酸性硅酮玻璃胶生产工艺监控系统设计

2010-07-10杜明娟金太东

制造业自动化 2010年6期

杜明娟，吴云，金太东

（辽宁石油化工大学信息与控制工程学院，抚顺 113001）

0 引言

对于完全由人工操作的来完成的生产过程会造成产品质量不稳定，生产参数的调节和控制困难，难以实际操作，直接造成了不合格产品的出现。再加上数据查看和记录的不方便，查阅历史数据困难，不利于分析不合格产品产生的原因。随着计算机技术的高速发展，此类问题得到了很好的解决。现代流行的工业控制系统一般由上位机和下位机组成，通常上位机由PC或IPC担当，负责生产过程的监视与控制；而下位机由PLC或其他控制器担当，主要负责数据采集及现场控制。本文主要介绍用组态王6.53软件，针对酸性硅酮玻璃胶生产工艺的上位机监控系统的设计。

1 组态王6.53

组态王软件是数据采集与过程控制的专用软件，能提供良好的用户开发界面和简捷的使用方法，已经成为流行的工控软件，在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，其预设置的各种软件模块可以非常容易的实现和完成监控层的各项功能，并能同时支持多种硬件厂家的计算机和I／O设备，与高可靠的工控计算机(IPC)和网络系统结合，可向控制层和管理层提供软、硬件的全部接口，进行系统集成。

组态王软件6.53版是目前亚控公司提供的最新组态软件版本，该版本在组态王历史数据库、历史趋势曲线、报表等方面新增很多功能，使所设计的监控系统界面更友好，更人性化，易掌握。因此，选择组态王6.53作为酸性硅酮玻璃胶生产工艺上位机监控系统软件。

2 酸性硅酮玻璃胶生产工艺

酸性硅酮玻璃胶生产过程及工艺条件（包括温度、真空度、压力、时间控制等）简述如下：

正常生产时，先将配方中全部107胶和1#油总量的一半投入配料罐中，启动物料泵，当釜内物料上升至主轴搅拌时，启动主轴搅拌，投完料搅拌10分钟后，开始投入沉淀白炭黑，检测每一袋白炭黑含水率（共30袋，由此计算出基料脱出水量），同时启动高速搅拌，边投白炭黑边搅拌，随时观察主轴搅拌电流表。高值时，停止投白炭黑，将剩余的1#油再投入一半，当电流降至某一个值以下时，继续投白炭黑，按此操作投完剩余的沉淀白炭黑和1#油。投完后，关闭进料阀，搅拌20分钟。开始升温，外温设置为160℃，釜内物料温度为80℃时启动真空泵。物料温度达135℃时，开始计时，同时监测真空度和釜内物料温度(148℃～150℃)，保持4小时，放空釜内真空度，然后停真空泵、取样检测，如果合格，产品出料。

在生产中，投料口与反应釜在不同楼层，投料人员能以根据主搅拌电机电流值来判断投料条件，难以做到投料的准确行和及时性；水分率无检测控制，易引起水分超标，造成产品固化；釜内温度控制不准，影响反应过程；生产数据的记录需要操作员按时记录，容易出现记录错误，而且数据查询与分析困难，加重操作人员的工作负担。

这些问题造成了产品不合格率较高，生产效率低。由于人工操作也很难进行产品质量跟踪和运行指导，势必实现自动控制及质量管理运行指导系统。

3 监控系统设计和系统功能

根据工艺过程的分析，设计监控系统，系统结构框图如图1所示。生产数据经模拟量采集模块转换成信号进入PLC，PLC与上位机通讯完成数据的传递，在上位机画面中可实时对整个生产实现监控，同时完成数据记录，操作提示等功能，包括温度、真空度、电流、转速等多个测量参数及其主要参数的上下限设置，被测参数随时受到监控，可以根据设定(如判断当前工况是否已达到设定工况或某处压力超过报警压力等)进行相应事件提示和报警提示，并把相关数据保存到数据库以备查询。系统结构框图如图1所示。