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【摘要】本文主要是结合卷烟企业锅炉设备与控制系统的实际要求来对其设计与实现方法进行了分析和说明，以西门子公司S7系列可编程控制器为基础，结合GEFANUC公司iFIX中文版组态软件而形成的自动监控系统的网络构架日益成熟，完全能够满足现代卷烟企业生产与管理的需求。
【关键词】卷烟企业锅炉设备；控制系统；设计；实现
【中图分类号】TP27
【文献标识码】A
【文章编号】1672—5158（2012）10-0147-01
一、背景简介
锅炉生产的蒸汽用于卷烟制品的加工，为满足生产工艺要求需持续的进行供给，蒸汽的使用一般没有规律性，这种现状导致锅炉系统所经受的负荷变化量非常大，相应的对锅炉系统自身的品质以及控制策略也就有着更高的要求。
锅炉设备在卷烟企业内最主要的任务就是为整条生产线提供安全可靠、稳定的蒸汽，随着现代生产设备改造技术的发展和进步，以可编程控制系统为核心的工业网络控制系统在各类生产工厂中广泛使用，上文所述的S7系列可编程控制器就是其中较为典型的代表之一，应用成熟且性能优越，能够最大程度的提高整体的自动化水平。
二、卷烟企业锅炉设备运行控制任务分析
卷烟企业锅炉设备在运行过程当中控制任务主要有：一是自动调节，也就是锅炉设备自行对运行参数进行调整使其能够良好的适应外界负荷和工质参数变化的要求；二是自动检测，利用检测元件或者是仪表来连续进行热工参数的测量和显示，并在此基础上为自动调节和安全保护提供必要的检测信号；三是程序控制，主要是通过程序来实现各个部分的顺序启动和投入使用，实现操作上的自动化；四是保护联锁，主要是在系统具有超压、水位不正常时实现停炉或者是热工联锁保护等功能。
三、系统设计整体结构
1、硬件配置
卷烟企业内锅炉设备除了在控制任务和运行工艺上有较明确的要求以外，还在输煤系统、除氧系统、汽水系统和燃烧系统等多个方面有着具体的要求，因此在进行设计的过程当中需要根据国内外一系列的先进技术和行业特点来进行总体控制方案的确定和选择。在这其中，控制系统起到多方面的作用，包括对锅炉启停顺序的确定、输煤系统程序控制以及其他设备的自动保护停炉等。
2、软件配置
软件系统的设计与配置需要从两个具体的方面来进行，一方面是组态软件的监控，另一方面是控制站编程软件和通讯设置软件的确定。其中，我们对监控组态软件选择的是GE Fanuc公司的iFIX4.0中文版，而控制站的编程软件则是选用的STEP75.4Professional版，通讯设置软件选用SIMATIC NET 2005，上述软件均为西门子公司全集成的自动化产品，相应的操作系统也应当选择较为稳定可靠的Windows产品。
四、系统设计网络选择
系统设计和网络选择主要通过以下三个方面的具体工作来实现：一是对现场总线进行确定，其通讯速率最大为12Mbit／s，拓扑结构可以分为光纤环网或者是总分型，传输介质相应的可以选择为光纤或者是屏蔽的双绞线，其支持的协议为Profibus-DP。二是工业以太网的选择，其通讯速率选择为10Mbit／s或者是100Mbit／s，拓扑结构选择为光纤环网或者是星型网，传输介质则相应的选择为电缆、光纤和屏蔽双绞线，考虑其主要的应用就是监控通讯的操作，因此其支持协议应当为ISO或者是TCP／IP。三是标准以太网的选择，以太网的通讯速率选择为100Mbit／s或者是1000Mbiffs，拓扑结构选择为树型、环型或者是星形均可，相应的起传输介质选择为光纤、电缆或者是屏蔽双绞线，同样是考虑到其应用主要是能源的管理调度以及操作的监控通讯，因此其支持协议选择为TCP／IP。
五、系统设计注意事项
在进行系统设计的过程当中，一是要保证整个系统内电源系统设计的合理性，这主要是因为电源系统自身的合理性将直接影响到整个系统设计的成败，在S7的控制系统当中，进行电源选择时首要考虑的就是电源上应当具备正常供电和在线供电的自动切换功能，除此之外还需要进一步的配备开关断路器，这主要是希望能够在任何一个部位出现故障时予以及时的维护和拆除。
二是在对整个系统的电源进行选择时，需要优先考虑支持并联冗余输出功能的电源，这样做的好处主要包括两个方面：一方面是能够保证足够的电源载荷，以此来尽可能多的提供电源部件所需要的多重冗余，即便是在电源出现故障的时候也能够保持整个控制系统的正常运行；另一方面就是要实现直流电源功能分类的细化，希望能够分散电源系统内的故障危险，并在此基础之上隔离开不同需要的电源接地系统，能在运行的过程中避免一损俱损的状况的发生。
三是现场总线的适配器是艾默生变频器的一个可选件，在应用的过程当中通过现场总线适配器将变频器产品连接到现场总线当中去，对其采用24V的外部工业电源来进行供电，接地线选择3，5mm2的铜芯线，还需注意连接变频器与现场总线适配器之间的通讯电缆是需要利用屏蔽层实现单端可靠接地。
结语：上述设计在实践过程中效果良好，运行稳定、可靠、无明显故障，使管理与控制真正结合。本文当中以S7系列可编程控制器和iFIX组态软件为基础，结合现场总线及通讯技术来对控制与管理的需求予以满足，使其成为卷烟企业锅炉设备控制系统较为理想的现场解决方案，且其应用价值可进一步推广。
参考文献
[1]陈在平，赵相宾.可编程序控制器技术与应用系统设计[M].北京：机械工业出版社，2007
[2]胡云宝，于洪辰.卷烟企业蒸汽锅炉自控系统的设计与实现[J].控制工程，2008（9）
【关键词】卷烟企业锅炉设备；控制系统；设计；实现
【中图分类号】TP27
【文献标识码】A
【文章编号】1672—5158（2012）10-0147-01
一、背景简介
锅炉生产的蒸汽用于卷烟制品的加工，为满足生产工艺要求需持续的进行供给，蒸汽的使用一般没有规律性，这种现状导致锅炉系统所经受的负荷变化量非常大，相应的对锅炉系统自身的品质以及控制策略也就有着更高的要求。
锅炉设备在卷烟企业内最主要的任务就是为整条生产线提供安全可靠、稳定的蒸汽，随着现代生产设备改造技术的发展和进步，以可编程控制系统为核心的工业网络控制系统在各类生产工厂中广泛使用，上文所述的S7系列可编程控制器就是其中较为典型的代表之一，应用成熟且性能优越，能够最大程度的提高整体的自动化水平。
二、卷烟企业锅炉设备运行控制任务分析
卷烟企业锅炉设备在运行过程当中控制任务主要有：一是自动调节，也就是锅炉设备自行对运行参数进行调整使其能够良好的适应外界负荷和工质参数变化的要求；二是自动检测，利用检测元件或者是仪表来连续进行热工参数的测量和显示，并在此基础上为自动调节和安全保护提供必要的检测信号；三是程序控制，主要是通过程序来实现各个部分的顺序启动和投入使用，实现操作上的自动化；四是保护联锁，主要是在系统具有超压、水位不正常时实现停炉或者是热工联锁保护等功能。
三、系统设计整体结构
1、硬件配置
卷烟企业内锅炉设备除了在控制任务和运行工艺上有较明确的要求以外，还在输煤系统、除氧系统、汽水系统和燃烧系统等多个方面有着具体的要求，因此在进行设计的过程当中需要根据国内外一系列的先进技术和行业特点来进行总体控制方案的确定和选择。在这其中，控制系统起到多方面的作用，包括对锅炉启停顺序的确定、输煤系统程序控制以及其他设备的自动保护停炉等。
2、软件配置
软件系统的设计与配置需要从两个具体的方面来进行，一方面是组态软件的监控，另一方面是控制站编程软件和通讯设置软件的确定。其中，我们对监控组态软件选择的是GE Fanuc公司的iFIX4.0中文版，而控制站的编程软件则是选用的STEP75.4Professional版，通讯设置软件选用SIMATIC NET 2005，上述软件均为西门子公司全集成的自动化产品，相应的操作系统也应当选择较为稳定可靠的Windows产品。
四、系统设计网络选择
系统设计和网络选择主要通过以下三个方面的具体工作来实现：一是对现场总线进行确定，其通讯速率最大为12Mbit／s，拓扑结构可以分为光纤环网或者是总分型，传输介质相应的可以选择为光纤或者是屏蔽的双绞线，其支持的协议为Profibus-DP。二是工业以太网的选择，其通讯速率选择为10Mbit／s或者是100Mbit／s，拓扑结构选择为光纤环网或者是星型网，传输介质则相应的选择为电缆、光纤和屏蔽双绞线，考虑其主要的应用就是监控通讯的操作，因此其支持协议应当为ISO或者是TCP／IP。三是标准以太网的选择，以太网的通讯速率选择为100Mbit／s或者是1000Mbiffs，拓扑结构选择为树型、环型或者是星形均可，相应的起传输介质选择为光纤、电缆或者是屏蔽双绞线，同样是考虑到其应用主要是能源的管理调度以及操作的监控通讯，因此其支持协议选择为TCP／IP。
五、系统设计注意事项
在进行系统设计的过程当中，一是要保证整个系统内电源系统设计的合理性，这主要是因为电源系统自身的合理性将直接影响到整个系统设计的成败，在S7的控制系统当中，进行电源选择时首要考虑的就是电源上应当具备正常供电和在线供电的自动切换功能，除此之外还需要进一步的配备开关断路器，这主要是希望能够在任何一个部位出现故障时予以及时的维护和拆除。
二是在对整个系统的电源进行选择时，需要优先考虑支持并联冗余输出功能的电源，这样做的好处主要包括两个方面：一方面是能够保证足够的电源载荷，以此来尽可能多的提供电源部件所需要的多重冗余，即便是在电源出现故障的时候也能够保持整个控制系统的正常运行；另一方面就是要实现直流电源功能分类的细化，希望能够分散电源系统内的故障危险，并在此基础之上隔离开不同需要的电源接地系统，能在运行的过程中避免一损俱损的状况的发生。
三是现场总线的适配器是艾默生变频器的一个可选件，在应用的过程当中通过现场总线适配器将变频器产品连接到现场总线当中去，对其采用24V的外部工业电源来进行供电，接地线选择3，5mm2的铜芯线，还需注意连接变频器与现场总线适配器之间的通讯电缆是需要利用屏蔽层实现单端可靠接地。
结语：上述设计在实践过程中效果良好，运行稳定、可靠、无明显故障，使管理与控制真正结合。本文当中以S7系列可编程控制器和iFIX组态软件为基础，结合现场总线及通讯技术来对控制与管理的需求予以满足，使其成为卷烟企业锅炉设备控制系统较为理想的现场解决方案，且其应用价值可进一步推广。
参考文献
[1]陈在平，赵相宾.可编程序控制器技术与应用系统设计[M].北京：机械工业出版社，2007
[2]胡云宝，于洪辰.卷烟企业蒸汽锅炉自控系统的设计与实现[J].控制工程，2008（9）