該文介紹了電子稱量自動配料系統(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)計和安裝 以及軟件的編程和調(diào)試。生產(chǎn)實踐證明，該系統(tǒng)安全可靠。

近年來，隨著計算機技術(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配料系統(tǒng)，為提高玻璃 生產(chǎn)的自動化水平、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，對于玻璃行業(yè)，在一個窯期內(nèi)必須日夜不斷地向熔窯連續(xù)供料，受熔窯窯齡的限制，錯失良機往往會 導(dǎo)致錯過一個窯期。隨著市場對玻璃需求的不斷變化，有時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。但這往往會對連續(xù)生產(chǎn)的玻璃生產(chǎn)線帶來嚴(yán)重影響，傳 統(tǒng)意義上加秤會降低玻璃拉引量，調(diào)試只能等窯頭料倉打滿后至窯頭料倉料位下限之前1?2 h內(nèi)進行。這 樣不僅效率低、時間長，還會有很大風(fēng)險，甚至導(dǎo)致很長一段時間生產(chǎn)不出合格的產(chǎn)品，給企業(yè)帶來了很大的 損失。

1.電子稱量自動配料系統(tǒng)

1.1系統(tǒng)簡介

原料電子稱量自動配料系統(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，利用稱量顯示控制儀進行模數(shù)轉(zhuǎn)換和顯示并進行數(shù)據(jù)的通訊和交換，通過計算機和 PLC(可編程控制器）進行一系列過程控制和監(jiān)控的裝置。該系統(tǒng)在Wm7的計算機平臺上，采用當(dāng)今先進 的工控軟件（Wmcc)，利用動態(tài)圖形，模擬現(xiàn)場設(shè)備運轉(zhuǎn)狀態(tài)，圖形逼真，操作簡便，對整個原料上料及稱量 系統(tǒng)進行自動實時監(jiān)控。配料數(shù)據(jù)、配料參數(shù)、混合參數(shù)等只需在計算機上根據(jù)提示進行設(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（DELL)、打印機、PLC、稱量顯示儀、稱重傳感器等組成。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實現(xiàn)了現(xiàn)場總線向以太網(wǎng)的轉(zhuǎn)移，使得通訊更可靠、穩(wěn)定。 系統(tǒng)通訊示意圖，見圖1。

1.3軟件的功能

1)該軟件實現(xiàn)對玻璃原料上料、配料稱量工序、混合工序、混合料輸送工序、窯頭倉布料工序的自動控制， 使用SIMATIC集成為一個標(biāo)準(zhǔn)的自動化系統(tǒng)。由中央控制室中的上位機通過STEP7來編程、監(jiān)控、組態(tài)和診 斷，真正實現(xiàn)了上料、配料、輸送、布料的自動化，形成了原料自動配料控制系統(tǒng)，提高玻璃行業(yè)自動化水平。

2)利用工控軟件W m c c實現(xiàn)模擬現(xiàn)場設(shè)備運行狀態(tài)、人機對話、自動實時監(jiān)控。

3)自動存儲配方及各原料生產(chǎn)報表，可隨時翻閱打印。

4)對稱量誤差、在線設(shè)備故障、稱量超時等系統(tǒng)故障報警，上位機屏幕顯示報警內(nèi)容并存儲。

5)自動將測得的原料含水率模擬信號轉(zhuǎn)為數(shù)字信號后，在控制室通過二次儀表顯示，通過PLC程序?qū)?/span> 時計算原料用量。

6)通過稱量顯示儀的實時數(shù)字顯示重量，實現(xiàn)對物料數(shù)據(jù)實時監(jiān)控。

1.4軟件的優(yōu)點

1)該軟件系統(tǒng)可實現(xiàn)兩臺上位機對兩條生產(chǎn)線的實時監(jiān)控，互為備用，保證了系統(tǒng)的可靠運行。

2)該軟件系統(tǒng)操作簡單，易于掌握，操作員只需根據(jù)提示進行數(shù)據(jù)輸入、畫面切換、按動按鈕等工作。

3)該配料系統(tǒng)的操作包括自動、半自動及手動三種方式，三種操作模式可靈活切換，便于處理緊急狀況。 自動運行方式下，由P L C依其內(nèi)部程序?qū)ο到y(tǒng)進行控制，其配料系統(tǒng)的配料參數(shù)由主機輸入后進行設(shè)定，自 動方式下稱量，顯示儀上不需要任何操作。當(dāng)需要打印配料參數(shù)時，只需在上位機上按下相關(guān)按鈕，配料參 數(shù)自動打印。半自動方式是指上位機出現(xiàn)故障的情況下，通過模擬屏上的按鈕實現(xiàn)自動配料，只是不能修改 配方和參數(shù)，可以為維修或更換上位機爭取時間。手動方式一般是在PLC出現(xiàn)故障或其他重大事故的情況 下，無法進行正常的自動配料，這個時候通過模擬屏上的按鈕和稱重顯示儀表來進行手動配料，以保證窯頭 的供料。配料系統(tǒng)模擬屏，見圖2。

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

5)根據(jù)自動測的硅砂水分進行模數(shù)轉(zhuǎn)換后自動計算出配合料水分，并通過PLC程序自動計算出硅砂的 配方用量，大大提高了配料精度。

6)檢測到金屬廢料時發(fā)出聲光報警，并自動排除廢料直到無金屬檢測出。

7)實現(xiàn)了自動驗秤，操作員只要點動上位機上的自動驗秤按鈕，系統(tǒng)就會自動對各臺秤進行檢驗，并自 動保存驗秤的數(shù)據(jù)，可隨時翻閱打印。

8)在配料過程中只要點擊上位機畫面上的暫停按鈕即可暫停稱量系統(tǒng)，恢復(fù)稱量繼續(xù)進行。配料次數(shù) 可隨意設(shè)定，自動停止配料。

9)在同一系統(tǒng)中可對一種物料進行減量法和另外多種物料進行增量法稱量。

10)設(shè)備發(fā)生故障時先報警再自動停機保護。

1.5與國內(nèi)外同類先進軟件相比

目前工業(yè)控制系統(tǒng)己經(jīng)由現(xiàn)場總線逐步向工業(yè)以太網(wǎng)方向轉(zhuǎn)移。以太網(wǎng)接口通用性強，和上級管理軟 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間來更新。所以，現(xiàn)在許多系 統(tǒng)都是現(xiàn)場總線和工業(yè)以太網(wǎng)并用。

此套系統(tǒng)、儀表和P L C的連接采用西門子現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)P r o f〗b u s，和上級系統(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、實際使用方便，而且功能齊全，達到了行業(yè) 內(nèi)先進水平，同時相對于國外同類先進軟件系統(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)險提高效率的同時，為業(yè)主大大提高了經(jīng)濟效益。

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

2.1新加電子秤的設(shè)計

從設(shè)計角度上來講，就是在配料系統(tǒng)中增加一臺電子秤。首先要考慮的是布局，原料車間空間狹促，新 增料倉的位置、高度、樓面開孔的位置、集料皮帶的位置都需要現(xiàn)場實地的測量，確保新秤不與其他設(shè)備相干 涉，新開孔洞必須錯開土建承重梁。如果需要搭建鋼平臺，現(xiàn)場務(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期的設(shè)備安裝，原料車間的粉塵、噪音會給安裝 帶來一定的困難。因此，安裝人員必須做好相應(yīng)的防護工作，必須在保證不影響正常生產(chǎn)的情況下進行作 業(yè)，嚴(yán)禁觸碰其他稱量設(shè)備。安裝時本著從上到下的順序一步一步按圖施工，對易損物件做好保護，在進行 電焊作業(yè)時要注意接地線務(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 大電流足以擊穿電子秤的稱重模塊，如果這樣會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，因為不能影響到正常的配料生產(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。因為工期的原因又必須保證進度，我們制定了詳細(xì)的調(diào)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、振動料斗等設(shè)備進行試車的同時，對氣缸等執(zhí)行元件進 行調(diào)試。在對反饋信號進行比對的同時，對電子秤進行校驗。

3.新加電子秤電氣的設(shè)計安裝和調(diào)試

3 .1 電氣設(shè)計

首先，電氣設(shè)計過程中應(yīng)積極與廠方技術(shù)人員核對、交流。在原有圖紙上把新增及需要改動的圖紙做好 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)場只 需把安裝板裝到控制柜里，把外圍動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好孔，放好線，做好準(zhǔn)備工作。由于現(xiàn)場調(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)試不會帶來太多的麻煩。新加秤控制回路 安裝板，見圖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)試只能等窯頭料倉打滿后至窯頭料倉料位下限之前這段時間內(nèi)進行，調(diào)試時間最好控制在2h之內(nèi)。 要確保在線加電子秤的成功，關(guān)鍵是要有一個全面詳細(xì)的調(diào)試計劃，并逐項與工廠技術(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，分成幾類：）有源輸入：接地開關(guān)等。2)無源輸入：行程開關(guān)，繼電 器接點等。3)有源輸出：給料機等執(zhí)行機構(gòu)。4)無源輸出：執(zhí)行機構(gòu)等。5)其它：稱重儀表等。

在配料間隙時，根據(jù)分類分別并入新控制系統(tǒng)中。為安全起見，交流控制電源要取同相位，在安裝檢查 完之后，逐一進行手動調(diào)試，把控制和反饋以及P L C的接點都核對正確，為自動配料調(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。手動調(diào) 試完成后，把窯頭料倉打滿，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進行一次自 動配料，正常后再自動運行整個新配料系統(tǒng)并配好兩副料。若通訊過程中有問題，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。我們這次在蕪湖信義玻璃廠加秤時由于準(zhǔn)備充分、安裝仔細(xì)、通 訊順利，一共用了不到1 h就完成了整個過程，得到了業(yè)主的肯定。

5.結(jié)語

按傳統(tǒng)方法加秤，要先降低拉引量，會影響幾天甚至更長時間的產(chǎn)量，產(chǎn)量降低就意味著產(chǎn)值降低，業(yè)主 損失可能多達上百萬元，更有甚者在加秤的過程中出現(xiàn)問題，造成配合料中斷，不得不被迫加碎玻璃，造成很 長時間都出不了好玻璃。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、減低了損失，又增加了企業(yè)的競爭力。到目前為止，己在廣東虎門信義、蕪湖信義二期中完成了在線加電子秤，設(shè)備運轉(zhuǎn)正常，受到用戶的一致好評。同時，己與思可達等 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。