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在橡胶、印钞、油墨等行业的生产中，按固定的配方准确配料是保证产品质量的关键工序之一，配方中除主料量大外，往往还有各种辅助原料，其配比精度常常以克为单位进行调配，准确性对产品的性能和质量影响很大。
配料的现状
长期以来，橡胶、印钞、油墨行业的配料具有以下特点和不足：
◆因辅料品种多，特性复杂，颜色、形状一样，但物理、化学特性不一样的物料很多，一旦操作人员精神稍不集中，很容易配错物料，其后果损失相当严重。
◆人工配料一是劳动强度大，效率低，二是受人为因素的影响，配料精度难以控制，无法保证各批次产品质量的稳定性和均一性。
◆因物料粉料居多，比重小，很容易漂浮在空气中，对环境污染严重，且有些物料还会影响人们的身心健康。
◆传统的给料设备和控制方法难以解决对不同物料实现高精度称量。
针对此一现状，青岛高校软控股份有限公司通过认真分析和归纳，研制“高精度自动配料称量系统”，以实现工业化批量连续生产。该系统集生产工艺、自动配料、光机电一体、是环保、自动控制、计算机监控和管理等技术综合应用的高科技数字化产品。解决了橡胶、印钞、油墨等行业物料品种多、物性复杂、称量精度高、环境污染严重等难题。该系统具有“机电一体、软硬结合、管控兼备”的特点。
配料系统结构
配料系统结构如图1所示，采用多工位、环形结构设计，根据配方设定，多种物料单独、分别同时称量，混合配比，全自动化生产运行方式，降低工人劳动强度，极大地提高了生产效率。采用单料单秤，总秤校验的称量方式，根据物料特性和量程选择高精度的秤和配料控制器，设计了不同形式的加料器，并且设计有校验秤确保了称量精度。 （图片） 每种物料采用相同的控制手段进行单物料称量，多工位并行工作，由上位机统一监控。
三级计算机控制方案
整个配料系统采用多工位、多秤同时工作的方式，对控制系统的实时性要求很高，根据各配料工位操作具有相同动作的特点，设计了三级计算机控制的方案，即设备控制级、系统控制级和管理级，对配料系统进行管理和控制。网络结构如图2。（图片） 3.1设备控制级
设备控制级是整个系统指令的具体执行者，功能是控制单种物料配料的全部动作，采用智能配料控制器，可以按照上位机规定的要求设定称量重量和允许误差值，并能按系统控制指令,自动完成自动称量、给料、破拱、卸料等动作。
3.2系统控制级
控制级是小料称量系统的控制核心，采用工业上专用的PLC作为中心控制计算机，控制整个系统的运行，保证控制系统的可靠性。每台配料控制器，在接到PLC发出的指令后进行操作，每个动作、信号的控制均由PLC进行，控制称量、报警、输送等动作。
在整个控制系统中，分自动工作方式和手动工作方式。自动工作方式，即整个系统的全部动作均自动完成，也就是由计算机控制完成，使系统达到最高的生产效率状态。自动部分由自动称量、自动卸料、集料筐自动输送、自动校验。动作准确连续，严格按工艺要求进行。手动工作方式，主要在系统调试时或系统维护时使用，每个动作由操作按钮控制完成，极大的方便了系统调试和维护。
3.3管理级
管理级采用个人计算机，与控制级、设备级通过现场总线构成小型计算机管理网。主要完成配方管理（其中包括配方输入、配方修改、配方打印、配方复制等）、配方运行（含配方下传、参数下传、配方运行）、数据报表（含日报表、运行记录、物料统计等）、参数设置（含生产量及相关参数），还包括系统运行状态的监视、数据采集、完成生产量、故障提示报警、料仓低料位报警等功能。考虑系统调试维护的方便，现场控制部分分为手动控制和自动控制两种工作方式。手动工作方式就是每个动作由人工操作完成；自动工作方式就是按工艺规定的动作顺序进行，由计算机自动控制完成。通过管理计算机能完全反映出整个系统的运行情况。
统计报表可以对任意时间段各种物料的消耗量进行记录和统计。在以往的人工对物料消耗统计的过程中，工作量大、效率低，还很容易出错，而通过统计报表，实时的对物料的消耗进行记录和统计，可以随时得到任意物料、任意时间段的物料总消耗，大大降低了人员的工作量，提高了统计的准确度，方便了成本核算，为成本核算提共了可靠数据依据。
结论
采用三级计算机控制，通过工业现场总线将分布在各处的配料单元连接起来，实现了配料系统的网络化管理，可以在上位计算机上实现对配方和原材料的管理、对生产进行实时监控及各种数据的汇总报表的管理，具有结构灵活、人机界面好、集控制和管理于一体等优点。该系统功能全面，工作稳定可靠，可以满足各种配料生产的要求，已在“十五”国家重大技术装备载重子午胎成套设备研制“小料自动配料称量系统”和“印钞油墨配料系统”中得到应用。
1/26/2005
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