酸性硅酮玻璃膠生產工藝監控系統設計

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過程會造成產品質量不穩定，生產參數的調節和控制困難，難以實際操作，直接造成了不合格產品的出現。再加上數據查看和記錄的不方便，查閱歷史數據困難，不利于分析不合格產品產生的原因。隨著計算機技術的高速發展，此類問題得到了很好的解決。現代流行的工業控制系統一般由上位機和下位機組成，通常上位機由PC或IPC擔當，負責生產過程的監視與控制；而下位機由PLC或其他控制器擔當，主要負責數據采集及現場控制。本文主要介紹用組態王6.53軟件，針對酸性硅酮玻璃膠生產工藝的上位機監控系統的設計。

1 組態王6.53

組態王軟件是數據采集與過程控制的專用軟件，能提供良好的用戶開發界面和簡捷的使用方法，已經成為流行的工控軟件，在自動控制系統監控層一級的軟件平臺和開發環境，其預設置的各種軟件模塊可以非常容易的實現和完成監控層的各項功能，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)和網絡系統結合，可向控制層和管理層提供軟、硬件的全部接口，進行系統集成。

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

2 酸性硅酮玻璃膠生產工藝

酸性硅酮玻璃膠生產過程及工藝條件（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，同時監測真空度和釜內物料溫度(148℃～150℃)，保持4小時，放空釜內真空度，然后停真空泵、取樣檢測，如果合格，產品出料。

在生產中，投料口與反應釜在不同樓層，投料人員能以根據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，造成產品固化；釜內溫度控制不準，影響反應過程；生產數據的記錄需要操作員按時記錄，容易出現記錄錯誤，而且數據查詢與分析困難，加重操作人員的工作負擔。

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

3 監控系統設計和系統功能

根據工藝過程的分析，設計監控系統，系統結構框圖如圖1所示。生產數據經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據的傳遞，在上位機畫面中可實時對整個生產實現監控，同時完成數據記錄，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及其主要參數的上下限設置，被測參數隨時受到監控，可以根據設定(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，并把相關數據保存到數據庫以備查詢。系統結構框圖如圖1所示。

圖1 系統結構框圖

根據酸性硅酮玻璃膠生產工藝的要求，設置相應的數據分析處理部分，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，數據處理結果可直接作為生產過程的參考數據，是產品質量的一個重要保證。

另外該監控系統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中的參數設置，如參數報警界限、出料管理等。監控系統畫面如圖2所示。

組態王6.53數據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。

圖2 監控系統畫面

該監控系統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，可完成投料提醒，過程操作提示，實現定時控制，水份含量的計算，出料確認等功能。避免了人工記錄數據，核算數據的過程，節省了人力，提高了生產的自動化水平，方便了車間的監督管理。

4 結束語

采用組態王6.53設計酸性硅酮玻璃膠生產工藝監控系統界面友好，操作簡單，使用方便。該系統運行可靠，維護方便。系統的提示功能為生產操作帶來很大幫助，使產品質量得到保證，不合格產品明顯降低。

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