一、概述

　　GDX1/X2（8000）型包装机是GD公司生产的高档、高速烟支包装设备，深受国内烟草行业欢迎。目前国内烟厂已有GD（8000）型包装机近400台，其中部分设备已到大修期，由于GDX1（8000）型包装机组原FZ控制系统是采用70多块硬件电路板组成的控制逻辑，方法相对落后，潜在故障率高，现场维护困难，大修很不方便，开放性很差。同时GD公司今后将不再供应FZ备件，一旦出现备件问题，将会影响生产的正常进行，因此GD包装机的改造升级也就势在必行。

　　鉴于上述情况，中国科学院沈阳自动化研究所设计开发了GD包装机组PLC电控系统，作为中国烟草专用机械零配件全国会员单位，于国内最早通过国家烟草专卖局的鉴定。2004年3月我们承担了长沙卷烟厂GDX2电控系统的PLC改造工作，将该系统进一步发展为PLC+FIELDBUS（现场总线）结构，采用德国SIEMENS公司大型PLC S7-400作为核心控制单元，以INTERBUS现场总线为扩展，外挂工控机、输入输出模块等，从而大大提高了系统的先进性、可靠性、开放性、可扩展性，故障率大幅降低，有效作业率明显提高。

二、GD包装机组电控系统改造技术方案

1、改造方案

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　　 将原有FZ电控系统及线路板全部取消，换上PLC电控系统及在机器上安装6个总线站点盒，用软件方法实现原有硬件线路板的功能，主辅机用变频调速取代原有直流调速等。这种方法的最大特点是，新的电控系统布局更加合理，现场配线工作量大大减少，系统性能稳定，可靠性高，外型美观，现场改造速度快，一般只用一周左右就可完成。该电控系统的结构为PLC+INTERBUS( PROFIBUS)+触摸屏显示。

2、改造内容

　　a．取消原电控柜，采用与MicroⅡ电控柜柜体大小相同，主体颜色与设备一致的电控柜。电控柜的安装位置也与MicroⅡ电控柜安装位置相同。采用西门子S7-400(CPU414-2DP)PLC作为核心控制系统，所用器件全部采用进口优质器件。

　　b．以INTERBUS（或PROFIBUS）现场总线控制方式，连接传感器、现场设备及控制器。INTERBUS与PLC通过插在PLC上的INTERBUS控制板相连接。

　　c．增加两台15寸触摸式SIEMENS/PC870工控机，主机、辅机各一台以便于监控，并采用WINCC组态软件作为上位机的开发和运行程序。全汉化的计算机人机界面，设备状态、数据显示及参数修改全部在触摸屏上进行。并具有数据采集功能，予留接口，可以和上位机进行通讯。

　　d ．保证设备运行速度400包/分，控制面板及机身上的元器件与MICROII系统相同，急停开关采用按钮方式。

　　e ．保证烟厂后加的功能无逢嵌入到控制系统里，同时增加：小包无透明纸及透明纸不好检测剔除功能；增加反盒皮剔除功能；小包开口停机报警等功能。另外可根据用户的合理要求增加相应功能。

　　f．将原系统的直流电机改为三相交流电机。其中主机、辅机的主驱动电机分别为SEW的7.5KW和4.0KW的电机，并分别采用两台西门子公司的变频器进行控制。滤波器及刹车电阻均采用西门子公司的产品.

　　g．搅烟辊采用SEW交流电机并用西门子变频器进行控制；金拉线采用德国LENZE交流伺服电机并用LENZE伺服控制器进行控制。

　　h．取消原凸轮装置，改用日本光洋的绝对编码器(3个)进行相位检测。

　　i．取消原系统的温度控制器，采用PID功能模块FM455S实现精确的温度控制，显示界面由工控机完成。

　　j．预留包装机组与上游储烟器或卷烟机的联机接口。