該文介紹了電子稱量自動配料系統(tǒng)，分析了在線加電子秤的重要性，詳細介紹了設備的電氣設計和安裝 以及軟件的編程和調試。生產(chǎn)實踐證明，該系統(tǒng)安全可靠。

近年來，隨著計算機技術的飛速發(fā)展，我國許多玻璃企業(yè)都先后裝備了玻璃自動配料系統(tǒng)，為提高玻璃 生產(chǎn)的自動化水平、玻璃的產(chǎn)量和質量起到了積極的作用。原料配料系統(tǒng)的精度、均勻度等指標直接影響產(chǎn) 品質量，對于玻璃行業(yè)，在一個窯期內必須日夜不斷地向熔窯連續(xù)供料，受熔窯窯齡的限制，錯失良機往往會 導致錯過一個窯期。隨著市場對玻璃需求的不斷變化，有時需要改變玻璃的顏色，這就需要改變玻璃成分， 加一些小料或著色劑，就要在原有配料系統(tǒng)上加秤。但這往往會對連續(xù)生產(chǎn)的玻璃生產(chǎn)線帶來嚴重影響，傳 統(tǒng)意義上加秤會降低玻璃拉引量，調試只能等窯頭料倉打滿后至窯頭料倉料位下限之前1?2 h內進行。這 樣不僅效率低、時間長，還會有很大風險，甚至導致很長一段時間生產(chǎn)不出合格的產(chǎn)品，給企業(yè)帶來了很大的 損失。

1.電子稱量自動配料系統(tǒng)

1.1系統(tǒng)簡介

原料電子稱量自動配料系統(tǒng)是利用稱重傳感器作為變換元件，把被稱物料的質量按一定的比例關系轉 換成與其相應的電信號，利用稱量顯示控制儀進行模數(shù)轉換和顯示并進行數(shù)據(jù)的通訊和交換，通過計算機和 PLC(可編程控制器）進行一系列過程控制和監(jiān)控的裝置。該系統(tǒng)在Wm7的計算機平臺上，采用當今先進 的工控軟件（Wmcc)，利用動態(tài)圖形，模擬現(xiàn)場設備運轉狀態(tài)，圖形逼真，操作簡便，對整個原料上料及稱量 系統(tǒng)進行自動實時監(jiān)控。配料數(shù)據(jù)、配料參數(shù)、混合參數(shù)等只需在計算機上根據(jù)提示進行設定。由PLC完 成全部邏輯聯(lián)鎖控制。

1.2軟硬件環(huán)境及通訊

該系統(tǒng)主要由上位機（DELL)、打印機、PLC、稱量顯示儀、稱重傳感器等組成。上位機與PLC通訊采用 工業(yè)以太網(wǎng)，PLC與儀表通訊采用Prfbus DP實現(xiàn)了現(xiàn)場總線向以太網(wǎng)的轉移，使得通訊更可靠、穩(wěn)定。 系統(tǒng)通訊示意圖，見圖1。

1.3軟件的功能

1)該軟件實現(xiàn)對玻璃原料上料、配料稱量工序、混合工序、混合料輸送工序、窯頭倉布料工序的自動控制， 使用SIMATIC集成為一個標準的自動化系統(tǒng)。由中央控制室中的上位機通過STEP7來編程、監(jiān)控、組態(tài)和診 斷，真正實現(xiàn)了上料、配料、輸送、布料的自動化，形成了原料自動配料控制系統(tǒng)，提高玻璃行業(yè)自動化水平。

2)利用工控軟件W m c c實現(xiàn)模擬現(xiàn)場設備運行狀態(tài)、人機對話、自動實時監(jiān)控。

3)自動存儲配方及各原料生產(chǎn)報表，可隨時翻閱打印。

4)對稱量誤差、在線設備故障、稱量超時等系統(tǒng)故障報警，上位機屏幕顯示報警內容并存儲。

5)自動將測得的原料含水率模擬信號轉為數(shù)字信號后，在控制室通過二次儀表顯示，通過PLC程序實 時計算原料用量。

6)通過稱量顯示儀的實時數(shù)字顯示重量，實現(xiàn)對物料數(shù)據(jù)實時監(jiān)控。

1.4軟件的優(yōu)點

1)該軟件系統(tǒng)可實現(xiàn)兩臺上位機對兩條生產(chǎn)線的實時監(jiān)控，互為備用，保證了系統(tǒng)的可靠運行。

2)該軟件系統(tǒng)操作簡單，易于掌握，操作員只需根據(jù)提示進行數(shù)據(jù)輸入、畫面切換、按動按鈕等工作。

3)該配料系統(tǒng)的操作包括自動、半自動及手動三種方式，三種操作模式可靈活切換，便于處理緊急狀況。 自動運行方式下，由P L C依其內部程序對系統(tǒng)進行控制，其配料系統(tǒng)的配料參數(shù)由主機輸入后進行設定，自 動方式下稱量，顯示儀上不需要任何操作。當需要打印配料參數(shù)時，只需在上位機上按下相關按鈕，配料參 數(shù)自動打印。半自動方式是指上位機出現(xiàn)故障的情況下，通過模擬屏上的按鈕實現(xiàn)自動配料，只是不能修改 配方和參數(shù)，可以為維修或更換上位機爭取時間。手動方式一般是在PLC出現(xiàn)故障或其他重大事故的情況 下，無法進行正常的自動配料，這個時候通過模擬屏上的按鈕和稱重顯示儀表來進行手動配料，以保證窯頭 的供料。配料系統(tǒng)模擬屏，見圖2。

4)系統(tǒng)各環(huán)節(jié)配有聲光報警及電腦屏幕自動提示報警內容。

5)根據(jù)自動測的硅砂水分進行模數(shù)轉換后自動計算出配合料水分，并通過PLC程序自動計算出硅砂的 配方用量，大大提高了配料精度。

6)檢測到金屬廢料時發(fā)出聲光報警，并自動排除廢料直到無金屬檢測出。

7)實現(xiàn)了自動驗秤，操作員只要點動上位機上的自動驗秤按鈕，系統(tǒng)就會自動對各臺秤進行檢驗，并自 動保存驗秤的數(shù)據(jù)，可隨時翻閱打印。

8)在配料過程中只要點擊上位機畫面上的暫停按鈕即可暫停稱量系統(tǒng)，恢復稱量繼續(xù)進行。配料次數(shù) 可隨意設定，自動停止配料。

9)在同一系統(tǒng)中可對一種物料進行減量法和另外多種物料進行增量法稱量。

10)設備發(fā)生故障時先報警再自動停機保護。

1.5與國內外同類先進軟件相比

目前工業(yè)控制系統(tǒng)己經(jīng)由現(xiàn)場總線逐步向工業(yè)以太網(wǎng)方向轉移。以太網(wǎng)接口通用性強，和上級管理軟 件容易連接。但現(xiàn)在工業(yè)用儀表具有以太網(wǎng)接口的不多，制造廠商需要一段時間來更新。所以，現(xiàn)在許多系 統(tǒng)都是現(xiàn)場總線和工業(yè)以太網(wǎng)并用。

此套系統(tǒng)、儀表和P L C的連接采用西門子現(xiàn)場總線標準P r o f〗b u s，和上級系統(tǒng)的連接采用工業(yè)以太網(wǎng)。 在軟件控制及使用上與同類軟件相比直觀易懂、操作者易于掌握、實際使用方便，而且功能齊全，達到了行業(yè) 內先進水平，同時相對于國外同類先進軟件系統(tǒng)，成本節(jié)約了近50%?70%。

了解了原料電子稱量自動配料系統(tǒng)，下面以蕪湖信義玻璃廠為例，介紹在線加電子秤的新方法和新思 路，此法在規(guī)避風險提高效率的同時，為業(yè)主大大提高了經(jīng)濟效益。

2.新加電子秤相關設備的設計安裝和調試

2.1新加電子秤的設計

從設計角度上來講，就是在配料系統(tǒng)中增加一臺電子秤。首先要考慮的是布局，原料車間空間狹促，新 增料倉的位置、高度、樓面開孔的位置、集料皮帶的位置都需要現(xiàn)場實地的測量，確保新秤不與其他設備相干 涉，新開孔洞必須錯開土建承重梁。如果需要搭建鋼平臺，現(xiàn)場務必留出行走通道及設備檢修空間。

2.2新加電子秤的安裝

設備的安裝階段是最重要的環(huán)節(jié)，此階段不同于籌建時期的設備安裝，原料車間的粉塵、噪音會給安裝 帶來一定的困難。因此，安裝人員必須做好相應的防護工作，必須在保證不影響正常生產(chǎn)的情況下進行作 業(yè)，嚴禁觸碰其他稱量設備。安裝時本著從上到下的順序一步一步按圖施工，對易損物件做好保護，在進行 電焊作業(yè)時要注意接地線務必連接在焊件上，不可隨意搭接，尤其不可就近接于其他設備上。電焊產(chǎn)生的強 大電流足以擊穿電子秤的稱重模塊，如果這樣會使電子秤失效從而影響配料生產(chǎn)，一旦出現(xiàn)窯頭斷料的情況 必將造成重大經(jīng)濟損失。

2.3新加電子秤的調試

調試階段同樣不可忽視，因為不能影響到正常的配料生產(chǎn)，所以調試只能安排在配料的間隙中，通常每 8 h只有2h的空檔可以使用。因為工期的原因又必須保證進度，我們制定了詳細的調試計劃，把多項工作 合并后加派人手，再分成若干小組。在對喂料螺旋、振動料斗等設備進行試車的同時，對氣缸等執(zhí)行元件進 行調試。在對反饋信號進行比對的同時，對電子秤進行校驗。

3.新加電子秤電氣的設計安裝和調試

3 .1 電氣設計

首先，電氣設計過程中應積極與廠方技術人員核對、交流。在原有圖紙上把新增及需要改動的圖紙做好 標記，再一并與原控制柜相同尺寸的小安裝板上把新加秤的控制回路、端子做好后，通電調試，這樣到現(xiàn)場只 需把安裝板裝到控制柜里，把外圍動力和控制線按圖紙接到端子上就可以了，大大的降低了出錯的幾率，也 提高了速率。其次，先把圖紙傳給廠方技術人員讓他們按圖紙開好孔，放好線，做好準備工作。由于現(xiàn)場調 試新的控制系統(tǒng)及軟件容易影響生產(chǎn)，因此P L C及系統(tǒng)軟件應全部在模擬的環(huán)境下調試運行，有條件的話，可以讓工廠技術人員參與模擬調試。至此，確保系統(tǒng)的安裝與調試不會帶來太多的麻煩。新加秤控制回路 安裝板，見圖3。

3.2電氣安裝調試

首先，把不影響原配料系統(tǒng)正常工作的安裝工作提前完成，如現(xiàn)場設備的安裝及接線、新加控制系統(tǒng)電 氣元器件的安裝及接線、儀表的開孔及安裝等。其次，安裝改造期間不能影響熔窯的正常生產(chǎn)（即正常供 料），調試只能等窯頭料倉打滿后至窯頭料倉料位下限之前這段時間內進行，調試時間最好控制在2h之內。 要確保在線加電子秤的成功，關鍵是要有一個全面詳細的調試計劃，并逐項與工廠技術人員核對、交流直至 達成共識。先將原有控制回路挑選出來，分成幾類：）有源輸入：接地開關等。2)無源輸入：行程開關，繼電 器接點等。3)有源輸出：給料機等執(zhí)行機構。4)無源輸出：執(zhí)行機構等。5)其它：稱重儀表等。

在配料間隙時，根據(jù)分類分別并入新控制系統(tǒng)中。為安全起見，交流控制電源要取同相位，在安裝檢查 完之后，逐一進行手動調試，把控制和反饋以及P L C的接點都核對正確，為自動配料調試做好準備。最后， 按新加電子秤的工藝要求將新加的電子秤校驗一下，確保新加電子秤的量程和精度都能滿足生產(chǎn)需求。

4.軟件調試

加秤的核心在于新加的稱重儀表要與原系統(tǒng)通訊正常，所以首先要把通訊聯(lián)接好，這才是關鍵。手動調 試完成后，把窯頭料倉打滿，若有條件可準備一些配合料。在原配料系統(tǒng)停止后，先把新加儀表通電，把做好 的硬件組態(tài)下到PLC中。等通訊正常以后再把程序下到PLC中，接著先把新加的電子秤單獨進行一次自 動配料，正常后再自動運行整個新配料系統(tǒng)并配好兩副料。若通訊過程中有問題，可把原先的組態(tài)及程序重 新下到PLC中繼續(xù)配料，以防止窯頭空倉。我們這次在蕪湖信義玻璃廠加秤時由于準備充分、安裝仔細、通 訊順利，一共用了不到1 h就完成了整個過程，得到了業(yè)主的肯定。

5.結語

按傳統(tǒng)方法加秤，要先降低拉引量，會影響幾天甚至更長時間的產(chǎn)量，產(chǎn)量降低就意味著產(chǎn)值降低，業(yè)主 損失可能多達上百萬元，更有甚者在加秤的過程中出現(xiàn)問題，造成配合料中斷，不得不被迫加碎玻璃，造成很 長時間都出不了好玻璃。所以，我們這次加秤的成功，使許多想加秤又擔心出現(xiàn)上述情況的工廠可以從容的 在原配料系統(tǒng)上安排加秤，從而既規(guī)避了風險、減低了損失，又增加了企業(yè)的競爭力。到目前為止，己在廣東虎門信義、蕪湖信義二期中完成了在線加電子秤，設備運轉正常，受到用戶的一致好評。同時，己與思可達等 玻璃廠簽訂技術應用合同，此外還有不少玻璃廠與我公司聯(lián)系咨詢加秤的相關情況，在玻璃行業(yè)得到了廣泛 應用，并逐步向其他相關行業(yè)推廣。