智能化控制在玻璃配料系統的應用

摘 要：針對玻璃高耗能行業，受參數變化和外部干擾嚴重，提出了在自動配料系統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中，采用S7-300及ET200相結合作為整個配料系統的控制、數據的運算、存儲與管理，實現集中監視、分散控制。結果表明：系統穩定，控制效果良好，能耗降低。

關鍵詞：低能耗；智能化能效控制；集中監視

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主要由上料系統、稱量系統、混合輸送系統和中央控制系統組成。通過中央控制系統將各個子系統進行綜合智能控制來達到節能降耗的目的。

1 上料系統

上料由接料斗、給料機、斗提機等設備構成；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、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，實現生產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。該振動給料機結構合理緊湊、重量輕、整體重心偏移較小，安裝維修都很方便。

2 稱量系統

為了保證稱量速度和稱量精度，采用電子秤實時稱量系統，所有加料機均實現快、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。

稱量系統是玻璃配料系統中最關鍵部分，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，同時節約成本，提高時效。

3 混合輸送系統

粉料經稱量系統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

中央控制系統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以人性化的人機交互平臺形式直觀地監視現場的運行狀況并實現自動控制。清晰的畫面描述工業控制現場，同時應用專業軟件開發平臺，完成對工藝現場溫度、壓力、流量、等實時監視，記錄歷史數據，完成生產參數記錄，手/自動狀態、設備狀態、保護狀態系統以聲光報警形式預警，保證系統在全自動控制模式的穩定運行。

（1）工程師操作員站。主要負責監視整個原料處理和配料工藝流程、現場稱量數據、設備狀態；控制設備運行；配料參數調整及操作方式、報警、參數的記錄、顯示與打印。（2）手動控制層。主要用于配料過程的監視、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現場情況、工藝調度要求來直接操控現場設備。（3）就地控制。為了更加快速、靈活地控制現場回路，對玻璃配料生產過程中關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化，系統以窯頭料倉物位為紐帶，將配料生產和熔制生產緊密銜接，完成玻璃原料供給與消耗無縫聯動，杜絕生產狀況誤判，減少滯動、誤動、擾動，提高能效。首先控制系統將S7-300、ET-200集成網絡一體化模式，窯爐、配料系統數據統一儲存、管理和共享。其中，工藝設備的相關參數由過程控制站實時更新存儲，同時將更新后的數據參數另存到PLC主控器的存儲卡中。系統依托對當前設備運行參數的監測引入到生產過程中，在各個工藝轉換點自動修正，使每臺工藝設備在整個系統生產過程中充分發揮單位時間帶來的精度提升，實現最佳配合。

5 軟件與信息技術

系統以能效控制為目的，完成智能化自動配料功能，多方面實現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運行中遇到的問題，這是系統智能化的一個體現。（2）多料方互備功能。這一功能主要體現在備用配方生產線任意切換下的自動運行，保證生產正確科學的連鎖、互鎖及時序關系。（3）時效控制功能。這是區別于普通簡單控制系統的重要指標，不同于單一連鎖、互鎖、時序關系。控制系統完成各個設備橫縱時效運行配合均衡，以提高效率、產品質量、降低能耗。（4）物料特性管理功能。系統將每臺電子秤的每種物料都設計一種一套特性參數管理模塊，包括穩定時間、穩定重量、流量報警等等，實現物料不同，物料性能不同的精確計量優化功能。（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計。可自動轉存為電子表格等通用格式，完成遠程讀取與察看。（6）遠程技術支持功能。通過工業遠程桌面，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 結束語

本文闡述了在玻璃工程中智能控制自動配料系統的一些應用，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高能耗問題，滿足玻璃、化工等領域需求，具有良好的推廣應用前景。

參考文獻：

[1]常發亮，吳有慶，任勝年.一種自動配料系統的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應用。endprint