該文介紹了電子稱(chēng)量自動(dòng)配料系統，分析了在線(xiàn)加電子秤的重要性，詳細介紹了設備的電氣設計和安裝 以及軟件的編程和調試。生產(chǎn)實(shí)踐證明，該系統安全可靠。

近年來(lái)，隨著(zhù)計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，我國許多玻璃企業(yè)都先后裝備了玻璃自動(dòng)配料系統，為提高玻璃 生產(chǎn)的自動(dòng)化水平、玻璃的產(chǎn)量和質(zhì)量起到了積極的作用。原料配料系統的精度、均勻度等指標直接影響產(chǎn) 品質(zhì)量，對于玻璃行業(yè)，在一個(gè)窯期內必須日夜不斷地向熔窯連續供料，受熔窯窯齡的限制，錯失良機往往會(huì ) 導致錯過(guò)一個(gè)窯期。隨著(zhù)市場(chǎng)對玻璃需求的不斷變化，有時(shí)需要改變玻璃的顏色，這就需要改變玻璃成分， 加一些小料或著(zhù)色劑，就要在原有配料系統上加秤。但這往往會(huì )對連續生產(chǎn)的玻璃生產(chǎn)線(xiàn)帶來(lái)嚴重影響，傳 統意義上加秤會(huì )降低玻璃拉引量，調試只能等窯頭料倉打滿(mǎn)后至窯頭料倉料位下限之前1?2 h內進(jìn)行。這 樣不僅效率低、時(shí)間長(cháng)，還會(huì )有很大風(fēng)險，甚至導致很長(cháng)一段時(shí)間生產(chǎn)不出合格的產(chǎn)品，給企業(yè)帶來(lái)了很大的 損失。

1.電子稱(chēng)量自動(dòng)配料系統

1.1系統簡(jiǎn)介

原料電子稱(chēng)量自動(dòng)配料系統是利用稱(chēng)重傳感器作為變換元件，把被稱(chēng)物料的質(zhì)量按一定的比例關(guān)系轉 換成與其相應的電信號，利用稱(chēng)量顯示控制儀進(jìn)行模數轉換和顯示并進(jìn)行數據的通訊和交換，通過(guò)計算機和 PLC(可編程控制器）進(jìn)行一系列過(guò)程控制和監控的裝置。該系統在Wm7的計算機平臺上，采用當今先進(jìn) 的工控軟件（Wmcc)，利用動(dòng)態(tài)圖形，模擬現場(chǎng)設備運轉狀態(tài)，圖形逼真，操作簡(jiǎn)便，對整個(gè)原料上料及稱(chēng)量 系統進(jìn)行自動(dòng)實(shí)時(shí)監控。配料數據、配料參數、混合參數等只需在計算機上根據提示進(jìn)行設定。由PLC完 成全部邏輯聯(lián)鎖控制。

1.2軟硬件環(huán)境及通訊

該系統主要由上位機（DELL)、打印機、PLC、稱(chēng)量顯示儀、稱(chēng)重傳感器等組成。上位機與PLC通訊采用 工業(yè)以太網(wǎng)，PLC與儀表通訊采用Prfbus DP實(shí)現了現場(chǎng)總線(xiàn)向以太網(wǎng)的轉移，使得通訊更可靠、穩定。 系統通訊示意圖，見(jiàn)圖1。

1.3軟件的功能

1)該軟件實(shí)現對玻璃原料上料、配料稱(chēng)量工序、混合工序、混合料輸送工序、窯頭倉布料工序的自動(dòng)控制， 使用SIMATIC集成為一個(gè)標準的自動(dòng)化系統。由中央控制室中的上位機通過(guò)STEP7來(lái)編程、監控、組態(tài)和診 斷，真正實(shí)現了上料、配料、輸送、布料的自動(dòng)化，形成了原料自動(dòng)配料控制系統，提高玻璃行業(yè)自動(dòng)化水平。

2)利用工控軟件W m c c實(shí)現模擬現場(chǎng)設備運行狀態(tài)、人機對話(huà)、自動(dòng)實(shí)時(shí)監控。

3)自動(dòng)存儲配方及各原料生產(chǎn)報表，可隨時(shí)翻閱打印。

4)對稱(chēng)量誤差、在線(xiàn)設備故障、稱(chēng)量超時(shí)等系統故障報警，上位機屏幕顯示報警內容并存儲。

5)自動(dòng)將測得的原料含水率模擬信號轉為數字信號后，在控制室通過(guò)二次儀表顯示，通過(guò)PLC程序實(shí) 時(shí)計算原料用量。

6)通過(guò)稱(chēng)量顯示儀的實(shí)時(shí)數字顯示重量，實(shí)現對物料數據實(shí)時(shí)監控。

1.4軟件的優(yōu)點(diǎn)

1)該軟件系統可實(shí)現兩臺上位機對兩條生產(chǎn)線(xiàn)的實(shí)時(shí)監控，互為備用，保證了系統的可靠運行。

2)該軟件系統操作簡(jiǎn)單，易于掌握，操作員只需根據提示進(jìn)行數據輸入、畫(huà)面切換、按動(dòng)按鈕等工作。

3)該配料系統的操作包括自動(dòng)、半自動(dòng)及手動(dòng)三種方式，三種操作模式可靈活切換，便于處理緊急狀況。 自動(dòng)運行方式下，由P L C依其內部程序對系統進(jìn)行控制，其配料系統的配料參數由主機輸入后進(jìn)行設定，自 動(dòng)方式下稱(chēng)量，顯示儀上不需要任何操作。當需要打印配料參數時(shí)，只需在上位機上按下相關(guān)按鈕，配料參 數自動(dòng)打印。半自動(dòng)方式是指上位機出現故障的情況下，通過(guò)模擬屏上的按鈕實(shí)現自動(dòng)配料，只是不能修改 配方和參數，可以為維修或更換上位機爭取時(shí)間。手動(dòng)方式一般是在PLC出現故障或其他重大事故的情況 下，無(wú)法進(jìn)行正常的自動(dòng)配料，這個(gè)時(shí)候通過(guò)模擬屏上的按鈕和稱(chēng)重顯示儀表來(lái)進(jìn)行手動(dòng)配料，以保證窯頭 的供料。配料系統模擬屏，見(jiàn)圖2。

4)系統各環(huán)節配有聲光報警及電腦屏幕自動(dòng)提示報警內容。

5)根據自動(dòng)測的硅砂水分進(jìn)行模數轉換后自動(dòng)計算出配合料水分，并通過(guò)PLC程序自動(dòng)計算出硅砂的 配方用量，大大提高了配料精度。

6)檢測到金屬廢料時(shí)發(fā)出聲光報警，并自動(dòng)排除廢料直到無(wú)金屬檢測出。

7)實(shí)現了自動(dòng)驗秤，操作員只要點(diǎn)動(dòng)上位機上的自動(dòng)驗秤按鈕，系統就會(huì )自動(dòng)對各臺秤進(jìn)行檢驗，并自 動(dòng)保存驗秤的數據，可隨時(shí)翻閱打印。

8)在配料過(guò)程中只要點(diǎn)擊上位機畫(huà)面上的暫停按鈕即可暫停稱(chēng)量系統，恢復稱(chēng)量繼續進(jìn)行。配料次數 可隨意設定，自動(dòng)停止配料。

9)在同一系統中可對一種物料進(jìn)行減量法和另外多種物料進(jìn)行增量法稱(chēng)量。

10)設備發(fā)生故障時(shí)先報警再自動(dòng)停機保護。

1.5與國內外同類(lèi)先進(jìn)軟件相比

目前工業(yè)控制系統己經(jīng)由現場(chǎng)總線(xiàn)逐步向工業(yè)以太網(wǎng)方向轉移。以太網(wǎng)接口通用性強，和上級管理軟 件容易連接。但現在工業(yè)用儀表具有以太網(wǎng)接口的不多，制造廠(chǎng)商需要一段時(shí)間來(lái)更新。所以，現在許多系 統都是現場(chǎng)總線(xiàn)和工業(yè)以太網(wǎng)并用。

此套系統、儀表和P L C的連接采用西門(mén)子現場(chǎng)總線(xiàn)標準P r o f〗b u s，和上級系統的連接采用工業(yè)以太網(wǎng)。 在軟件控制及使用上與同類(lèi)軟件相比直觀(guān)易懂、操作者易于掌握、實(shí)際使用方便，而且功能齊全，達到了行業(yè) 內先進(jìn)水平，同時(shí)相對于國外同類(lèi)先進(jìn)軟件系統，成本節約了近50%?70%。

了解了原料電子稱(chēng)量自動(dòng)配料系統，下面以蕪湖信義玻璃廠(chǎng)為例，介紹在線(xiàn)加電子秤的新方法和新思 路，此法在規避風(fēng)險提高效率的同時(shí)，為業(yè)主大大提高了經(jīng)濟效益。

2.新加電子秤相關(guān)設備的設計安裝和調試

2.1新加電子秤的設計

從設計角度上來(lái)講，就是在配料系統中增加一臺電子秤。首先要考慮的是布局，原料車(chē)間空間狹促，新 增料倉的位置、高度、樓面開(kāi)孔的位置、集料皮帶的位置都需要現場(chǎng)實(shí)地的測量，確保新秤不與其他設備相干 涉，新開(kāi)孔洞必須錯開(kāi)土建承重梁。如果需要搭建鋼平臺，現場(chǎng)務(wù)必留出行走通道及設備檢修空間。

2.2新加電子秤的安裝

設備的安裝階段是最重要的環(huán)節，此階段不同于籌建時(shí)期的設備安裝，原料車(chē)間的粉塵、噪音會(huì )給安裝 帶來(lái)一定的困難。因此，安裝人員必須做好相應的防護工作，必須在保證不影響正常生產(chǎn)的情況下進(jìn)行作 業(yè)，嚴禁觸碰其他稱(chēng)量設備。安裝時(shí)本著(zhù)從上到下的順序一步一步按圖施工，對易損物件做好保護，在進(jìn)行 電焊作業(yè)時(shí)要注意接地線(xiàn)務(wù)必連接在焊件上，不可隨意搭接，尤其不可就近接于其他設備上。電焊產(chǎn)生的強 大電流足以擊穿電子秤的稱(chēng)重模塊，如果這樣會(huì )使電子秤失效從而影響配料生產(chǎn)，一旦出現窯頭斷料的情況 必將造成重大經(jīng)濟損失。

2.3新加電子秤的調試

調試階段同樣不可忽視，因為不能影響到正常的配料生產(chǎn)，所以調試只能安排在配料的間隙中，通常每 8 h只有2h的空檔可以使用。因為工期的原因又必須保證進(jìn)度，我們制定了詳細的調試計劃，把多項工作 合并后加派人手，再分成若干小組。在對喂料螺旋、振動(dòng)料斗等設備進(jìn)行試車(chē)的同時(shí)，對氣缸等執行元件進(jìn) 行調試。在對反饋信號進(jìn)行比對的同時(shí)，對電子秤進(jìn)行校驗。

3.新加電子秤電氣的設計安裝和調試

3 .1 電氣設計

首先，電氣設計過(guò)程中應積極與廠(chǎng)方技術(shù)人員核對、交流。在原有圖紙上把新增及需要改動(dòng)的圖紙做好 標記，再一并與原控制柜相同尺寸的小安裝板上把新加秤的控制回路、端子做好后，通電調試，這樣到現場(chǎng)只 需把安裝板裝到控制柜里，把外圍動(dòng)力和控制線(xiàn)按圖紙接到端子上就可以了，大大的降低了出錯的幾率，也 提高了速率。其次，先把圖紙傳給廠(chǎng)方技術(shù)人員讓他們按圖紙開(kāi)好孔，放好線(xiàn)，做好準備工作。由于現場(chǎng)調 試新的控制系統及軟件容易影響生產(chǎn)，因此P L C及系統軟件應全部在模擬的環(huán)境下調試運行，有條件的話(huà)，可以讓工廠(chǎng)技術(shù)人員參與模擬調試。至此，確保系統的安裝與調試不會(huì )帶來(lái)太多的麻煩。新加秤控制回路 安裝板，見(jiàn)圖3。

3.2電氣安裝調試

首先，把不影響原配料系統正常工作的安裝工作提前完成，如現場(chǎng)設備的安裝及接線(xiàn)、新加控制系統電 氣元器件的安裝及接線(xiàn)、儀表的開(kāi)孔及安裝等。其次，安裝改造期間不能影響熔窯的正常生產(chǎn)（即正常供 料），調試只能等窯頭料倉打滿(mǎn)后至窯頭料倉料位下限之前這段時(shí)間內進(jìn)行，調試時(shí)間最好控制在2h之內。 要確保在線(xiàn)加電子秤的成功，關(guān)鍵是要有一個(gè)全面詳細的調試計劃，并逐項與工廠(chǎng)技術(shù)人員核對、交流直至 達成共識。先將原有控制回路挑選出來(lái)，分成幾類(lèi)：）有源輸入：接地開(kāi)關(guān)等。2)無(wú)源輸入：行程開(kāi)關(guān)，繼電 器接點(diǎn)等。3)有源輸出：給料機等執行機構。4)無(wú)源輸出：執行機構等。5)其它：稱(chēng)重儀表等。

在配料間隙時(shí)，根據分類(lèi)分別并入新控制系統中。為安全起見(jiàn)，交流控制電源要取同相位，在安裝檢查 完之后，逐一進(jìn)行手動(dòng)調試，把控制和反饋以及P L C的接點(diǎn)都核對正確，為自動(dòng)配料調試做好準備。最后， 按新加電子秤的工藝要求將新加的電子秤校驗一下，確保新加電子秤的量程和精度都能滿(mǎn)足生產(chǎn)需求。

4.軟件調試

加秤的核心在于新加的稱(chēng)重儀表要與原系統通訊正常，所以首先要把通訊聯(lián)接好，這才是關(guān)鍵。手動(dòng)調 試完成后，把窯頭料倉打滿(mǎn)，若有條件可準備一些配合料。在原配料系統停止后，先把新加儀表通電，把做好 的硬件組態(tài)下到PLC中。等通訊正常以后再把程序下到PLC中，接著(zhù)先把新加的電子秤單獨進(jìn)行一次自 動(dòng)配料，正常后再自動(dòng)運行整個(gè)新配料系統并配好兩副料。若通訊過(guò)程中有問(wèn)題，可把原先的組態(tài)及程序重 新下到PLC中繼續配料，以防止窯頭空倉。我們這次在蕪湖信義玻璃廠(chǎng)加秤時(shí)由于準備充分、安裝仔細、通 訊順利，一共用了不到1 h就完成了整個(gè)過(guò)程，得到了業(yè)主的肯定。

5.結語(yǔ)

按傳統方法加秤，要先降低拉引量，會(huì )影響幾天甚至更長(cháng)時(shí)間的產(chǎn)量，產(chǎn)量降低就意味著(zhù)產(chǎn)值降低，業(yè)主 損失可能多達上百萬(wàn)元，更有甚者在加秤的過(guò)程中出現問(wèn)題，造成配合料中斷，不得不被迫加碎玻璃，造成很 長(cháng)時(shí)間都出不了好玻璃。所以，我們這次加秤的成功，使許多想加秤又擔心出現上述情況的工廠(chǎng)可以從容的 在原配料系統上安排加秤，從而既規避了風(fēng)險、減低了損失，又增加了企業(yè)的競爭力。到目前為止，己在廣東虎門(mén)信義、蕪湖信義二期中完成了在線(xiàn)加電子秤，設備運轉正常，受到用戶(hù)的一致好評。同時(shí)，己與思可達等 玻璃廠(chǎng)簽訂技術(shù)應用合同，此外還有不少玻璃廠(chǎng)與我公司聯(lián)系咨詢(xún)加秤的相關(guān)情況，在玻璃行業(yè)得到了廣泛 應用，并逐步向其他相關(guān)行業(yè)推廣。