摘要：介紹廢煙支回收系統(tǒng)工作原理及工藝流程，對控制對象處理的工藝流程劃分歸類．借助類似高級語言面向?qū)ο蟮乃枷耄瑢⑾到y(tǒng)控制對象抽象提取模塊控制屬性，對類不同的對象構(gòu)建同一控制模塊，對系統(tǒng)環(huán)節(jié)中需要實(shí)現(xiàn)的不同任務(wù)劃分不同功能，采取模塊化、結(jié)構(gòu)化編程方式，最后給出系統(tǒng)程序方案實(shí)現(xiàn)框圖．關(guān)鍵詞：控制對象；模塊化；FY113
FY113回收機(jī)是在引進(jìn)ITM公司DEPLPHI400技術(shù)基礎(chǔ)上，轉(zhuǎn)化設(shè)計(jì)的國產(chǎn)化設(shè)備．該設(shè)備能實(shí)現(xiàn)卷包設(shè)備產(chǎn)生的不合格煙支或跑條煙進(jìn)行煙絲回收利用，其加工處理能力為40kg/h．考慮到該設(shè)備與上下游機(jī)連接與配置較為靈活，與FY113配套的喂料機(jī)、壓紙機(jī)、除塵器、拆包機(jī)等可能是第三方提供的設(shè)備，這對系統(tǒng)在用戶處調(diào)試提出了較高的要求．為解決此問題，系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)需在原有系統(tǒng)方案上進(jìn)行改進(jìn)，采取模塊化、結(jié)構(gòu)化處理方式[1] ，以增強(qiáng)設(shè)備控制程序功能上的獨(dú)立性及程序接口的通用性，減少現(xiàn)場代碼修改工作量，方便程序調(diào)試．
1 煙絲回收系統(tǒng)工作原理及工藝流程分析
廢煙支中煙絲的加工回收按工藝流程可分為5部分[2] ：煙支喂料、排序、剖切、開松、分離輸送、除塵部分．喂料部分將廢品煙支送入喂料機(jī)料斗中，通過陡角提升帶將廢煙支提升落入排序裝置，排序裝置將輸送過來的雜亂無序的煙支進(jìn)行縱向排列，以確保煙支順利進(jìn)入剖切裝置．剖切裝置上方的旋轉(zhuǎn)切刀將排序過的煙支縱向打孔剖開．松開裝置是將剖切過的煙支進(jìn)一步疏松，分離輸送裝置將剖切裝置剖開掉落的煙絲直接從剖切輪送到分離輸送裝置的一級分離振篩上，又將經(jīng)過開松裝置處理的煙絲混合物由二級分離振篩輸送到送絲皮帶上．此時(shí)煙紙和濾嘴則經(jīng)過二級分離振篩輸送，落到煙紙收集箱，煙末及煙灰進(jìn)入煙末集中箱，煙絲則可以通過下游機(jī)送絲帶進(jìn)入煙絲供絲料倉中完成煙絲循環(huán)再利用．為減輕設(shè)備操作勞動(dòng)強(qiáng)度，用戶可以自行配置專用的物流小車進(jìn)行煙支的喂料，經(jīng)回收機(jī)處理過的煙紙和濾嘴可以配置壓紙機(jī)統(tǒng)一回收處理，對包裝機(jī)引起的廢煙也可以配置拆包機(jī)進(jìn)行處理，減少廢煙包人工拆散工作量，對回收機(jī)除塵部分用戶也可以選擇集中除塵或獨(dú)立除塵.
2 西門子STEP7 S7-300/400系統(tǒng)程序組織塊特點(diǎn)[3]
西門子STEP7支持及提供的塊有OB（組織塊）、FC（功能）、FB（功能塊）、DB（數(shù)據(jù)塊）、系統(tǒng)功能及功能塊（SFC/SFB）等，用戶做的主要工作是根據(jù)設(shè)備工藝特點(diǎn)把系統(tǒng)控制任務(wù)合理地劃分不同功能和功能塊．用戶不需要設(shè)計(jì)操作系統(tǒng)調(diào)用程序、系統(tǒng)循環(huán)掃描監(jiān)控出錯(cuò)等額外程序，但這些系統(tǒng)都能提供接口做到對用戶透明，盡量減輕用戶編程負(fù)擔(dān)這為系統(tǒng)PLC程序的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)模塊化、結(jié)構(gòu)化處理提供很大的支持及系統(tǒng)優(yōu)勢．
3 煙絲收回控制系統(tǒng)任務(wù)功能及模塊劃分
實(shí)現(xiàn)以上工藝流程需求，可以把程序處理任務(wù)進(jìn)行以下劃分（圖1）：
3.1 系統(tǒng)中起執(zhí)行作用的控制對象 控制系統(tǒng)中控制對象主要是設(shè)備執(zhí)行元件，通過以上分析不難發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)控制對象就是指各個(gè)工序電機(jī)．而每一道工序都有屬于自己動(dòng)作和當(dāng)前工況狀態(tài)，即工序?qū)ο蟮男袨楹蛯傩裕诔绦蛱幚砩习严到y(tǒng)中所有工序電機(jī)的語句抽象提取出來，歸納控制屬性、工位屬性、狀態(tài)屬性、故障顯示屬性等，列出執(zhí)行元件屬性表，把這些屬性封裝成通用的功能塊FB來滿足設(shè)備上所有所用工序電機(jī)的控制要求．詳細(xì)分析如下：要做成設(shè)備通用的功能模塊，首先須提取設(shè)備上每一道工序相同的控制對象．在煙絲回收系統(tǒng)中根據(jù)物料的流動(dòng)順序即從一個(gè)工序輸送到下一個(gè)工序，每工序都只有一個(gè)控制對象電機(jī)．工序電機(jī)的控制，是通過程序輸出接觸器信號來啟動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)．通常電機(jī)最基本控制模式有兩種：自動(dòng)模式和手動(dòng)模式．在手動(dòng)調(diào)試模式下，工序電機(jī)的啟動(dòng)首先必須通過觸摸屏進(jìn)行選取，再由觸摸屏上的軟件按鈕觸發(fā)，分為手動(dòng)啟動(dòng)，手動(dòng)停止、全部停止；而在自動(dòng)控制模式下，這任務(wù)由啟動(dòng)程序來完成．在實(shí)際生產(chǎn)現(xiàn)場給出電機(jī)狀態(tài)信號和電機(jī)故障信息指示，能極大地減少設(shè)備維護(hù)的工作量．因此把電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、電機(jī)故障指示也作為建立該功能模塊的輸出．包括模式選擇、模式工位指示、對象功能測試按鈕、電機(jī)故障顯示、電機(jī)狀態(tài)顯示．形成輸出執(zhí)行元件屬性表1．再針對具體每個(gè)工序電機(jī)，分配相應(yīng)的背景數(shù)據(jù)DB，記錄當(dāng)前特定控制工序電機(jī)的相應(yīng)特征屬性，以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能在STEP7程序中的調(diào)用[4] ．
3.2 系統(tǒng)中起工藝工序流程傳遞的功能劃分與組織 3.2.1啟停控制程序
該設(shè)備啟動(dòng)時(shí)應(yīng)按序依次啟動(dòng)，先啟動(dòng)除塵電機(jī)→輸送帶電機(jī)→開松裝置電機(jī)→分離振篩電機(jī)→切刀電機(jī)→剖切輪電機(jī)→排序振篩電機(jī)→最后啟動(dòng)喂料部分供料電機(jī)；停車時(shí)應(yīng)該先停止喂料部分，最后才能停止分離振篩．程序上這樣設(shè)計(jì)是為了盡量減少對來料的浪費(fèi)．同樣原因，除開有立即停機(jī)外，停機(jī)程序延時(shí)也按工藝固有順序?qū)U煙支按一定的次序撤出，盡量將分離的煙絲輸送出來，工序之間的投入通過程序延時(shí)進(jìn)行傳遞．如圖2所示．
3.2.2 工藝配方處理程序 對FY113喂料部分、切刀裝置、開松裝置工藝配方的管理，程序上采取牌號處理方式．在HMI觸摸屏上建立20個(gè)牌號管理空間，支持牌號編輯、牌號選擇、當(dāng)前牌號讀寫等功能．根據(jù)模塊化編程的特點(diǎn)，同樣是采取功能塊編程方式來處理，首先程序上開辟20個(gè)牌號的數(shù)據(jù)管理區(qū)DB（1～20），定義功能塊相關(guān)輸入?yún)?shù)：牌號讀數(shù)據(jù)區(qū)編號、牌號寫數(shù)據(jù)區(qū)編號、數(shù)據(jù)區(qū)長度、牌號源信息、牌號目標(biāo)信息．采取地址指針方式讀寫所要管理的牌號，這樣大大簡化程序繁雜度，提高程序的可讀性．
3.2.3 堵塞保護(hù)處理程序
對回收機(jī)切刀裝置、開松裝置高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)行保護(hù)，利用運(yùn)動(dòng)部件產(chǎn)生的高頻信號進(jìn)行計(jì)數(shù)[5] ，低于程序設(shè)定值來判定該裝置是否堵塞，防止損壞高速旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)部件．
3.2.4 設(shè)備操作管理權(quán)限處理程序
對設(shè)備供應(yīng)商、設(shè)備管理員、設(shè)備操作員分別分配不同操作使用權(quán)限，主要對特殊工藝配方進(jìn)行管理及系統(tǒng)異常情況下系統(tǒng)參數(shù)的保護(hù)與恢復(fù)．
4 總結(jié)
采用模塊化方式進(jìn)行編程，可以大大減少程序編輯量，縮短程序開發(fā)時(shí)間，降低編程誤操作發(fā)生率，在設(shè)備功能擴(kuò)展的時(shí)候，也只要針對性地修改相應(yīng)功能塊，而無需大范圍的調(diào)整程序結(jié)構(gòu)，提高了程序的移植性與重用性，這給控制系統(tǒng)程序的調(diào)試與管理帶來不少方便，極大地縮短了產(chǎn)品的開發(fā)時(shí)間．
參考文獻(xiàn):
[1]廖常初.S7-300/400 PLC應(yīng)用技術(shù)[M]．北京：機(jī)械電子工業(yè)出版社,2005．
[2]荷蘭ITM公司．DELPHI400機(jī)械、電氣設(shè)備操作手冊[Z].2004.
[3]德國西門子公司．語句表（STL）編程手冊[Z].2006．
[4]SIMATIC Programming with STEP7 V5.3 Manual,2006.
[5]德國西門子公司．S7-300-CPU-31XC技術(shù)參數(shù)[Z].2003．
