井冈山卷烟厂电子控制卷烟生产配套工程技术应用项目材料汇编Word下载.docx

井冈山卷烟厂电子控制卷烟生产配套工程技术应用项目材料汇编Word下载.docx

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1、项目概况

1.1项目名称:

1.2项目承担单位:

1.3项目主管部门:

1.4项目简要内容及实施目标

1.4.1项目简要内容

本项目是对现有生产线落后的工艺、质检设备和设施

应用先进电子控制技术。

1.4.2实施目标

通过应用先进电子技术及计算机信息控制技术，进一步提高企业卷烟生产过程、工艺（配方）、质检手段的科技含量。

为企业调整卷烟产品结构，提高产品质量，降低卷烟焦油含量争取少投入、多产出、高质量、高效益，创造良好的基础。

2、企业概况

2.1企业简介

企业名称：

法定代表人：

刘一华

所有制性质：

国营企业

隶属关系：

吉安市经贸委

企业地址：

吉安县城赣中大道三号

邮政编码：

343100

联系电话：

（0796）84021618402429

2.2人员情况

企业现有职工900余人，其中工程技术人员128人,

计算机及自动控制专业及相关专业人数12人。

2.3企业资产信用状况

企业现有资产总值1.9亿元，固定资产原值7777.2万元，固定资产净值4942.3万元，流动资产11251.7万元，负债总额11598.2万元，流动负债9597.9万元，所有者权益总额5822万元。

2000年1至10月卷烟销售收入12836.7万元，利润总额500.9万元，银行借款总额8097.1万元，

银行信用等级A级。

2.4企业近两年生产经营、产品市场情况

1998年卷烟销售收入14477.9万元，实现税金6612.9万元，上交税金5015.5万元，实现利润219.8万元。

1999年卷烟销售收入12495.1万元，实现税金3246万元，上交税金2610.4万元，实现利润-466.8万元。

2000年1至10月卷烟销售收入12836.7万元，利润总额500.9万元。

主要产品有黄洋界、物华天宝、宝石玉”等系列卷烟，主要市场分布在区内和省内区外各地市。

二、项目开发的必要性

1、项目提出的背景和依据

江西井冈山卷烟厂是1991年国务院批准保留的计划内地方卷烟厂九五年，企业已完成了1500kg/h制丝生产线的技术改造，九八年，企业对卷烟生产配套设施进行了一次技术改造，完善了部分质量检测设施，改善了卷接包车间的生产环境，完成了中央空调的建设。

通过以上技术改造，企业基本达到年产15万箱卷烟的生产规模，企业各方面都取得了一定进展。

2000年以来，在新的领导班子的精心策划下，企业产品结构调整迈出了可喜的一步，企业各项管理步入了良性循环。

新产品“物华天宝”系列卷烟自五月投放市场以来，已广泛占领市场，消费者普遍看好，企业经济效益正稳步提高，对吉安老区的经济建设与发展正发挥着越来越大的积极作用；

与此同时，为适应国际市场大趋势，企业在绿化、亮化、办公自动化、卷烟生产配套设施，如中央空调、自动化控制与检测手段、交通通讯等各个方面都做了明显改善。

但是，由于现有生产线部分设备性能下降，尤其是电子控制技术革新日益落后，不能满足先进的工艺要求，从而严重影响了我厂产品质量的稳定和提高，也制约了我厂高档产品的开发与生产。

随着吸烟与健康呼声的日益高涨，人们对卷烟产品的质量提出了越来越高的要求，全国大多数卷烟企业对卷烟生产线，尢其是电子控制不断应用新技术，生产成本不断下降，许多企业取得了快速发展。

我厂目前正抓住机遇，乘势而上，进一步加大产品结构调整力度和市场开拓力度，力争近两年实现利税超亿元的目标。

今年，国家经贸委和国家烟草专卖局领导来我厂视察时指出：

井冈山卷烟厂要抓住机遇，加快技术改造步伐，练好内功，快速发展。

所以，我厂本次先进电子技术改造十分必要。

2、国内外电子技术应用情况

国内外卷烟行业对现有生产线及配套设施，普遍采用了先进工艺和电子控制工程，推进了行业的技术进步，提高了产品质量，降低了生产成本，使卷烟生产取得了快速发展。

3、项目应用前后的对比

项目应用前，由于设备老化，工艺落后，生产浪费较大。

本次电子控制技术应用后，工艺及质量检测设施将得到进一步的完善，卷接包车间温湿度将得到良好控制，设备有效作业率会进一步提高，企业产品质量档次均会有较大幅度的改善和提高，预计到2002年制丝线上的单箱耗烟叶会由2000年的41.7kg下降40kg，年节约生产成本80万元，卷接包车间的各种浪费也会大大减少，预计年节约生产成本50万元。

预计到2002年年利润可增加到400万元，企业经济效益十分明显。

同时对改善广大消费者卫生及健康起到积极作用。

三、协作单位的选定理由

为做好前期准备工作,2000年8月至2001年1月，我厂先后考察了南昌烟厂、赣南烟厂、厦门烟厂及宝鸡烟厂，综合分析了各厂的电子技术应用状况以后，通过比较，最后我厂选定了中国船舶集团九江七0七研究所、武汉市仪

器仪表研究所、无锡市通辰科技开发公司、安捷伦公司等作为本次电子技术应用项目协作单位。

1、协作单位的概况及其优势分析比较

调查研究表明：

中船重工集团第七研究院第七0七研究所（九江）是集设计、科研、生产为一体的高科技军工科研实体。

经过四十余年的建设与发展，在船舶操纵自动化、计程仪、油液污染控制、液压技术、工业自动化设备的研制与生产等方面取得了突出的成绩。

全所职工共370余人，拥有雄厚的科技实力，其中国家级研究员5名，高级工程师80余人。

该所高度重视高新技术的开发与应用，坚持不懈地进行产品的更新换代，承担了众多国防科研项目。

现已研制开发出自动导航仪、液压系统及设备、六大系列过滤产品、电子称产品等，产品各项技术性能均达到国内先进水平，广泛应用在船舶、航空、航天、冶金、烟草、石化、电力、机车、工程机械等行业。

其中过滤产品性能达到国际先进水平。

该所产品已通过中国海军装备部，船舶工业总公司等有关部门的技术鉴定，并通过了ISO9001及GJB/Z9001-96质量体系认证，98年又被评为江西省“高新技术企业。

99年高精密滤器产品获国家重点新产品称号。

相互受益，共同发展的经营理念，技术先进，产品一流，军民并重，用户满意的质量方针，是该所始终如一追求。

武汉仪器仪表研究所是原国家工业机械部定点从事温湿度传感器及仪表、分析仪器和自动控制技术研究、生产、测试基地，是武汉市重点科研院所。

拥有一支实力雄厚多学科专业的技术队伍。

现有1000多名职工，其中工程技术人员370多人，建所二十多年来，已完成由机械工业部、省、市科委下达的科研课题、型谱系列及标准编制项目60多项、其中30多项成果分别获得国家、省、市级科技进步奖、优秀新产品奖。

该所承担并完成的国家“六五”、“七五”、“八五”湿度传感技术重点科技攻关项目、均处于国内领先地位。

科技体制改革以来、该所重视科技成果商品化和产业化，已经建立了一个具有一定规模的仪表中试生产基地，拥有国家一级湿度检测计量标准的先进设施。

已研制生产出温湿度传感器变送器系列、温湿度显示器控制器系列、温湿度智能仪表系列、温湿度计算机自动检测控制系统”等四个系列五十多个品种规格的产品和计算机工业自动化控制系统工程技术。

广泛应用于国民经济众多行业和部门，特别是“八五”以来，该所研制的仓储及生产车间温湿度计算机自动检测控制管理系统在国内烟草企业、粮食仓储、医药、纺织、化纤、化工、造纸、食品、军械、冷藏等行业中的成功应用，使该所在国内温湿度及传感技术应用领域中享有良好的信誉和重要的影响。

作为中国仪器仪表学会湿度与水份专业委员会挂靠单位，该所曾主持编定了部级湿敏气敏型谱系列，参加审查修改多项湿度专业的国家标准，该所也是机械工业部分析仪器行为协会和自动化仪表行业协会的理事单位。

该所致力于扩大对外经济技术交流，与美国、日本、荷兰、香港等国家和地区的一些著名公司保持着密切的业务联系和学术交往，在国内温湿度测量与控制技术领域中具有较高的学术地位。

改革开放以来，武汉仪表所已逐步成为以敏感器件为龙头，集传感器、测控仪表，自动控制系统及计算机应用于一体，科研、测试、生产综合发展的应用开发型科研实体。

无锡市通辰科技开发公司、安捷伦公司分别是生产经营吸烟机（带PC）和气相色谱仪（带PC）的专业单位，拥有一流的技术、一流的产品。

与美国、日本、香港等国家和地区的一些著名公司保持着密切的协作关系。

产品市场分布在国内外，其中国内和日本占百分之九十的市场。

目前，无锡市通辰科技开发公司、安捷伦公司正以真诚的态度、一流的技术、一流的产品、一流的服务与各界精诚合作，不断开发出具有国际先进水平的高新技术产品，以满足国内外用户实现工业自动化生产，提高产品质量和企业经济效益以及保护环境的需要。

可见，这些协作单位都是该项产品或技术提供的专业单位，项目经验比较丰富。

2、与国内外同类系统或产品在性能、价格、服务等方面的比较

事实证明：

当今国内烟草行业的电子皮带称，已经淘汰了老式以单片机为主机的称型，而代之以全新PLC控制、触摸屏操作的新一代电子皮带称。

七0七所生产的皮带称，采用双托辊、双传感原理，属国内首创，其它生产厂家所没有，七0七所的皮带称，代表了当今国内皮带称的最高水准。

而在特殊工艺段，采用二合一、三合一等集中控制系统，不仅操作简单、工艺流畅、信号无误差传输，而且降低设备成本，性价比高。

作为生产电子皮带称及加香加料控制系统的专业厂家，该所已经向全国的用户推广了近五百台（套）的电子称和加香加料产品。

本着对用户高度负责及对科学技术极为严重的态度，该所非常重视对产品的售后服务工作，对用户出现的问题极为重视，产品实行长达一年的质量保修。

同时能尽一切能力做好对用户的售后服务工作，用户对使用该所的产品比较放心。

武汉仪器仪表研究所研制了JXWS-1020智能温湿度巡检仪。

该仪表采用先进的单片机技术与SWSB系列温湿度变送器配套使用，能对多点温湿度参量集中巡回检测显示，并能与上位机进行通讯。

该产品充分发挥了单片机高速数据处理能力，利用软件的灵活性，对多路参数分时测控，具有很高的性价比，而且还具有性能可靠、使用方便、适用范围广等优点。

JJZ自动吸烟机是无锡市通辰科技开发公司自行开发研制的产品，供烟草行业对烟支生产检测使用。

该产品严格遵循国际烟草行业标准ISO3308：

1991的规定，总体性能日臻完善，整体外观更加美观，有自控、手控两种操作方式，自带软件，并且，与CO分析仪联机接口，使整个工作规程更规范，更合理。

该机拥有汉字信息显示屏，微机制表打印，操作安全可靠。

安捷伦公司生产经营的气相色谱仪（带PC）拥有一流的技术、一流的产品。

产品占领国内和日本百分之九十的市场。

同样可见，与国内外同类系统或产品在性能、价格、服务等方面的比较，这些单位都具有相当的优势。

四、项目的内容及目标

1、项目主要内容

1.1对制丝生产线所有电子皮带秤实行PC化应用；

1.2对卷烟包装车间中央空调参数采用电子监控技

术；

1.3对质量检测设施进行电子技术应用。

采用吸烟机（带PC）和气相色谱仪（带PC）对卷烟产品的理化指标进行全面分析。

2、项目的目标和预期达到的技术水平

2.1项目的目标

通过应用先进电子技术及计算机信息控制技术，进一步提高制丝生产线叶片加料、烟丝加香等环节控制精度。

完善质量检测设施,有效控制卷接包装车间温、湿度,提高设备有效作业率和产品质量各项指标,促进我厂的产品结构调整,降低成本，提高企业和社会效益。

2.2项目预期达到的技术水平

我厂制丝生产中打叶线、叶片线、电子皮带秤计量及控制精度较低，为了提高精度，叶片加料采取PC控制，加装进口电磁流量计实现高精度计量，加料比严格按工艺要求设定，实现闭环PC控制，确保加料均匀性，稳定产品质量。

梗加料采取西门子S7-300PC控制，实现梗线自动控制。

另外，在加料机前加装电子皮带秤，实现梗加料自动控制，保障加料的均匀性。

制丝加香机前皮带秤改成PC秤，加香采用PC控制，提高加香精度，确保质量的稳定性。

烘丝机前、烘丝机后控制型电子皮带秤精度较低。

为了提高精度，改用PC控制，确保质量的稳定性。

制丝线梗丝配比秤，配比性能较差。

为了提高配比精度，实现PC应用，可提高计量和控制精度，保障配比的均匀性，满足工艺要求。

制丝线烘梗机前电子皮带秤，工作可靠性较差。

为了提高可靠性及加料稳定性，实行PC化应用，可起到较大作用。

卷接包中央空调温湿度控制直观性差，本次项目拟增加一套温湿度电子屏幕显示器，以利于指导生产。

为了确保产品质量，较好的实行质量监测，提高检测数据的准确性，本次项目拟增加无锡生产的自动吸烟机、美国惠普公司生产的气相色谱仪和日博特公司生产的恒温恒湿机各一台套。

五、项目的技术可行性

1、可供选择的几种方案的简单比较

现今国内烟草行业的电子皮带称，已经淘汰了老式以单片机为主机的称型，而代之以全新PLC控制、触摸屏操作的新一代电子皮带称。

智能温湿度巡检仪与普通温湿度巡检仪相比，具有很高的性价比，而且还具有性能可靠、使用方便、适用范围广等优点。

JJZ2自动吸烟机是继JJZ1自动吸烟机后，自行开发研制的第二代产品，在原有的自控、手控两种操作方式的

基础上，更新了软件，重排了操作流程，并且，增添了与CO分析仪联机的接口，使整个工作规程更规范，更合理。

2、最佳方案及论证

2.1总体概述

2.1.1制丝生产线电子皮带秤PC化应用

2.1.1.1烟草行业电子皮带秤的发展和现状

1985年以前，国内卷烟厂制丝生产线所装备的电子皮带秤全部依赖于进口，主要产品有德国虹霓公司、意大利柯玛斯公司、英国莱格公司的皮带秤。

1986年，中船重工集团公司第七研究院第七0七研究所九江分部和西南电子设备厂在昆船公司的精心组织下，开始对德国虹霓公司的皮带秤进行国产化改进研仿，将德国虹霓公司以模拟电路系统为控制单元的模拟型皮带秤改进为以Z80专用单板机为控制单元的YT5系统微机皮带秤。

由七0七所研制、双方合作生产配套的首台YT5系列微机皮带秤于1986年底装于曲靖卷烟厂，从而宣告了我国没有烟机专用皮带秤历史的结束。

1987年，我国首条国产制丝生产线在许昌卷烟厂调试并获得成功，烟机专用的国产化微机皮带秤也具备了首次整线配套能力。

在1987年至1993年的七年间，以七0七民提供电控系统、西电厂提供秤架的合作模式，累计为国内数十家烟厂装备了200多台YT5和YT8系列微机皮带秤一直占主导地位。

1992年，七0七所将YT5皮带秤技术转让给西电厂。

九十年代初，随着科技进步和用户对皮带秤要求的不断提高，微机皮带秤由于其可靠性、稳定性和维护性方面的问题已满足不了用户的需求。

为此，七0七所于1993年底装于宁波卷烟厂使用并获得成功，受到用户的高度评价，从此开始了我国制丝线皮带秤由微机秤向PLC秤转型的历史。

几年来，以PLC可编程控制器作为控制主机、采用变频调速技术的皮带秤发展很快，充满了活力和竞争。

到目前为止，市场上可见的PLC皮带秤形式品种很多，AB公司、西门子公司、三菱公司、欧姆龙公司以及光洋系列的PLC都有用于烟机皮带秤的控制实例，但主流应用是以AB公司的西门子公司的PLC作为皮带秤的控制单元。

在1995年至2000年的6年间，七0七所又为国内数十家烟厂提供了100多台PLC皮带秤，用于对微机皮带秤的更新改造和新线配套。

随着PLC皮带秤在烟厂的普及，该所作为烟机专用电子皮带秤的专业研制单位，一直致力于PLC皮带秤的不断改进和更新，使之更加符合用户日益提高的精度、稳定性、可靠性的要求。

该所在分析比较PLC皮带秤的基础上，完备的功能，以高可靠、高稳定、高精度为目标，向多功能、多用途、集控化、网络化的方向发展，在称重输送机方面，该所改进了传统的固定计量杆单传感器刀口式支点秤台，并相继推出了单托辊单传感器十字簧片式支点秤台、单托辊双传感器无支点秤台，直到近期推出的双托辊双传感器无支点秤台，由此皮带秤的计量误差也由国标级提高到了国标级水平，从而保证该所研制的PLC皮带秤保持在国内领先水平。

经过了近十年的优胜劣汰和激烈竞争，目前在行业的制丝生产线配置上，较有代表性的电子皮带秤有以下三种：

（1）仿虹霓型双托辊双传感器无支点秤台的PLC皮带秤。

（2）仿虹霓型双托辊单传感器十字簧片式秤台的PLC皮带秤。

（3）仿柯玛斯型单托辊单传感器十字簧片式秤台的PLC皮带秤。

上述三种形式的皮带秤技术状态比较见下表。

比较项目

双托辊双传感器

无支点秤台PLC秤（仿虹霓型）

十字簧秤台PLC秤（仿虹霓型）

双托辊双传感器十字簧

秤台PLC秤（仿柯玛斯型）

计量误差（%）0.250.250.5性能指标

控制误差（%）0.50.51.0

主机

AB公司SLC500系列

PLC（增强型CPU）或西

门子S7—300系列PLC，

彩色触摸屏人机接口

AB公司SLC500系列PLC

（非增强型CPU）或西门子S7—300系列PLC，彩

色触摸屏人机接口

西门子S7—200系列PLC，彩色触摸屏人机接口

电控系统配置

其它配置

三菱或丹佛斯变频器，

1000P/R测速旋转编码器，威图机柜，进口或仿进口重量传感器，进口专用计量带，德国SEW或国产减速机组

500P/R测速旋转编码器，

威图机柜，进口或国产重量传感器，进口专用计量带，进口或国产减速机组进口变频器，低速测速旋转编码器，专用机柜，专用进口计量带

支点型式

无十字簧片，故称无支点秤台

有十字簧片，有负反馈力矩，故称有支点秤台

秤台型式

计量托辊

无托辊计量，属多托辊系列

单托辊计量，属单托辊系列

重量通道

双传感器测重，

双通道计量

单传感器测重，单通道计量

皮带纠编

机械式连续自动纠偏装置

电气式断续控制自动纠偏装置

皮带自动涨紧首尾托辊下锤式涨紧齿轮齿条重锤式涨紧齿轮齿条重锤式涨紧联网功能

PROFIBUS或DeviceNet网络

PROFIBUS或DeviceNet网络

秤功能计量秤、控制秤、掺配秤计量秤、控制秤、掺配秤计量秤、控制秤、掺配秤多用途功能秤具有加香加料功能任意集控秤相近工位多台秤集中控制扩展功能计量管理秤车间核算、报表功能定期砝码标定有有有标定方定期全自动标定有

2.1.1.2七0七所生产的电子皮带称，采用双托辊、双传感原理，是以全新PLC控制、触摸屏操作的新一代电子皮带称。

属国内首创，其它生产厂家所没有，代表了当今国内皮带称的最高水准。

2.1.1.3七0七所YT8P系列皮带秤的主要特点PLC皮带秤的改进，除了电控系统实现PLC控制、变频调速、脉冲测速并且具有丰富的人机接口和扩展功能外，最主要的是集中于提高可靠性、稳定性和提高计量精度方面，因此这方面的改进集中于计量回路的改进和秤架的优化改进。

2.1.1.3.1计量回路改进特点

计量回路由重量回路和测速回路组成。

计量回路框图如图1，（略）采用的组件性能见下表。

表1（略）

项目名称

无支点PLC秤

双托辊单传感器

十字簧PLC秤

单托辊单传感器十字簧PLC秤

重量传感器进口，全密封波纹管式进口，全密封波纹管式进口，压式柱式传感器

放大器高稳定仪表放大器不详不详

SLC500型PLC，16位模数转换器

SLC500型PLC，16位模数转换器

A/D转换器S7—300型PLC，14位模数转换器

S7—200型PLC，12位模数转换器

S7—200型PLC12位模数转换器

由上表（略）可看出，目前常用的这三种秤，其重量信号的测量精度区别主要体现在A/D转换器的精度。

按制丝线烟草物料特点和设计规范，考虑最大的重量上限余量30%和皮重20%，实际用于设计额定重量的量程应为50%，另外，参照计量型电子皮带秤国家标准，在20%—100%的范围都必须满足计量误差的要求，因此用S7—200型PLC的A/D模块作为转换模块，其产生的计量误差可达δ=（1/（4096*50%*20%））×

100%=0.25%。

如果将秤的指标定为0.25%，那它显然吃掉了本应分配给秤台和测速回路的误差，这种秤要么将计量误差降为0.5%，要么在现场将秤调到最佳状态并要求工作流量大于40%额定流量，这样才有可能达到0.25%的精度，然而实际上这是很难做到的。

由以上分析，七0七所选用的14位A/D转换模块，转换精度可达0.06%，16位A/D转换精度要达0.02%，均能满足0.25%级秤的选用要求。

测速回路是将由旋转编码器测得的皮带速度脉冲经高速计数模块送入PLC。

七0七所选用了1000P/R的高速旋转编码器，如以0.20m/s皮带速度为例，皮带每运行0.01mm就要发出一个速度脉冲，因此其测速精度相当高。

2.1.1.3.2秤架改进特点

（1）采用新型双托辊双传感器无支点秤台取代单托辊单传感十字簧支点秤台。

这种新型秤台的结构是：

在计量段上设有二个计量托辊，在秤台的二侧各设有一个重量传感器，传感器的测力点对秤台而言分布于二托辊二端的中心，取消了十字簧片，消除了十字簧片引起的负反馈力矩，因而也被称为是无支点秤台。

这种秤台在提高计量灵敏度、减少皮带涨力影响、消防物料偏载误差、避免传感器受侧力影响、提高稳定性和计量精度方面，比十字簧片单传感器具有十分明显的优点。

◇双托辊计量提高了计量精度且减少了皮带涨力引起的计量误差

◇无支点秤台与十字簧片秤台相比，能消除弹簧负反馈力矩和传感器受侧向力的影响。

◇双传感器测量是消除物料偏载误差和皮带跑偏引起的皮重变化误差的最有效途径。

科学实验已证明了以上的分析和所采取的措施是有效的，下表列出的双托辊双传感器无支点秤台和单托辊单传感器十字簧支点秤台在静态性能方面的差异。

性能比较表

比较项目双托辊双传感器无支点秤台单托辊单传感器十字簧秤台

静态线性误差（%）0.0150.06

静态重复性误差（%）0.0130.05

静态零值稳定性误差（%）0.0000.000

静态分辨率（g）2.03.0

静态偏载误差（偏离10%）（%）0.0000.25

现场调试也证明了双托辊双传感器无支秤台的PLC秤，只要安装就位和通电后，不必严格将秤调到最佳状态即可满足0.25%计量精度的要求。

这使现场调试和用户定期标定实现了快捷化和简单化，提供了十分便利的差异，实践证明改进是非常成功的。

（2）高可靠性自动纠偏装置

电子皮带秤独创的机械式皮带自动纠偏装置，是七0七所烟机秤的又一