酸性硅酮玻璃膠生產(chǎn)工藝監(jiān)控系統(tǒng)設計

杜明娟，吳 云，金太東

（遼寧石油化工大學 信息與控制工程學院，撫順 113001）

0 引言

對于完全由人工操作的來完成的生產(chǎn)過程會造成產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，生產(chǎn)參數(shù)的調(diào)節(jié)和控制困難，難以實際操作，直接造成了不合格產(chǎn)品的出現(xiàn)。再加上數(shù)據(jù)查看和記錄的不方便，查閱歷史數(shù)據(jù)困難，不利于分析不合格產(chǎn)品產(chǎn)生的原因。隨著計算機技術的高速發(fā)展，此類問題得到了很好的解決?，F(xiàn)代流行的工業(yè)控制系統(tǒng)一般由上位機和下位機組成，通常上位機由PC或IPC擔當，負責生產(chǎn)過程的監(jiān)視與控制；而下位機由PLC或其他控制器擔當，主要負責數(shù)據(jù)采集及現(xiàn)場控制。本文主要介紹用組態(tài)王6.53軟件，針對酸性硅酮玻璃膠生產(chǎn)工藝的上位機監(jiān)控系統(tǒng)的設計。

1 組態(tài)王6.53

組態(tài)王軟件是數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件，能提供良好的用戶開發(fā)界面和簡捷的使用方法，已經(jīng)成為流行的工控軟件，在自動控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級的軟件平臺和開發(fā)環(huán)境，其預設置的各種軟件模塊可以非常容易的實現(xiàn)和完成監(jiān)控層的各項功能，并能同時支持多種硬件廠家的計算機和I／O設備，與高可靠的工控計算機(IPC)和網(wǎng)絡系統(tǒng)結合，可向控制層和管理層提供軟、硬件的全部接口，進行系統(tǒng)集成。

組態(tài)王軟件6.53版是目前亞控公司提供的最新組態(tài)軟件版本，該版本在組態(tài)王歷史數(shù)據(jù)庫、歷史趨勢曲線、報表等方面新增很多功能，使所設計的監(jiān)控系統(tǒng)界面更友好，更人性化，易掌握。因此，選擇組態(tài)王6.53作為酸性硅酮玻璃膠生產(chǎn)工藝上位機監(jiān)控系統(tǒng)軟件。

2 酸性硅酮玻璃膠生產(chǎn)工藝

酸性硅酮玻璃膠生產(chǎn)過程及工藝條件（包括溫度、真空度、壓力、時間控制等）簡述如下：

正常生產(chǎn)時，先將配方中全部107膠和1#油總量的一半投入配料罐中，啟動物料泵，當釜內(nèi)物料上升至主軸攪拌時，啟動主軸攪拌，投完料攪拌10分鐘后，開始投入沉淀白炭黑，檢測每一袋白炭黑含水率（共30袋，由此計算出基料脫出水量），同時啟動高速攪拌，邊投白炭黑邊攪拌，隨時觀察主軸攪拌電流表。高值時，停止投白炭黑，將剩余的1#油再投入一半，當電流降至某一個值以下時，繼續(xù)投白炭黑，按此操作投完剩余的沉淀白炭黑和1#油。投完后，關閉進料閥，攪拌20分鐘。開始升溫，外溫設置為160℃，釜內(nèi)物料溫度為80℃時啟動真空泵。物料溫度達135℃時，開始計時，同時監(jiān)測真空度和釜內(nèi)物料溫度(148℃～150℃)，保持4小時，放空釜內(nèi)真空度，然后停真空泵、取樣檢測，如果合格，產(chǎn)品出料。

在生產(chǎn)中，投料口與反應釜在不同樓層，投料人員能以根據(jù)主攪拌電機電流值來判斷投料條件，難以做到投料的準確行和及時性；水分率無檢測控制，易引起水分超標，造成產(chǎn)品固化；釜內(nèi)溫度控制不準，影響反應過程；生產(chǎn)數(shù)據(jù)的記錄需要操作員按時記錄，容易出現(xiàn)記錄錯誤，而且數(shù)據(jù)查詢與分析困難，加重操作人員的工作負擔。

這些問題造成了產(chǎn)品不合格率較高，生產(chǎn)效率低。由于人工操作也很難進行產(chǎn)品質(zhì)量跟蹤和運行指導，勢必實現(xiàn)自動控制及質(zhì)量管理運行指導系統(tǒng)。

3 監(jiān)控系統(tǒng)設計和系統(tǒng)功能

根據(jù)工藝過程的分析，設計監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)結構框圖如圖1所示。生產(chǎn)數(shù)據(jù)經(jīng)模擬量采集模塊轉換成信號進入PLC，PLC與上位機通訊完成數(shù)據(jù)的傳遞，在上位機畫面中可實時對整個生產(chǎn)實現(xiàn)監(jiān)控，同時完成數(shù)據(jù)記錄，操作提示等功能，包括溫度、真空度、電流、轉速等多個測量參數(shù)及其主要參數(shù)的上下限設置，被測參數(shù)隨時受到監(jiān)控，可以根據(jù)設定(如判斷當前工況是否已達到設定工況或某處壓力超過報警壓力等)進行相應事件提示和報警提示，并把相關數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫以備查詢。系統(tǒng)結構框圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)結構框圖

根據(jù)酸性硅酮玻璃膠生產(chǎn)工藝的要求，設置相應的數(shù)據(jù)分析處理部分，該部分主要針對白炭黑的含水率來計算總的含水量，避免了人工計算的過程，數(shù)據(jù)處理結果可直接作為生產(chǎn)過程的參考數(shù)據(jù)，是產(chǎn)品質(zhì)量的一個重要保證。

另外該監(jiān)控系統(tǒng)還設置了管理員權限保護，非相關人員在沒有權限的情況下不可以修改生產(chǎn)中的參數(shù)設置，如參數(shù)報警界限、出料管理等。監(jiān)控系統(tǒng)畫面如圖2所示。

組態(tài)王6.53數(shù)據(jù)報表在運行是通過快捷鍵的操作可以進行行或列的鎖定和解鎖,但操作過程中容易忘記，為了避免這個問題，可在查詢報表之前再建一個輔助報表，通過在畫面屬性命令語言中輸入以下小程序，即可解決這個問題，采用臨時變量的形式，不占用變量使用點數(shù)。

圖2 監(jiān)控系統(tǒng)畫面

該監(jiān)控系統(tǒng)將工藝流程真實的在上位機上顯示，實時采集和顯示工藝參數(shù)，可完成投料提醒，過程操作提示，實現(xiàn)定時控制，水份含量的計算，出料確認等功能。避免了人工記錄數(shù)據(jù)，核算數(shù)據(jù)的過程，節(jié)省了人力，提高了生產(chǎn)的自動化水平，方便了車間的監(jiān)督管理。

4 結束語

采用組態(tài)王6.53設計酸性硅酮玻璃膠生產(chǎn)工藝監(jiān)控系統(tǒng)界面友好，操作簡單，使用方便。該系統(tǒng)運行可靠，維護方便。系統(tǒng)的提示功能為生產(chǎn)操作帶來很大幫助，使產(chǎn)品質(zhì)量得到保證，不合格產(chǎn)品明顯降低。

[1] 陳波,胡代贊,涂淑平.組態(tài)王軟件在冷凝機組性能測試臺中的應用,能源技術,2008(29):31-34.

[2] 北京亞控公司,組態(tài)王6.53用戶手冊,2007.

[3] 張錫義,耿永娟,組態(tài)王在通風機性能實驗平臺中的應用,實驗技術與管理,2007(24):99-101.

[4] 劉金鳳,公銳,王旭東,關顯琦,組態(tài)王在傳感器檢測臺中的應用,自動化技術與應用,2007(26):90-92.

[5] 高慶忠,馬超,孫晉,組態(tài)王在火電機組熱經(jīng)濟性分析系統(tǒng)中的應用,鍋爐制造,2008(2):51-53.