智能化控制在玻璃配料系統(tǒng)的應用

摘 要：針對玻璃高耗能行業(yè)，受參數(shù)變化和外部干擾嚴重，提出了在自動配料系統(tǒng)中智能控制來降低能耗。將智能控制成功應用在玻璃自動配料系統(tǒng)中，采用S7-300及ET200相結(jié)合作為整個配料系統(tǒng)的控制、數(shù)據(jù)的運算、存儲與管理，實現(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)、稱量系統(tǒng)、混合輸送系統(tǒng)和中央控制系統(tǒng)組成。通過中央控制系統(tǒng)將各個子系統(tǒng)進行綜合智能控制來達到節(jié)能降耗的目的。

1 上料系統(tǒng)

上料由接料斗、給料機、斗提機等設備構(gòu)成；除碎玻璃、石英砂外的所有化工原料采用電動葫蘆單軌行車人工上料。電磁振動給料機用于把顆粒狀或粉末狀物料從貯倉或漏斗中均勻、連續(xù)、定量地給到帶式輸送機、斗提機等設備中。尤其在自動配料、自動控制等方面，實現(xiàn)生產(chǎn)流程自動化控制和集中控制。在給料時物料運行按拋物線軌跡前進，對給料槽體磨損小。該振動給料機結(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 稱量系統(tǒng)

為了保證稱量速度和稱量精度，采用電子秤實時稱量系統(tǒng)，所有加料機均實現(xiàn)快、慢兩級加料速度。稱量時先采用快加方式，當稱量值接近設定值時，則采用慢加方式，直到達到設定值停止加料。

稱量系統(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，稱量精度要求高。如果采用傳統(tǒng)的稱量方法，很有可能因稱量不準確影響整個配料精度。本系統(tǒng)采用微小量程自動稱量裝置，為少量散狀物料提供一種將加料、稱量、排料自動一體化的稱量裝置。該裝置稱量時稱量部分與其它部分分離，每次稱量后稱量器被排空，不僅提高了稱量精度，同時節(jié)約成本，提高時效。

3 混合輸送系統(tǒng)

粉料經(jīng)稱量系統(tǒng)稱好后放入混料機進行加水（或汽）與定時混合，混合完畢后打開混料機的放料閘板，將混合料放入過渡倉。過渡倉中的粉料與稱好的碎玻璃渣同時均勻放入配合料斗提機，將料送入窯頭料倉。

4 中央控制系統(tǒng)

中央控制系統(tǒng)可劃分為三個控制管理層：工程師操作員站、手動控制中心及遠程控制中心。如圖1所示。工程師操作員站系統(tǒng)以人性化的人機交互平臺形式直觀地監(jiān)視現(xiàn)場的運行狀況并實現(xiàn)自動控制。清晰的畫面描述工業(yè)控制現(xiàn)場，同時應用專業(yè)軟件開發(fā)平臺，完成對工藝現(xiàn)場溫度、壓力、流量、等實時監(jiān)視，記錄歷史數(shù)據(jù)，完成生產(chǎn)參數(shù)記錄，手/自動狀態(tài)、設備狀態(tài)、保護狀態(tài)系統(tǒng)以聲光報警形式預警，保證系統(tǒng)在全自動控制模式的穩(wěn)定運行。

（1）工程師操作員站。主要負責監(jiān)視整個原料處理和配料工藝流程、現(xiàn)場稱量數(shù)據(jù)、設備狀態(tài)；控制設備運行；配料參數(shù)調(diào)整及操作方式、報警、參數(shù)的記錄、顯示與打印。（2）手動控制層。主要用于配料過程的監(jiān)視、手動干預；通過從站和控制柜按鈕操作人員可以脫離自動流程根據(jù)現(xiàn)場情況、工藝調(diào)度要求來直接操控現(xiàn)場設備。（3）就地控制。為了更加快速、靈活地控制現(xiàn)場回路，對玻璃配料生產(chǎn)過程中關(guān)鍵的機械電氣設備配置就地控制功能完成機旁控制；充分緩解現(xiàn)場控制回路錯綜復雜性，有利提高設備就地控制性能，提升工作效率。

為了使工藝設備的橫向配合達到最優(yōu)化，系統(tǒng)以窯頭料倉物位為紐帶，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縫聯(lián)動，杜絕生產(chǎn)狀況誤判，減少滯動、誤動、擾動，提高能效。首先控制系統(tǒng)將S7-300、ET-200集成網(wǎng)絡一體化模式，窯爐、配料系統(tǒng)數(shù)據(jù)統(tǒng)一儲存、管理和共享。其中，工藝設備的相關(guān)參數(shù)由過程控制站實時更新存儲，同時將更新后的數(shù)據(jù)參數(shù)另存到PLC主控器的存儲卡中。系統(tǒng)依托對當前設備運行參數(shù)的監(jiān)測引入到生產(chǎn)過程中，在各個工藝轉(zhuǎn)換點自動修正，使每臺工藝設備在整個系統(tǒng)生產(chǎn)過程中充分發(fā)揮單位時間帶來的精度提升，實現(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，完成智能化自動配料功能，多方面實現(xiàn)工藝過程控制的效能管理。

（1）故障自處理功能。故障自處理功能實際上是模仿人為處理故障的方式去自動處理系統(tǒng)運行中遇到的問題，這是系統(tǒng)智能化的一個體現(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運行，保證生產(chǎn)正確科學的連鎖、互鎖及時序關(guān)系。（3）時效控制功能。這是區(qū)別于普通簡單控制系統(tǒng)的重要指標，不同于單一連鎖、互鎖、時序關(guān)系。控制系統(tǒng)完成各個設備橫縱時效運行配合均衡，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)將每臺電子秤的每種物料都設計一種一套特性參數(shù)管理模塊，包括穩(wěn)定時間、穩(wěn)定重量、流量報警等等，實現(xiàn)物料不同，物料性能不同的精確計量優(yōu)化功能。（5）完善的報表與查詢功能。除了配料報表的紀錄，系統(tǒng)新增設備故障報表等多個歷史報表。所有報表可隨時任意時段查詢并統(tǒng)計。可自動轉(zhuǎn)存為電子表格等通用格式，完成遠程讀取與察看。（6）遠程技術(shù)支持功能。通過工業(yè)遠程桌面，我們可以在千里之外，進行遠程診斷和問題的解決，這不僅省去了電話溝通更縮短了問題的處理時間。

6 結(jié)束語

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

參考文獻：

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

作者簡介：孫燕（1983-），女，碩士，研究方向：主要從事自動控制技術(shù)應用。endprint