稱重配料系統方案

一、企業現有生產過程概述

目前，企業配料稱重控制系統的生產工藝基本上是：粉末采用人工稱重駕駛或叉車人工運輸、手工填料、液體稱重測量、人工泵送、反應器一般采用手動變頻啟動、水測量采用當地顯示流量計，需要手動看手動控制開關，從可以看出，企業基本沒有自動測量和傳輸控制設備。

1、配料稱重控制系統現存問題

(1)人工上料，勞動強度大，速度慢；

(2)液體原料采用桶裝稱重計或流量計顯示，桶內殘留物和流量計顯示誤差，導致測量精度差。

(3)整個產品生產過程采用人工控制，勞動強度高，錯誤率高，廢品率高，產品質量控制困難，生產效率低。

(4)系統的布局、控制模式和管理軟件系統需要重新設計和實施，以滿足產品規?；?、**生產的需要。

2.用戶需求分析

(1)產品規模生產要求系統產能*大，穩定性*高；

(2)降低勞動強度，提高計量精度；

(3)固體和液體材料應自動上料和測量；

（4）、每次生產的不同配方（原料配比）均可在電腦上進行操作；

(5)自動控制生產過程。

二、本方案自動給料配料系統由配料稱重控制系統組成

生產線成分主要是水和4中液體成分的混合。測量罐單獨設置，液體原料單獨測量加料?，F場3排攪拌罐分別為1排3個攪拌罐、2排3個攪拌罐和3排5個攪拌罐。

1.四種不同的液體原料分別存放在四個原料罐中；一個水料罐用于臨時儲水和預留用水。3排攪拌罐上部設置5個現場T1個原料計量罐，15個T1臺水計量罐；

2.每個原料罐在每個原料罐的底部(管徑)DN65)，由自動閥和手動閥控制開關，每個液體自動閥安裝在管道出口附近，給料泵負責通過管道進入測量罐，給料泵兩端預留回流管和回流閥（回流管直徑與主管相同），在測量罐進料口安裝自動閥，實現物料**慢進料控制；

3、液體或水可直接通過管道添加到測量罐中。測量罐的四個支撐腳和支撐架基礎之間安裝了稱重壓力傳感器模塊，負責測量進入測量罐的材料重量。支撐架基礎應進行水平調試；

4. 液體原料測量完成后，通過測量罐底部的自動分流裝置自動添加到相應的攪拌罐中。自動分流裝置結構（見圖1）：測量罐總卸料閥后，水平安裝在各攪拌罐的自動分流閥上，連接各分流自動閥的前端進料管，確保卸料后基本無存料。每個攪拌罐的卸料管道的水和液體管道可以合并一條管道，以降低管道材料成本；

5.攪拌后的成品通過反應器底部的管道泵送至成品罐，由自動閥和泵控制；

6.所有成分數據都存儲在控制中心的工控機數據庫中；

7.所有配料過程均由組態軟件監控。通過控制界面的實施過程，生產數據應及時存儲到系統數據庫中，以完成各種生產數據的存儲和分析。同時，還可以實現原材料管理、成品管理、人員管理、合同管理等功能。

三、配料稱重控制系統，系統控制方案

1、在生產現場設置集中控制操作臺。動態稱重計量儀表安裝在操作臺上。六個計量罐支撐腿下部的稱重傳感器數據線與動態計量儀表相連。實時數據由計量儀表通過通信線上傳到控制中心的工業控制機，配方和控制命令由控制中心的工業控制機通過通信線傳輸到儀器和儀器PLC控制器；

2、操作臺內部安裝西門子S系列PLC可編程控制器和繼電器負責控制各自動閥門和泵的啟停；

3.測量儀表在PLC在控制下啟動，在不同的測量階段輸出不同的信號(快投、慢投、卸料等)PLC，由PLC直接控制外部設備；

4.按鈕開關安裝在操作臺上，可實現上述各部分的手動控制；

5.急停按鈕設置在現場操作處和集中控制臺上，兩個急停按鈕串聯，用于緊急停電；

6.由變頻器控制的攪拌罐設有攪拌電機。

四、自動配料灌裝計量系統控制部分

控制系統可實現所有成分測量過程的自動控制，包括啟動和停止閥門、泵、電機、變頻器、測量儀器、信號傳輸、數據記錄、報告處理和打印等。

五、配料稱重控制系統描述

1.配料稱重控制系統的特點

(1)結構簡單，控制邏輯清晰；

(2)采用控制領域的主流產品(如研華工業控制機、西門子或歐姆龍)PLC、施奈德電器件等)，可靠性好，穩定性好；

(3)*特的連續測量技術，效率快，精度高；

（4）操作臺的集中操作和控制一目了然，便于監控和操作，提高了安全性和可靠性，降低了操作員的勞動強度，使操作員不必在分散的測量儀器之間奔波；

(5)操作臺靠近控制柜，控制信號傳輸距離短，可靠性強；

(6)軟件功能強大，可實現生產過程實時直觀監控、各種配方管理、材料短缺提醒、異常報警等功能。

二、 控制過程描述

(1)生產啟動

操作臺配備手動控制按鈕、指示燈和啟動按鈕。用戶可以在操作臺面板上按下按鈕或直接點擊電腦屏幕上的啟動按鈕，手動或自動啟動相應的生產線開始生產。

(2)配方管理

每次生產前，可設置輸入配料的配方，按比例分配所需原材料數量（或缺失，即上次仍使用）。為自動進料提供數據依據。

(3)生產過程動態測量

在生產啟動的同時，PLC將動態測量啟動信號發送給稱重測量儀器，儀器開始收集和顯示每個環節的重量，并在不同的重量階段采用**和慢速進料策略，以提**和測量精度。當達到目標值時，輸出停止測量信號PLC控制關閉相關閥門、泵等。同時，將卸料完成到反應器，測量儀器自動清除和剝落。

(4)存儲配料稱重控制系統的數據

配料結束時，上位機（計算機）存儲實際數據，并可按要求進行一定的精度分析，生成生產統計管理的各種報告。

(5)打印成分稱重控制系統報表

各種所需報表可根據用戶需要在線或離線打印，如成品日產、原材料消耗、原材料庫存、成品庫存等。

3.成分測量過程

動態測量儀器采用動態測量精度控制。當外部運行輸入信號有效時，啟動自動配料過程。

按下啟動按鈕，啟動系統儀器，清除稱重儀器。然后給原材料1(1)#**進料和慢速進料的有效信號，系統打開閥門啟動進料泵，開始1#**進料過程（即同時打開兩個進料閥），儀器隨時跟蹤讀取稱重傳感器信號。當重量接近預設的大值時，儀器將關閉**進料信號，使系統進入1#進料緩慢(關閉閥門)，儀器隨時繼續跟蹤讀取稱重傳感器信號，儀器將判斷料斗重量是否大于或等于1#料目標值—1#材料間隙值。如果大于或等于儀器關閉小投資信號，停止進料過程（所有閥門和進料電機關閉），則測量結束。如果需要在同一個測量罐中累計加載，則開始進料*二種材料。此時，儀器*清除并顯示輸出M2（2#進料)，**進料和慢速進料是有效的，其過程是一樣的。否則，開始向反應器卸料。

依次完成2#、3#進料過程結束后，儀器將顯示料斗中四種材料的重量，儀器輸出卸料信號，系統開始卸料過程。當料斗中的重量等于或小于設定的零區域時，儀器將關閉卸料信號并返回停止狀態（運行輸出無效，暫停輸出無效）。完成一個配料過程。

   材料的初始落差值是根據經驗設定的，然后根據實際測量值逐步接近目標值，使誤差越來越小。

4.配料稱重控制系統管道閥門的管理

配料系統啟動后，系統PLC自動控制順序打開原材料氣動閥和稱重給料閥，同時啟動給料電機，給料自動關閉給料閥和電機，打開給料閥和攪拌電機，原材料開始給料，反應器開始攪拌，反應器攪拌，系統打開反應器給料閥和給料電機，將成品輸送到成品罐，配料結束。灌裝人員可啟動灌裝機，進行桶裝工藝操作。配料過程也可由操作員按工藝要求手動按下操作臺上的閥門和電機按鈕，進行手動配料過程操作。

5.原料罐儲存管理(備選)

靜態液位計（如雷達液位計、超聲波液位計、浮子液位計、壓力液位計等）可安裝在原料罐上，隨時檢測液位變化，控制系統及時跟蹤收集液位高度數據，測量計算原料庫存、進料量、出料量等，生成數據報表，便于原料庫存消耗管理。

6. 控制系統的特點

(1)結構簡單，控制邏輯清晰；

(2)采用控制領域的主流產品(如研華工業控制機、西門子或歐姆龍)PLC、施奈德電器件等），可靠性、穩定性好；

(3)*特的連續測量技術，效率快，精度高；

（4）操作臺的集中操作和控制一目了然，便于監控和操作，提高了安全性和可靠性，降低了操作員的勞動強度，使操作員不必在分散的測量儀器之間奔波；

(5)操作臺靠近控制柜，控制信號傳輸距離短，可靠性強；

(6)軟件功能強大，可實現生產過程實時直觀監控、各種配方管理、材料短缺提醒、異常報警等功能。

7.配料稱重控制系統控制過程描述

(1)生產啟動

操作臺配備手動控制按鈕、指示燈和啟動按鈕。用戶可以在操作臺面板上按下按鈕或直接點擊電腦屏幕上的啟動按鈕，手動或自動啟動相應的生產線開始生產。

(2)配方管理

每次生產前，可設置輸入配料的配方，按比例分配所需原材料數量（或缺失，即上次仍使用）。為自動進料提供數據依據。

(3)生產過程動態測量

在生產啟動的同時，PLC就將動態計量啟動信號發給稱重計量儀表，儀表即開始對各環節的重量進行采集、顯示，并在不同的重量階段采用快投料和慢投料策略，以兼顧提**和計量精度。在到達目標值時，輸出停止計量信號，由PLC控制關閉相關閥門、泵等。同時，將卸料完成到反應器，測量儀器自動清除和剝落。

(4)數據存儲

配料結束時，上位機（計算機）存儲實際數據，并可按要求進行一定的精度分析，生成生產統計管理的各種報告。

(5)打印報表

各種所需報表可根據用戶需要在線或離線打印，如成品日產、原材料消耗、原材料庫存、成品庫存等。

8.配料稱重控制系統的配料測量過程

動態測量儀器采用動態測量精度控制。當外部運行輸入信號有效時，啟動自動配料過程。

按下啟動按鈕，系統儀表啟動，稱重儀表清零。然后給原料1（1#**進料和慢速進料的有效信號，系統打開閥門啟動進料泵，開始1#**進料過程（即同時打開兩個進料閥），儀器隨時跟蹤讀取稱重傳感器信號。當重量接近預設的大值時，儀器將關閉**進料信號，使系統進入1#進料緩慢(關閉閥門)，儀器隨時繼續跟蹤讀取稱重傳感器信號，儀器將判斷料斗重量是否大于或等于1#料目標值—1#材料間隙值。如果大于或等于儀器關閉小投資信號，停止進料過程（所有閥門和進料電機關閉），則測量結束。如果需要在同一個測量罐中累計加載，則開始進料*二種材料。此時，儀器*清除并顯示輸出M2（2#料），快投料和慢投料有效，其過程同上。否則開始卸料到反應釜。

依次完成2#、3#進料過程結束后，儀器將顯示料斗中四種材料的重量，儀器輸出卸料信號，系統開始卸料過程。當料斗中的重量等于或小于設定的零區域時，儀器將關閉卸料信號并返回停止狀態（運行輸出無效，暫停輸出無效）。完成一個配料過程。

   材料的初始落差值是根據經驗設定的，然后根據實際測量值逐步接近目標值，使誤差越來越小。

9.配料稱重控制系統管道閥門的管理

配料系統啟動后，系統PLC自動控制順序打開原材料氣動閥和稱重給料閥，同時啟動給料電機，給料自動關閉給料閥和電機，打開給料閥和攪拌電機，原材料開始給料，反應器開始攪拌，反應器攪拌，系統打開反應器給料閥和給料電機，將成品輸送到成品罐，配料結束。灌裝人員可啟動灌裝機，進行桶裝工藝操作。配料過程也可由操作員按工藝要求手動按下操作臺上的閥門和電機按鈕，進行手動配料過程操作。

配料稱重系統原料罐儲存管理(備選)

靜態液位計（如雷達液位計、超聲波液位計、浮子液位計、壓力液位計等）可安裝在原料罐上，隨時檢測液位變化，控制系統及時跟蹤收集液位高度數據，測量計算原料庫存、進料量、出料量等，生成數據報表，便于原料庫存消耗管理。

六、配料稱重系統自動配料控制系統的優點

1.固態液體材料采用連續動態，**；

2、采用操作臺，使操作人員能夠在控制室監控生產線的工作狀態，完成所有操作，提高工作效率，處理異常情況；

3.稱重儀表的集中安裝使上位機集中和PLC的通信*加便捷、安全、可靠；

4、生產、管理軟件功能強大，可完成各種生產控制和數據管理功能；

5、具有自動、半自動、手動功能，可在突發上位機故障時自行半自動操作，這種方法具有與全自動一樣的精度和可靠性；

6、升級擴充方便。今后如果再需要擴充系統，僅需將新安裝好的系統的傳感器線、閥門控制線拉至控制室，接入操作臺，并在軟件界面上增加相應的功能模塊即可，簡單快捷；

7、具有液位檢測功能。要求，在原料罐和成品罐內可設置投入式液位計或液位開關，可對液位實時監控，避免事故的發生。

七、軟件功能

新的配料系統軟件含生產管理和數據管理兩部分，生產管理主要完成對生產線工況的實時控制和監視，對各種計量數據做采集、存儲，對各種狀態做判別和故障報警。數據管理則對生產數據進行分析、分類存儲、提供查詢、統計功能和應用戶要求編制的各種報表的顯示和打印功能。

八、配料稱重系統，系統擴展性

新建系統可擴展性良好。今后如果在此基礎上擴充生產線或擴充計量點，只需增加所需的計量儀表，并在控制柜的端子上增加相應數量的繼電器、并對軟件適當升級即可。對系統構架和布局均不產生影響。因此，如果必要，建議在操作臺上預留今后可能用到的儀表安裝孔，為美觀起見，可暫用儀表蓋板封住預留孔。

廣州市凱士( ** .)