智能化控制在玻璃配料系统的应用

摘 要：针对玻璃高耗能行业，受参数变化和外部干扰严重，提出了在自动配料系统中智能控制来降低能耗。将智能控制成功应用在玻璃自动配料系统中，采用S7-300及ET200相结合作为整个配料系统的控制、数据的运算、存储与管理，实现集中监视、分散控制。结果表明：系统稳定，控制效果良好，能耗降低。

关键词：低能耗；智能化能效控制；集中监视

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.19.124

0 引言

一般情况下，一套玻璃配料控制系统主要由上料系统、称量系统、混合输送系统和中央控制系统组成。通过中央控制系统将各个子系统进行综合智能控制来达到节能降耗的目的。

1 上料系统

上料由接料斗、给料机、斗提机等设备构成；除碎玻璃、石英砂外的所有化工原料采用电动葫芦单轨行车人工上料。电磁振动给料机用于把颗粒状或粉末状物料从贮仓或漏斗中均匀、连续、定量地给到带式输送机、斗提机等设备中。尤其在自动配料、自动控制等方面，实现生产流程自动化控制和集中控制。在给料时物料运行按抛物线轨迹前进，对给料槽体磨损小。该振动给料机结构合理紧凑、重量轻、整体重心偏移较小，安装维修都很方便。

2 称量系统

为了保证称量速度和称量精度，采用电子秤实时称量系统，所有加料机均实现快、慢两级加料速度。称量时先采用快加方式，当称量值接近设定值时，则采用慢加方式，直到达到设定值停止加料。

称量系统是玻璃配料系统中最关键部分，尤其是一些粉料用量比较小，称量精度要求高。如果采用传统的称量方法，很有可能因称量不准确影响整个配料精度。本系统采用微小量程自动称量装置，为少量散状物料提供一种将加料、称量、排料自动一体化的称量装置。该装置称量时称量部分与其它部分分离，每次称量后称量器被排空，不仅提高了称量精度，同时节约成本，提高时效。

3 混合输送系统

粉料经称量系统称好后放入混料机进行加水（或汽）与定时混合，混合完毕后打开混料机的放料闸板，将混合料放入过渡仓。过渡仓中的粉料与称好的碎玻璃渣同时均匀放入配合料斗提机，将料送入窑头料仓。

4 中央控制系统

中央控制系统可划分为三个控制管理层：工程师操作员站、手动控制中心及远程控制中心。如图1所示。工程师操作员站系统以人性化的人机交互平台形式直观地监视现场的运行状况并实现自动控制。清晰的画面描述工业控制现场，同时应用专业软件开发平台，完成对工艺现场温度、压力、流量、等实时监视，记录历史数据，完成生产参数记录，手/自动状态、设备状态、保护状态系统以声光报警形式预警，保证系统在全自动控制模式的稳定运行。

（1）工程师操作员站。主要负责监视整个原料处理和配料工艺流程、现场称量数据、设备状态；控制设备运行；配料参数调整及操作方式、报警、参数的记录、显示与打印。（2）手动控制层。主要用于配料过程的监视、手动干预；通过从站和控制柜按钮操作人员可以脱离自动流程根据现场情况、工艺调度要求来直接操控现场设备。（3）就地控制。为了更加快速、灵活地控制现场回路，对玻璃配料生产过程中关键的机械电气设备配置就地控制功能完成机旁控制；充分缓解现场控制回路错综复杂性，有利提高设备就地控制性能，提升工作效率。

为了使工艺设备的横向配合达到最优化，系统以窑头料仓物位为纽带，将配料生产和熔制生产紧密衔接，完成玻璃原料供给与消耗无缝联动，杜绝生产状况误判，减少滞动、误动、扰动，提高能效。首先控制系统将S7-300、ET-200集成网络一体化模式，窑炉、配料系统数据统一储存、管理和共享。其中，工艺设备的相关参数由过程控制站实时更新存储，同时将更新后的数据参数另存到PLC主控器的存储卡中。系统依托对当前设备运行参数的监测引入到生产过程中，在各个工艺转换点自动修正，使每台工艺设备在整个系统生产过程中充分发挥单位时间带来的精度提升，实现最佳配合。

5 软件与信息技术

系统以能效控制为目的，完成智能化自动配料功能，多方面实现工艺过程控制的效能管理。

（1）故障自处理功能。故障自处理功能实际上是模仿人为处理故障的方式去自动处理系统运行中遇到的问题，这是系统智能化的一个体现。（2）多料方互备功能。这一功能主要体现在备用配方生产线任意切换下的自动运行，保证生产正确科学的连锁、互锁及时序关系。（3）时效控制功能。这是区别于普通简单控制系统的重要指标，不同于单一连锁、互锁、时序关系。控制系统完成各个设备横纵时效运行配合均衡，以提高效率、产品质量、降低能耗。（4）物料特性管理功能。系統将每台电子秤的每种物料都设计一种一套特性参数管理模块，包括稳定时间、稳定重量、流量报警等等，实现物料不同，物料性能不同的精确计量优化功能。（5）完善的报表与查询功能。除了配料报表的纪录，系统新增设备故障报表等多个历史报表。所有报表可随时任意时段查询并统计。可自动转存为电子表格等通用格式，完成远程读取与察看。（6）远程技术支持功能。通过工业远程桌面，我们可以在千里之外，进行远程诊断和问题的解决，这不仅省去了电话沟通更缩短了问题的处理时间。

6 结束语

本文阐述了在玻璃工程中智能控制自动配料系统的一些应用，通过实践证明本方案是科学可行的，能较好地解决玻璃自动配料系统高能耗问题，满足玻璃、化工等领域需求，具有良好的推广应用前景。

参考文献：

[1]常发亮，吴有庆，任胜年.一种自动配料系统的PLC控制[J].电气传动，2000（04）：55-57.

作者简介：孙燕（1983-），女，硕士，研究方向：主要从事自动控制技术应用。endprint