一、企业现有生产过程概述

目前，企业配料称重控制系统的生产工艺基本上是：粉末采用人工称重驾驶或叉车人工运输、手工填料、液体称重测量、人工泵送、反应器一般采用手动变频启动、水测量采用当地显示流量计，需要手动看手动控制开关，从可以看出，企业基本没有自动测量和传输控制设备。

1、配料称重控制系统现存问题

(1)人工上料，劳动强度大，速度慢；

(2)液体原料采用桶装称重计或流量计显示，桶内残留物和流量计显示误差，导致测量精度差。

(3)整个产品生产过程采用人工控制，劳动强度高，错误率高，废品率高，产品质量控制困难，生产效率低。

(4)系统的布局、控制模式和管理软件系统需要重新设计和实施，以满足产品规模化、优质生产的需要。

2.用户需求分析

(1)产品规模生产要求系统产能更大，稳定性更高；

(2)降低劳动强度，提高计量精度；

(3)固体和液体材料应自动上料和测量；

（4）、每次生产的不同配方（原料配比）均可在电脑上进行操作；

(5)自动控制生产过程。

二、本方案自动给料配料系统由配料称重控制系统组成

生产线成分主要是水和4中液体成分的混合。测量罐单独设置，液体原料单独测量加料。现场3排搅拌罐分别为1排3个搅拌罐、2排3个搅拌罐和3排5个搅拌罐。

1.四种不同的液体原料分别存放在四个原料罐中；一个水料罐用于临时储水和预留用水。3排搅拌罐上部设置5个现场T1个原料计量罐，15个T1台水计量罐；

2.每个原料罐在每个原料罐的底部(管径)DN65)，由自动阀和手动阀控制开关，每个液体自动阀安装在管道出口附近，给料泵负责通过管道进入测量罐，给料泵两端预留回流管和回流阀（回流管直径与主管相同），在测量罐进料口安装自动阀，实现物料快速慢进料控制；

3、液体或水可直接通过管道添加到测量罐中。测量罐的四个支撑脚和支撑架基础之间安装了称重压力传感器模块，负责测量进入测量罐的材料重量。支撑架基础应进行水平调试；

4. 液体原料测量完成后，通过测量罐底部的自动分流装置自动添加到相应的搅拌罐中。自动分流装置结构（见图1）：测量罐总卸料阀后，水平安装在各搅拌罐的自动分流阀上，连接各分流自动阀的前端进料管，确保卸料后基本无存料。每个搅拌罐的卸料管道的水和液体管道可以合并一条管道，以降低管道材料成本；

5.搅拌后的成品通过反应器底部的管道泵送至成品罐，由自动阀和泵控制；

6.所有成分数据都存储在控制中心的工控机数据库中；

7.所有配料过程均由组态软件监控。通过控制界面的实施过程，生产数据应及时存储到系统数据库中，以完成各种生产数据的存储和分析。同时，还可以实现原材料管理、成品管理、人员管理、合同管理等功能。

三、配料称重控制系统，系统控制方案

1、在生产现场设置集中控制操作台。动态称重计量仪表安装在操作台上。六个计量罐支撑腿下部的称重传感器数据线与动态计量仪表相连。实时数据由计量仪表通过通信线上传到控制中心的工业控制机，配方和控制命令由控制中心的工业控制机通过通信线传输到仪器和仪器PLC控制器；

2、操作台内部安装西门子S系列PLC可编程控制器和继电器负责控制各自动阀门和泵的启停；

3.测量仪表在PLC在控制下启动，在不同的测量阶段输出不同的信号(快投、慢投、卸料等)PLC，由PLC直接控制外部设备；

4.按钮开关安装在操作台上，可实现上述各部分的手动控制；

5.急停按钮设置在现场操作处和集中控制台上，两个急停按钮串联，用于紧急停电；

6.由变频器控制的搅拌罐设有搅拌电机。

四、自动配料灌装计量系统控制部分

控制系统可实现所有成分测量过程的自动控制，包括启动和停止阀门、泵、电机、变频器、测量仪器、信号传输、数据记录、报告处理和打印等。

五、配料称重控制系统描述

1.配料称重控制系统的特点

(1)结构简单，控制逻辑清晰；

(2)采用控制领域的主流产品(如研华工业控制机、西门子或欧姆龙)PLC、施奈德电器件等)，可靠性好，稳定性好；

(3)*特的连续测量技术，效率快，精度高；

（4）操作台的集中操作和控制一目了然，便于监控和操作，提高了安全性和可靠性，降低了操作员的劳动强度，使操作员不必在分散的测量仪器之间奔波；

(5)操作台靠近控制柜，控制信号传输距离短，可靠性强；

(6)软件功能强大，可实现生产过程实时直观监控、各种配方管理、材料短缺提醒、异常报警等功能。

二、 控制过程描述

(1)生产启动

操作台配备手动控制按钮、指示灯和启动按钮。用户可以在操作台面板上按下按钮或直接点击电脑屏幕上的启动按钮，手动或自动启动相应的生产线开始生产。

(2)配方管理

每次生产前，可设置输入配料的配方，按比例分配所需原材料数量（或缺失，即上次仍使用）。为自动进料提供数据依据。

(3)生产过程动态测量

在生产启动的同时，PLC将动态测量启动信号发送给称重测量仪器，仪器开始收集和显示每个环节的重量，并在不同的重量阶段采用快速和慢速进料策略，以提高效率和测量精度。当达到目标值时，输出停止测量信号PLC控制关闭相关阀门、泵等。同时，将卸料完成到反应器，测量仪器自动清除和剥落。

(4)存储配料称重控制系统的数据

配料结束时，上位机（计算机）存储实际数据，并可按要求进行一定的精度分析，生成生产统计管理的各种报告。

(5)打印成分称重控制系统报表

各种所需报表可根据用户需要在线或离线打印，如成品日产、原材料消耗、原材料库存、成品库存等。

3.成分测量过程

动态测量仪器采用动态测量精度控制。当外部运行输入信号有效时，启动自动配料过程。

按下启动按钮，启动系统仪器，清除称重仪器。然后给原材料1(1)#快速进料和慢速进料的有效信号，系统打开阀门启动进料泵，开始1#快速进料过程（即同时打开两个进料阀），仪器随时跟踪读取称重传感器信号。当重量接近预设的大值时，仪器将关闭快速进料信号，使系统进入1#进料缓慢(关闭阀门)，仪器随时继续跟踪读取称重传感器信号，仪器将判断料斗重量是否大于或等于1#料目标值—1#材料间隙值。如果大于或等于仪器关闭小投资信号，停止进料过程（所有阀门和进料电机关闭），则测量结束。如果需要在同一个测量罐中累计加载，则开始进料*二种材料。此时，仪器首先清除并显示输出M2（2#进料)，快速进料和慢速进料是有效的，其过程是一样的。否则，开始向反应器卸料。

依次完成2#、3#进料过程结束后，仪器将显示料斗中四种材料的重量，仪器输出卸料信号，系统开始卸料过程。当料斗中的重量等于或小于设定的零区域时，仪器将关闭卸料信号并返回停止状态（运行输出无效，暂停输出无效）。完成一个配料过程。

   材料的初始落差值是根据经验设定的，然后根据实际测量值逐步接近目标值，使误差越来越小。

4.配料称重控制系统管道阀门的管理

配料系统启动后，系统PLC自动控制顺序打开原材料气动阀和称重给料阀，同时启动给料电机，给料自动关闭给料阀和电机，打开给料阀和搅拌电机，原材料开始给料，反应器开始搅拌，反应器搅拌，系统打开反应器给料阀和给料电机，将成品输送到成品罐，配料结束。灌装人员可启动灌装机，进行桶装工艺操作。配料过程也可由操作员按工艺要求手动按下操作台上的阀门和电机按钮，进行手动配料过程操作。

5.原料罐储存管理(备选)

静态液位计（如雷达液位计、超声波液位计、浮子液位计、压力液位计等）可安装在原料罐上，随时检测液位变化，控制系统及时跟踪收集液位高度数据，测量计算原料库存、进料量、出料量等，生成数据报表，便于原料库存消耗管理。

6. 控制系统的特点

(1)结构简单，控制逻辑清晰；

(2)采用控制领域的主流产品(如研华工业控制机、西门子或欧姆龙)PLC、施奈德电器件等），可靠性、稳定性好；

(3)*特的连续测量技术，效率快，精度高；

（4）操作台的集中操作和控制一目了然，便于监控和操作，提高了安全性和可靠性，降低了操作员的劳动强度，使操作员不必在分散的测量仪器之间奔波；

(5)操作台靠近控制柜，控制信号传输距离短，可靠性强；

(6)软件功能强大，可实现生产过程实时直观监控、各种配方管理、材料短缺提醒、异常报警等功能。

7.配料称重控制系统控制过程描述

(1)生产启动

操作台配备手动控制按钮、指示灯和启动按钮。用户可以在操作台面板上按下按钮或直接点击电脑屏幕上的启动按钮，手动或自动启动相应的生产线开始生产。

(2)配方管理

每次生产前，可设置输入配料的配方，按比例分配所需原材料数量（或缺失，即上次仍使用）。为自动进料提供数据依据。

(3)生产过程动态测量

在生产启动的同时，PLC就将动态计量启动信号发给称重计量仪表，仪表即开始对各环节的重量进行采集、显示，并在不同的重量阶段采用快投料和慢投料策略，以兼顾提高效率和计量精度。在到达目标值时，输出停止计量信号，由PLC控制关闭相关阀门、泵等。同时，将卸料完成到反应器，测量仪器自动清除和剥落。

(4)数据存储

配料结束时，上位机（计算机）存储实际数据，并可按要求进行一定的精度分析，生成生产统计管理的各种报告。

(5)打印报表

各种所需报表可根据用户需要在线或离线打印，如成品日产、原材料消耗、原材料库存、成品库存等。

8.配料称重控制系统的配料测量过程

动态测量仪器采用动态测量精度控制。当外部运行输入信号有效时，启动自动配料过程。

按下启动按钮，系统仪表启动，称重仪表清零。然后给原料1（1#快速进料和慢速进料的有效信号，系统打开阀门启动进料泵，开始1#快速进料过程（即同时打开两个进料阀），仪器随时跟踪读取称重传感器信号。当重量接近预设的大值时，仪器将关闭快速进料信号，使系统进入1#进料缓慢(关闭阀门)，仪器随时继续跟踪读取称重传感器信号，仪器将判断料斗重量是否大于或等于1#料目标值—1#材料间隙值。如果大于或等于仪器关闭小投资信号，停止进料过程（所有阀门和进料电机关闭），则测量结束。如果需要在同一个测量罐中累计加载，则开始进料*二种材料。此时，仪器首先清除并显示输出M2（2#料），快投料和慢投料有效，其过程同上。否则开始卸料到反应釜。

依次完成2#、3#进料过程结束后，仪器将显示料斗中四种材料的重量，仪器输出卸料信号，系统开始卸料过程。当料斗中的重量等于或小于设定的零区域时，仪器将关闭卸料信号并返回停止状态（运行输出无效，暂停输出无效）。完成一个配料过程。

   材料的初始落差值是根据经验设定的，然后根据实际测量值逐步接近目标值，使误差越来越小。

9.配料称重控制系统管道阀门的管理

配料系统启动后，系统PLC自动控制顺序打开原材料气动阀和称重给料阀，同时启动给料电机，给料自动关闭给料阀和电机，打开给料阀和搅拌电机，原材料开始给料，反应器开始搅拌，反应器搅拌，系统打开反应器给料阀和给料电机，将成品输送到成品罐，配料结束。灌装人员可启动灌装机，进行桶装工艺操作。配料过程也可由操作员按工艺要求手动按下操作台上的阀门和电机按钮，进行手动配料过程操作。

配料称重系统原料罐储存管理(备选)

静态液位计（如雷达液位计、超声波液位计、浮子液位计、压力液位计等）可安装在原料罐上，随时检测液位变化，控制系统及时跟踪收集液位高度数据，测量计算原料库存、进料量、出料量等，生成数据报表，便于原料库存消耗管理。

六、配料称重系统自动配料控制系统的优点

1.固态液体材料采用连续动态，效率高；

2、采用操作台，使操作人员能够在控制室监控生产线的工作状态，完成所有操作，提高工作效率，处理异常情况；

3.称重仪表的集中安装使上位机集中和PLC的通信更加便捷、安全、可靠；

4、生产、管理软件功能强大，可完成各种生产控制和数据管理功能；

5、具有自动、半自动、手动功能，可在突发上位机故障时自行半自动操作，这种方法具有与全自动一样的精度和可靠性；

6、升级扩充方便。今后如果再需要扩充系统，仅需将新安装好的系统的传感器线、阀门控制线拉至控制室，接入操作台，并在软件界面上增加相应的功能模块即可，简单快捷；

7、具有液位检测功能。要求，在原料罐和成品罐内可设置投入式液位计或液位开关，可对液位实时监控，避免事故的发生。

七、软件功能

新的配料系统软件含生产管理和数据管理两部分，生产管理主要完成对生产线工况的实时控制和监视，对各种计量数据做采集、存储，对各种状态做判别和故障报警。数据管理则对生产数据进行分析、分类存储、提供查询、统计功能和应用户要求编制的各种报表的显示和打印功能。

八、配料称重系统，系统扩展性

新建系统可扩展性良好。今后如果在此基础上扩充生产线或扩充计量点，只需增加所需的计量仪表，并在控制柜的端子上增加相应数量的继电器、并对软件适当升级即可。对系统构架和布局均不产生影响。因此，如果必要，建议在操作台上预留今后可能用到的仪表安装孔，为美观起见，可暂用仪表盖板封住预留孔。

广州市凯士( ** .)