绍585.4.2 程序编辑585.5 程序的检查下载625.5.1程序检查625.5.2 程序下载625.6 程序的模拟仿真625.6.1仿真软件介绍625.6.2 实际仿真效果635.7 本章小结646 总结65参考文献：66附录一：专题论文67附录二：仪器仪表安装图81附录三：PLC输入输出地址分配图81附录四：仪器仪表选型汇总图81附录五：供电回路接线图81附录六：烟梗预处理系统程序82
13、英文原文91中文译文98致107 / 1 绪论1.1 烟草行业现状广义的烟草行业由农、工、商三大产业链节构成,包括烟草种植、烟叶复烤、烟草品制造、烟草物流、烟草专卖等一系列环节。烟草行业是一个政策影响很大的垄断性行业,中国烟草行业实行统一领导、垂直管理、专卖专营的管理体制1。世界主要的烟叶生产国有中国、美国、巴西、津巴布韦；世界卷烟年生产量和消费量都较大的有中国、美国、俄罗斯、日本、印尼、德国；国际主要的烟草企业有奥驰亚集团、英美烟草、日本烟草、帝国烟草等,它们生产的万宝路、波迈、555、骆驼、柔和七星等品牌风靡全球。目前,国际烟草行业的重心从发达国家向发展中国家转移,而国际烟草巨头也加快了兼
14、并重组和向发展中国家扩的步伐,比如,20XX日本烟草完成了对加拉赫的收购,帝国烟草宣布着手收购阿塔迪斯。未来国际烟草企业的兼并重组会继续,无烟烟草也将成为行业新趋势。十五以来,国家不断深化改革,如将工商分离,打破烟草市场的地区封锁,推进卷烟工业企业和品牌结构的战略性调整,理顺行业资产管理体制,建立完善公司法人治理结构等,烟草行业在税收增长、产品质量、全国统一大市场的形成,大企业、大品牌持续扩、成本控制、运行效益方面都有了显著提高。中国烟草总体竞争实力迅速提高,尤其在烟草自主创新和中式卷烟的研究方面有了重要进展。随着经济全球化和国家对行业的进一步调整和优化,中国烟草行业有着广阔的前景,特别是中式
15、卷烟,它的安全低害和民族特色将成为未来中国进军国际市场的利器。中国烟草企业要加快烟草品牌建设的步伐,通过加大科技投入力度,深入挖潜涵,拓展物流和销售渠道,加快信息化建设,不断推进烟草行业全面创新,打造属于烟草行业的世界级知名大品牌,以实现中国烟草行业持续发展和跨国经营。随着我国加入WTO的过渡期逐渐结束,烟草产业国市场国际化的压力增大,加上自20XX起,烟草控制框架公约实施的三年缓冲期将正式结束,中国烟草企业将面临诸多无法回避的问题,而其中最直接的影响将出现在包装上。此外公约对于跨国界烟草广告、促销和赞助也进行了严格的规定,20XX开始实施之后国卷烟希望通过广告等方式在国外市场扩大知名度,扩大市场份额将变得更加艰难。预计到2025年烟民的总数仍将维持在3.2亿。因此在未来的20-30年,烟草总消费量不会明显减少。1985年世界卷烟产量达9946万箱,占世界烟草消费量的85%以上。由于人们重视健康,政府限制吸烟,增税涨价等原因,消费已近饱和,卷烟生产处于停滞或负增长状态；这一状态在短期将不会改变。在发展中国家,因人口增长、都市化、国民收入增长与转向吸用商品卷烟,故增长幅度仍将较大。混合型卷烟的比例仍将增加,在一些原先吸用深色卷烟的国家尤为明显。欧洲一些国家,由于增税涨价,自
