—、概述
随着现代人们生活水平的不断提高，液体洗诲剂已经成为人们日常生活中不可缺少的洗涤用品.液体洗涤剂原始的生产工艺及落后的制造技术因生产效率低，工人劳动强度大，产品质量稳定性差等因素，已不能满足日益増长的社会要求.近年来以计算机技术为基础，综合了先进的工业称重技术、过程控制技术和计算机网络通讯技术的集散控制配料系统，由于具有自动化程度高、功能强、系统运行可靠、操作方便灵活等优点，有效地提高了产品的生产能力和质量，降低了制造成本和工人劳动强度，并且实现了企业“控制分散，管理集中”的现代化生产模式，从而越来越多的受到日化等行业的认同和重视。
我们根据液体洗涤剂生产新工艺和配料控制的具体要求，釆用集散控制技术研制的“薇体洗涤剂微机控制配料系统”，成功地应用在北京日用化学二厂年产3万吨液体洗涤剂“双加”扩建工程中生产出的“金鱼”牌洗涤剂产品质量达到国家标准
《GB9985-88》中要求的优级品标准，生产能力和配料精度等技术指标完全满足设计要求，
二、硬件系统组成
硬件系统结构如图1所示

硬件系统包括两条生产线，通过上位机、可编程控制器（PLC）、配料控制器、测控仪表及执行机构实现配料过程中的三级控制，满足液体洗涤剂配料工艺流程的要求。
1、上位机监控管理系统
上位机监控管理系统由上位机和打印机组成.上位机是配料系统的核心.为了确保系统的稳定性和可靠性，选用威达PSC-586VGAZ工业控制计算机作为上位机.其中CPUPentiuml33,硬盘L08G,内存16M,软驱1.44M,显示卡L3Tri64,显示器Luraluny20wSVGA,另配有两块MOSA320C8路智能通讯卡.上位机通过通讯模块、智能通讯卡与可编程控制器、配料控制器按RS232协议进行通讯。操作人员通过上位机显示器进行人机对话操作，完成配方的修改与确认，配料系统的启动及停止等工作.显示器动态画面可以显示原料贮罐、高位槽、成品贮罐的粒位、称重系统工作情况与称重结果、执行机构等外围设备运行状况等，对配料系统工艺流程进行真实描述,实现实时监控。Canon4500型打印机输岀各种原料用量和成品产量的日、月、年统计报表，完成管理工作.
2,可编程序控制器(PLC).
系统选用日本三菱公司FX2系列的PLC,根据上位机和配料控制器及测控仪表的指令和信号，按照生产工艺和配料流程的要求，在相应软件的支持下对执行机构进行逻辑控制。PLC的主机为FX2-128MR,配有一块Fx-48ER扩展单元，五块FxT6EX扩展模块及一块FX-232AW的RS232接口单元。PLC通过RS232接口单元将执行机构运行状况、工艺流程执行情况等信号传递给上位机，用于实现实时监控功能。
3、称重系统
称重系统是由配料控制器和称重单元(称重料斗)两部分组成的，用于完成配料系统对七种原料的称量与配料控制。系统结构如图2所示。

配料系统A,B两条液体洗涤剂生产线各选用4台目前世界上最小的配料控制仪表-CB920配料控制器.CB920集重量显示器与配料控制器于一体，可控制四种不同种类的物料进行配料，所有物料具有各自的粗计量、精需计星和过冲量补偿.配方等数据既可通过面板按键输入存储，也可通过RS232接口由上位机设置.由于釆用了90年代最新技术的△-£模/数转换器，转换速率达到每秒120次，因此特别适用于动态计量和配料控制。在配料过程中，CB920由PLC启动进行配料控制工作，显示器按总重和净重两种方式显示称量结果，并通过RS232接口不断地将称量数据传递给上位机进行重量显示和数据统计.
称重单元是由不锈钢材质的计覺罐或配制罐作载体，与三只称重传感器及一只接线盒共同构成的。A、B两条生产线的称重单元各包括3个计量罐和一个配制罐，总计8个称重单元.其中计量罐由S型称重传感器吊挂在金属结构架上，由于所制罐配有搅拌电机而釆用浮动、半浮动和固定的压式传感器称重模块固定在水泥基础上.称重传感器和接线盒均选用METTLERTOLEDO公司的产品。传感器通过接线盒与配料控制器CB92O连接，将计量罐与配制罐中物料的实际重量传递给CB920进行配料控制。
4、测控仪表与测量传感器
测控仪表与测量传感器用于对配料系统中循环厢水的温度、饱福蒸汽的压力及流最、原料的温度、液体洗涤剂的酸碱度及原料储罐、高位槽、成品储罐的料位等工况进彳亍数据釆集与监控，并通过PLC与执行机构形成局部闭环控制系统.例如：高位槽原料的供给就是采用料位检测与供料泵组成的闭环控制系统进行控制的。系统包括18个料位计、22套温度计（含6套温度控制仪）,23套压力计（含2套压力变送器）、2套流量计及2壹酸碱度检测仪.
5,执行机构和工况检测

执行机构包括2台搅拌电机，52个气动球阀和8台供料泵。执行机构在PLC控制下完成原料的供给、液体洗涤剂配制过程中的搅拌、循环加热与冷却、成品的输送与存储等工作.工况检测是指配料系统按上位机和配料控制器输出的指令与信号，通过PLC对执行机构所处的工作状况的检测，并结合工艺流程的具体要乘来判断执行机构是否正常工作.执行机构的工作状况和工况检测结果由PLC传递给上位机监控％
6、控制柜
三个台式控制柜置于中控室，前面板包括配料控制器、温度、压力、流量、酸碱度测控仪表及上位机显示器。操作台由开关、按钮、指示灯、打印机及上位机键盘组成，控制柜内装有PLC、上位机主机、电源及继电器、接触器等控制元件.工作人员通过操作台选择运行方式、工作生产线、生产过程的启动与停止、完成配方修改、报表打卬等具体工作及工艺流程、设备运行情况等监控工作，进行人机对话操作。
三、软件系统组成
软件系统是由上位机可视组态软件和PLC执行软件两部分组成.
1、可视组态软件
液体洗涤剂微机控制配料系统中采用国内自主开发的实时监控管理软件一可视组态软件VM.VM软件是运行在Windows3.x/findows95平台上的全中文可视开发软件，用亍上位机完成监控管理工作.VM软件由三部分组成：动态数据库、界面和用户程序，其结
VM软件主要完成以下功能：
①同外部设备进行数据变换，实现上位机与外设的通讯
系统釆用Borlandc++3.1按通讯规约开发通讯程序，使配料控制器、PLC与上位机之间完成数据传递.
②生成可视画面，实现人机对话功能
配料系统通过可视动态画面既可以显示称量结果、工艺流程执行情况及外围设备运行状态，又可对配料控制器进行参数设定与修改，从而完成对配料系统的监控。
③输出原料用量及成品产量的统计报表
将配料控制器的称量结果读到动态数据库的某一数据单元，按特定方法运算、存储.当用户需要时形成管理报表输出，完成日、月、年报表的统计管理工作.
2,PLC执行软件
根据用户提供的工艺流程及配料控制的具体要求，PLC控制A、B两条生产线完成自动配料过程，其主要功能如下；
①朦原料蹴位信号跡榊料，
②根据配料控制器CB920的输出信号控制相应执行机构完成8个称重料斗的配料控制。
③按工艺要求完成温度控制.
④对执行机构的动作情况进行检测与监控.
⑤按“先入先岀”原则控制成品贮罐的进料与放料顺序.
⑥与上位机通讯实现配料系统的实时监控。
四、主要功能特点
1、配料系统可按全自动或半自动方式运行.
2、A,B两条液体洗涤剂生产线既可独立工作又可同时工作°
3、工控机与配料控制器均可对配料设定参数进行修改，并实时显示称重结果。
4、配料控制器自动进行落差修正。
5、对所有执行机构进行状态监控.
6、原料用量与成品产量统计报表输出。
7、工艺流程及执行机构工作情况动态画面显示.
8、故障报警时自动进行画面切换并指示报警设备与报警内容.
9、进行多任务实时管理与三级监控.
五、称重方法与配料原理
称最系统在配料过程中是釆用加法称重方式进行配料控制的.所谓“加法称重”就是把原料装入称重料斗，从配料控制器（或称重仪表）上读出的是所加原料的重量.这种方法适用于一个称重料斗中混装几种原料的定量配料控制。基本原理是，由秤体将被称原料的重量传递给称重传感器，称重传感器将输出信号传给配料控制器进行测量和处理后再返过来控制秤体的给料机构，从而形成一个闭环测控系统，以实现完整的配料过程。
为了获得最高的配料准确度通常釆用快速配料、慢速配料和空间落料（落差）三个加料过程.加料过程如图4所示.
把四种原料混合在一个称重料斗中的累加配料过程如图5所示.实线所示是称量系统显示值，是时间函数，虚线所示是四种原料组分累加配料重量。原料组分进入称量料斗中，首先进行快速配料达到设定重薑丽妬慕然房再进行歯&貳原料丽不料结束后配料控制器重新置零，接着原料组分2-4以同样方法配料.液体洗涤剂配料系统中既含有一种原料组分的配料控制，也包括两种原料组分和四种原料组分的配料控制。
六、配料系统运行方式

本系统有三种运行方式：全自动运行方式、半自动运行方式及系统调试状态运行方式,全自动运行方式的启动由上位机完成。通过上位机可进行配料系统各种原料目标量（配方）的修改与确认，显示器组态画面对工艺流程、设备运行情况及各工作环节进行统一监控.对各种原料的用量及成品产蛍进行报表管理。
2、半自动运行方式
半自动运行方式通过控制柜上相应的控制按钮完成启动。半自动运行方式是指配料系统脱离上位机的监控管理，由PLC按照工艺流程的要求自动完成配料过程的逻辑控制。
3、调试状态运行方式
这种方式是根据工艺流程要求，将配料过程硬件程序化，对各种外围设备进行手动操作即可完成配料的运行方式.
七、工艺流程
液体洗涤剂微机控制配料系统A,B两条生产线的配料工艺流程如图6所示.工艺要求将7种原料按顺序配料称重，在配料罐中混合搅拌进行化学反应与物理反应，经过PH值检测、有效物检测及粘度检测并确认合格后送入成品贮罐，完成液体洗涤剂一个陀料周期的生产过程.

八、结束语
目前，有许多国内设计成套的液体洗涤剂配料系统，仍沿用70年代或80年代的工艺、设备与技术，为新型高效洗涤用品的研制与生产带来诸多不便。北京日用化学二厂使用的液体洗涤剂微机控制配料系统是釆用集散控制技术，以计算机技术为基础，工业称重技术为核心的理想的配料系统。自投产一年多以来，运行状况良好，生产出的成品质量全部达标.

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