智能化控制在玻璃配料系統(tǒng)的應(yīng)用

摘 要：針對(duì)玻璃高耗能行業(yè)，受參數(shù)變化和外部干擾嚴(yán)重，提出了在自動(dòng)配料系統(tǒng)中智能控制來(lái)降低能耗。將智能控制成功應(yīng)用在玻璃自動(dòng)配料系統(tǒng)中，采用S7-300及ET200相結(jié)合作為整個(gè)配料系統(tǒng)的控制、數(shù)據(jù)的運(yùn)算、存儲(chǔ)與管理，實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)視、分散控制。結(jié)果表明：系統(tǒng)穩(wěn)定，控制效果良好，能耗降低。

關(guān)鍵詞：低能耗；智能化能效控制；集中監(jiān)視

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.19.124

0 引言

一般情況下，一套玻璃配料控制系統(tǒng)主要由上料系統(tǒng)、稱(chēng)量系統(tǒng)、混合輸送系統(tǒng)和中央控制系統(tǒng)組成。通過(guò)中央控制系統(tǒng)將各個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行綜合智能控制來(lái)達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

1 上料系統(tǒng)

上料由接料斗、給料機(jī)、斗提機(jī)等設(shè)備構(gòu)成；除碎玻璃、石英砂外的所有化工原料采用電動(dòng)葫蘆單軌行車(chē)人工上料。電磁振動(dòng)給料機(jī)用于把顆粒狀或粉末狀物料從貯倉(cāng)或漏斗中均勻、連續(xù)、定量地給到帶式輸送機(jī)、斗提機(jī)等設(shè)備中。尤其在自動(dòng)配料、自動(dòng)控制等方面，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)流程自動(dòng)化控制和集中控制。在給料時(shí)物料運(yùn)行按拋物線軌跡前進(jìn)，對(duì)給料槽體磨損小。該振動(dòng)給料機(jī)結(jié)構(gòu)合理緊湊、重量輕、整體重心偏移較小，安裝維修都很方便。

2 稱(chēng)量系統(tǒng)

為了保證稱(chēng)量速度和稱(chēng)量精度，采用電子秤實(shí)時(shí)稱(chēng)量系統(tǒng)，所有加料機(jī)均實(shí)現(xiàn)快、慢兩級(jí)加料速度。稱(chēng)量時(shí)先采用快加方式，當(dāng)稱(chēng)量值接近設(shè)定值時(shí)，則采用慢加方式，直到達(dá)到設(shè)定值停止加料。

稱(chēng)量系統(tǒng)是玻璃配料系統(tǒng)中最關(guān)鍵部分，尤其是一些粉料用量比較小，稱(chēng)量精度要求高。如果采用傳統(tǒng)的稱(chēng)量方法，很有可能因稱(chēng)量不準(zhǔn)確影響整個(gè)配料精度。本系統(tǒng)采用微小量程自動(dòng)稱(chēng)量裝置，為少量散狀物料提供一種將加料、稱(chēng)量、排料自動(dòng)一體化的稱(chēng)量裝置。該裝置稱(chēng)量時(shí)稱(chēng)量部分與其它部分分離，每次稱(chēng)量后稱(chēng)量器被排空，不僅提高了稱(chēng)量精度，同時(shí)節(jié)約成本，提高時(shí)效。

3 混合輸送系統(tǒng)

粉料經(jīng)稱(chēng)量系統(tǒng)稱(chēng)好后放入混料機(jī)進(jìn)行加水（或汽）與定時(shí)混合，混合完畢后打開(kāi)混料機(jī)的放料閘板，將混合料放入過(guò)渡倉(cāng)。過(guò)渡倉(cāng)中的粉料與稱(chēng)好的碎玻璃渣同時(shí)均勻放入配合料斗提機(jī)，將料送入窯頭料倉(cāng)。

4 中央控制系統(tǒng)

中央控制系統(tǒng)可劃分為三個(gè)控制管理層：工程師操作員站、手動(dòng)控制中心及遠(yuǎn)程控制中心。如圖1所示。工程師操作員站系統(tǒng)以人性化的人機(jī)交互平臺(tái)形式直觀地監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行狀況并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。清晰的畫(huà)面描述工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)，同時(shí)應(yīng)用專(zhuān)業(yè)軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，完成對(duì)工藝現(xiàn)場(chǎng)溫度、壓力、流量、等實(shí)時(shí)監(jiān)視，記錄歷史數(shù)據(jù)，完成生產(chǎn)參數(shù)記錄，手/自動(dòng)狀態(tài)、設(shè)備狀態(tài)、保護(hù)狀態(tài)系統(tǒng)以聲光報(bào)警形式預(yù)警，保證系統(tǒng)在全自動(dòng)控制模式的穩(wěn)定運(yùn)行。

（1）工程師操作員站。主要負(fù)責(zé)監(jiān)視整個(gè)原料處理和配料工藝流程、現(xiàn)場(chǎng)稱(chēng)量數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)；控制設(shè)備運(yùn)行；配料參數(shù)調(diào)整及操作方式、報(bào)警、參數(shù)的記錄、顯示與打印。（2）手動(dòng)控制層。主要用于配料過(guò)程的監(jiān)視、手動(dòng)干預(yù)；通過(guò)從站和控制柜按鈕操作人員可以脫離自動(dòng)流程根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況、工藝調(diào)度要求來(lái)直接操控現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。（3）就地控制。為了更加快速、靈活地控制現(xiàn)場(chǎng)回路，對(duì)玻璃配料生產(chǎn)過(guò)程中關(guān)鍵的機(jī)械電氣設(shè)備配置就地控制功能完成機(jī)旁控制；充分緩解現(xiàn)場(chǎng)控制回路錯(cuò)綜復(fù)雜性，有利提高設(shè)備就地控制性能，提升工作效率。

為了使工藝設(shè)備的橫向配合達(dá)到最優(yōu)化，系統(tǒng)以窯頭料倉(cāng)物位為紐帶，將配料生產(chǎn)和熔制生產(chǎn)緊密銜接，完成玻璃原料供給與消耗無(wú)縫聯(lián)動(dòng)，杜絕生產(chǎn)狀況誤判，減少滯動(dòng)、誤動(dòng)、擾動(dòng)，提高能效。首先控制系統(tǒng)將S7-300、ET-200集成網(wǎng)絡(luò)一體化模式，窯爐、配料系統(tǒng)數(shù)據(jù)統(tǒng)一儲(chǔ)存、管理和共享。其中，工藝設(shè)備的相關(guān)參數(shù)由過(guò)程控制站實(shí)時(shí)更新存儲(chǔ)，同時(shí)將更新后的數(shù)據(jù)參數(shù)另存到PLC主控器的存儲(chǔ)卡中。系統(tǒng)依托對(duì)當(dāng)前設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)測(cè)引入到生產(chǎn)過(guò)程中，在各個(gè)工藝轉(zhuǎn)換點(diǎn)自動(dòng)修正，使每臺(tái)工藝設(shè)備在整個(gè)系統(tǒng)生產(chǎn)過(guò)程中充分發(fā)揮單位時(shí)間帶來(lái)的精度提升，實(shí)現(xiàn)最佳配合。

5 軟件與信息技術(shù)

系統(tǒng)以能效控制為目的，完成智能化自動(dòng)配料功能，多方面實(shí)現(xiàn)工藝過(guò)程控制的效能管理。

（1）故障自處理功能。故障自處理功能實(shí)際上是模仿人為處理故障的方式去自動(dòng)處理系統(tǒng)運(yùn)行中遇到的問(wèn)題，這是系統(tǒng)智能化的一個(gè)體現(xiàn)。（2）多料方互備功能。這一功能主要體現(xiàn)在備用配方生產(chǎn)線任意切換下的自動(dòng)運(yùn)行，保證生產(chǎn)正確科學(xué)的連鎖、互鎖及時(shí)序關(guān)系。（3）時(shí)效控制功能。這是區(qū)別于普通簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的重要指標(biāo)，不同于單一連鎖、互鎖、時(shí)序關(guān)系?？刂葡到y(tǒng)完成各個(gè)設(shè)備橫縱時(shí)效運(yùn)行配合均衡，以提高效率、產(chǎn)品質(zhì)量、降低能耗。（4）物料特性管理功能。系統(tǒng)將每臺(tái)電子秤的每種物料都設(shè)計(jì)一種一套特性參數(shù)管理模塊，包括穩(wěn)定時(shí)間、穩(wěn)定重量、流量報(bào)警等等，實(shí)現(xiàn)物料不同，物料性能不同的精確計(jì)量?jī)?yōu)化功能。（5）完善的報(bào)表與查詢(xún)功能。除了配料報(bào)表的紀(jì)錄，系統(tǒng)新增設(shè)備故障報(bào)表等多個(gè)歷史報(bào)表。所有報(bào)表可隨時(shí)任意時(shí)段查詢(xún)并統(tǒng)計(jì)?？勺詣?dòng)轉(zhuǎn)存為電子表格等通用格式，完成遠(yuǎn)程讀取與察看。（6）遠(yuǎn)程技術(shù)支持功能。通過(guò)工業(yè)遠(yuǎn)程桌面，我們可以在千里之外，進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷和問(wèn)題的解決，這不僅省去了電話溝通更縮短了問(wèn)題的處理時(shí)間。

6 結(jié)束語(yǔ)

本文闡述了在玻璃工程中智能控制自動(dòng)配料系統(tǒng)的一些應(yīng)用，通過(guò)實(shí)踐證明本方案是科學(xué)可行的，能較好地解決玻璃自動(dòng)配料系統(tǒng)高能耗問(wèn)題，滿足玻璃、化工等領(lǐng)域需求，具有良好的推廣應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

[1]常發(fā)亮，吳有慶，任勝年.一種自動(dòng)配料系統(tǒng)的PLC控制[J].電氣傳動(dòng)，2000（04）：55-57.

作者簡(jiǎn)介：孫燕（1983-），女，碩士，研究方向：主要從事自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用。endprint