該文介紹了電子稱量自動(dòng)配料系統(tǒng)，分析了在線加電子秤的重要性，詳細(xì)介紹了設(shè)備的電氣設(shè)計(jì)和安裝 以及軟件的編程和調(diào)試。生產(chǎn)實(shí)踐證明，該系統(tǒng)安全可靠。

近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，我國(guó)許多玻璃企業(yè)都先后裝備了玻璃自動(dòng)配料系統(tǒng)，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(tǒng)的精度、均勻度等指標(biāo)直接影響產(chǎn) 品質(zhì)量，對(duì)于玻璃行業(yè)，在一個(gè)窯期內(nèi)必須日夜不斷地向熔窯連續(xù)供料，受熔窯窯齡的限制，錯(cuò)失良機(jī)往往會(huì) 導(dǎo)致錯(cuò)過(guò)一個(gè)窯期。隨著市場(chǎng)對(duì)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， 加一些小料或著色劑，就要在原有配料系統(tǒng)上加秤。但這往往會(huì)對(duì)連續(xù)生產(chǎn)的玻璃生產(chǎn)線帶來(lái)嚴(yán)重影響，傳 統(tǒng)意義上加秤會(huì)降低玻璃拉引量，調(diào)試只能等窯頭料倉(cāng)打滿后至窯頭料倉(cāng)料位下限之前1?2 h內(nèi)進(jìn)行。這 樣不僅效率低、時(shí)間長(zhǎng)，還會(huì)有很大風(fēng)險(xiǎn)，甚至導(dǎo)致很長(zhǎng)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.電子稱量自動(dòng)配料系統(tǒng)

1.1系統(tǒng)簡(jiǎn)介

原料電子稱量自動(dòng)配料系統(tǒng)是利用稱重傳感器作為變換元件，把被稱物料的質(zhì)量按一定的比例關(guān)系轉(zhuǎn) 換成與其相應(yīng)的電信號(hào)，利用稱量顯示控制儀進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換和顯示并進(jìn)行數(shù)據(jù)的通訊和交換，通過(guò)計(jì)算機(jī)和 PLC(可編程控制器）進(jìn)行一系列過(guò)程控制和監(jiān)控的裝置。該系統(tǒng)在Wm7的計(jì)算機(jī)平臺(tái)上，采用當(dāng)今先進(jìn) 的工控軟件（Wmcc)，利用動(dòng)態(tài)圖形，模擬現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，圖形逼真，操作簡(jiǎn)便，對(duì)整個(gè)原料上料及稱量 系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)控。配料數(shù)據(jù)、配料參數(shù)、混合參數(shù)等只需在計(jì)算機(jī)上根據(jù)提示進(jìn)行設(shè)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(tǒng)主要由上位機(jī)（DELL)、打印機(jī)、PLC、稱量顯示儀、稱重傳感器等組成。上位機(jī)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(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)總線向以太網(wǎng)的轉(zhuǎn)移，使得通訊更可靠、穩(wěn)定。 系統(tǒng)通訊示意圖，見(jiàn)圖1。

1.3軟件的功能

1)該軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)玻璃原料上料、配料稱量工序、混合工序、混合料輸送工序、窯頭倉(cāng)布料工序的自動(dòng)控制， 使用SIMATIC集成為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的自動(dòng)化系統(tǒng)。由中央控制室中的上位機(jī)通過(guò)STEP7來(lái)編程、監(jiān)控、組態(tài)和診 斷，真正實(shí)現(xiàn)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(tǒng)，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(xiàn)模擬現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、人機(jī)對(duì)話、自動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)控。

3)自動(dòng)存儲(chǔ)配方及各原料生產(chǎn)報(bào)表，可隨時(shí)翻閱打印。

4)對(duì)稱量誤差、在線設(shè)備故障、稱量超時(shí)等系統(tǒng)故障報(bào)警，上位機(jī)屏幕顯示報(bào)警內(nèi)容并存儲(chǔ)。

5)自動(dòng)將測(cè)得的原料含水率模擬信號(hào)轉(zhuǎn)為數(shù)字信號(hào)后，在控制室通過(guò)二次儀表顯示，通過(guò)PLC程序?qū)?/span> 時(shí)計(jì)算原料用量。

6)通過(guò)稱量顯示儀的實(shí)時(shí)數(shù)字顯示重量，實(shí)現(xiàn)對(duì)物料數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控。

1.4軟件的優(yōu)點(diǎn)

1)該軟件系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)上位機(jī)對(duì)兩條生產(chǎn)線的實(shí)時(shí)監(jiān)控，互為備用，保證了系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。

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

3)該配料系統(tǒng)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(yùn)行方式下，由P L C依其內(nèi)部程序?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行控制，其配料系統(tǒng)的配料參數(shù)由主機(jī)輸入后進(jìn)行設(shè)定，自 動(dòng)方式下稱量，顯示儀上不需要任何操作。當(dāng)需要打印配料參數(shù)時(shí)，只需在上位機(jī)上按下相關(guān)按鈕，配料參 數(shù)自動(dòng)打印。半自動(dòng)方式是指上位機(jī)出現(xiàn)故障的情況下，通過(guò)模擬屏上的按鈕實(shí)現(xiàn)自動(dòng)配料，只是不能修改 配方和參數(shù)，可以為維修或更換上位機(jī)爭(zhēng)取時(shí)間。手動(dòng)方式一般是在PLC出現(xiàn)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(tǒng)模擬屏，見(jiàn)圖2。

4)系統(tǒng)各環(huán)節(jié)配有聲光報(bào)警及電腦屏幕自動(dòng)提示報(bào)警內(nèi)容。

5)根據(jù)自動(dòng)測(cè)的硅砂水分進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后自動(dòng)計(jì)算出配合料水分，并通過(guò)PLC程序自動(dòng)計(jì)算出硅砂的 配方用量，大大提高了配料精度。

6)檢測(cè)到金屬?gòu)U料時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警，并自動(dòng)排除廢料直到無(wú)金屬檢測(cè)出。

7)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)驗(yàn)秤，操作員只要點(diǎn)動(dòng)上位機(jī)上的自動(dòng)驗(yàn)秤按鈕，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)對(duì)各臺(tái)秤進(jìn)行檢驗(yàn)，并自 動(dòng)保存驗(yàn)秤的數(shù)據(jù)，可隨時(shí)翻閱打印。

8)在配料過(guò)程中只要點(diǎn)擊上位機(jī)畫(huà)面上的暫停按鈕即可暫停稱量系統(tǒng)，恢復(fù)稱量繼續(xù)進(jìn)行。配料次數(shù) 可隨意設(shè)定，自動(dòng)停止配料。

9)在同一系統(tǒng)中可對(duì)一種物料進(jìn)行減量法和另外多種物料進(jìn)行增量法稱量。

10)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)先報(bào)警再自動(dòng)停機(jī)保護(hù)。

1.5與國(guó)內(nèi)外同類先進(jìn)軟件相比

目前工業(yè)控制系統(tǒng)己經(jīng)由現(xiàn)場(chǎng)總線逐步向工業(yè)以太網(wǎng)方向轉(zhuǎn)移。以太網(wǎng)接口通用性強(qiáng)，和上級(jí)管理軟 件容易連接。但現(xiàn)在工業(yè)用儀表具有以太網(wǎng)接口的不多，制造廠商需要一段時(shí)間來(lái)更新。所以，現(xiàn)在許多系 統(tǒng)都是現(xiàn)場(chǎng)總線和工業(yè)以太網(wǎng)并用。

此套系統(tǒng)、儀表和P L C的連接采用西門(mén)子現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)P r o f〗b u s，和上級(jí)系統(tǒng)的連接采用工業(yè)以太網(wǎng)。 在軟件控制及使用上與同類軟件相比直觀易懂、操作者易于掌握、實(shí)際使用方便，而且功能齊全，達(dá)到了行業(yè) 內(nèi)先進(jìn)水平，同時(shí)相對(duì)于國(guó)外同類先進(jìn)軟件系統(tǒng)，成本節(jié)約了近50%?70%。

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

2.新加電子秤相關(guān)設(shè)備的設(shè)計(jì)安裝和調(diào)試

2.1新加電子秤的設(shè)計(jì)

從設(shè)計(jì)角度上來(lái)講，就是在配料系統(tǒng)中增加一臺(tái)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(cāng)的位置、高度、樓面開(kāi)孔的位置、集料皮帶的位置都需要現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地的測(cè)量，確保新秤不與其他設(shè)備相干 涉，新開(kāi)孔洞必須錯(cuò)開(kāi)土建承重梁。如果需要搭建鋼平臺(tái)，現(xiàn)場(chǎng)務(wù)必留出行走通道及設(shè)備檢修空間。

2.2新加電子秤的安裝

設(shè)備的安裝階段是最重要的環(huán)節(jié)，此階段不同于籌建時(shí)期的設(shè)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(yīng)的防護(hù)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(yán)禁觸碰其他稱量設(shè)備。安裝時(shí)本著從上到下的順序一步一步按圖施工，對(duì)易損物件做好保護(hù)，在進(jìn)行 電焊作業(yè)時(shí)要注意接地線務(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(shè)備上。電焊產(chǎn)生的強(qiáng) 大電流足以擊穿電子秤的稱重模塊，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(xiàn)窯頭斷料的情況 必將造成重大經(jīng)濟(jì)損失。

2.3新加電子秤的調(diào)試

調(diào)試階段同樣不可忽視，因?yàn)椴荒苡绊懙秸５呐淞仙a(chǎn)，所以調(diào)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?yàn)楣て诘脑蛴直仨毐ＷC進(jìn)度，我們制定了詳細(xì)的調(diào)試計(jì)劃，把多項(xiàng)工作 合并后加派人手，再分成若干小組。在對(duì)喂料螺旋、振動(dòng)料斗等設(shè)備進(jìn)行試車(chē)的同時(shí)，對(duì)氣缸等執(zhí)行元件進(jìn) 行調(diào)試。在對(duì)反饋信號(hào)進(jìn)行比對(duì)的同時(shí)，對(duì)電子秤進(jìn)行校驗(yàn)。

3.新加電子秤電氣的設(shè)計(jì)安裝和調(diào)試

3 .1 電氣設(shè)計(jì)

首先，電氣設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)積極與廠方技術(shù)人員核對(duì)、交流。在原有圖紙上把新增及需要改動(dòng)的圖紙做好 標(biāo)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(diào)試，這樣到現(xiàn)場(chǎng)只 需把安裝板裝到控制柜里，把外圍動(dòng)力和控制線按圖紙接到端子上就可以了，大大的降低了出錯(cuò)的幾率，也 提高了速率。其次，先把圖紙傳給廠方技術(shù)人員讓他們按圖紙開(kāi)好孔，放好線，做好準(zhǔn)備工作。由于現(xiàn)場(chǎng)調(diào) 試新的控制系統(tǒng)及軟件容易影響生產(chǎn)，因此P L C及系統(tǒng)軟件應(yīng)全部在模擬的環(huán)境下調(diào)試運(yùn)行，有條件的話，可以讓工廠技術(shù)人員參與模擬調(diào)試。至此，確保系統(tǒng)的安裝與調(diào)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(diào)試

首先，把不影響原配料系統(tǒng)正常工作的安裝工作提前完成，如現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的安裝及接線、新加控制系統(tǒng)電 氣元器件的安裝及接線、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(diào)試只能等窯頭料倉(cāng)打滿后至窯頭料倉(cāng)料位下限之前這段時(shí)間內(nèi)進(jìn)行，調(diào)試時(shí)間最好控制在2h之內(nèi)。 要確保在線加電子秤的成功，關(guān)鍵是要有一個(gè)全面詳細(xì)的調(diào)試計(jì)劃，并逐項(xiàng)與工廠技術(shù)人員核對(duì)、交流直至 達(dá)成共識(shí)。先將原有控制回路挑選出來(lái)，分成幾類：）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(jī)等執(zhí)行機(jī)構(gòu)。4)無(wú)源輸出：執(zhí)行機(jī)構(gòu)等。5)其它：稱重儀表等。

在配料間隙時(shí)，根據(jù)分類分別并入新控制系統(tǒng)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(diào)試，把控制和反饋以及P L C的接點(diǎn)都核對(duì)正確，為自動(dòng)配料調(diào)試做好準(zhǔn)備。最后， 按新加電子秤的工藝要求將新加的電子秤校驗(yàn)一下，確保新加電子秤的量程和精度都能滿足生產(chǎn)需求。

4.軟件調(diào)試

加秤的核心在于新加的稱重儀表要與原系統(tǒng)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(diào) 試完成后，把窯頭料倉(cāng)打滿，若有條件可準(zhǔn)備一些配合料。在原配料系統(tǒng)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，接著先把新加的電子秤單獨(dú)進(jìn)行一次自 動(dòng)配料，正常后再自動(dòng)運(yùn)行整個(gè)新配料系統(tǒng)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(xù)配料，以防止窯頭空倉(cāng)。我們這次在蕪湖信義玻璃廠加秤時(shí)由于準(zhǔn)備充分、安裝仔細(xì)、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(jié)語(yǔ)

按傳統(tǒng)方法加秤，要先降低拉引量，會(huì)影響幾天甚至更長(zhǎng)時(shí)間的產(chǎn)量，產(chǎn)量降低就意味著產(chǎn)值降低，業(yè)主 損失可能多達(dá)上百萬(wàn)元，更有甚者在加秤的過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題，造成配合料中斷，不得不被迫加碎玻璃，造成很 長(zhǎng)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(dān)心出現(xiàn)上述情況的工廠可以從容的 在原配料系統(tǒng)上安排加秤，從而既規(guī)避了風(fēng)險(xiǎn)、減低了損失，又增加了企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)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加電子秤，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常，受到用戶的一致好評(píng)。同時(shí)，己與思可達(dá)等 玻璃廠簽訂技術(shù)應(yīng)用合同，此外還有不少玻璃廠與我公司聯(lián)系咨詢加秤的相關(guān)情況，在玻璃行業(yè)得到了廣泛 應(yīng)用，并逐步向其他相關(guān)行業(yè)推廣。