前言

油漆厂涂料生产，每天都需投入大量的涂料物料等，涂料物料的装卸、储藏、运输、过程中存在着计量困难，管理困难等问题。针对广东华润涂料公司货运涂料装卸生产、输送、计量的现场条件，采用PLC技术设计改造了配料称重计量控制的基础上，又对计量釜涂料配料进行了改造。该称重配料系统由反应釜调色罐（反应罐）、伺服输送、放料闸门、机械手及输送控制系统，构成称重计量输送系统，完成涂料物料输送、计量、装、卸料工作。解决控制涂料计量、输送的同时，上位机软件系统和公司的财务系统联网，实时更新网络数据库，方便财务人员工作，并节省人力物力，实现无纸化办公管理。

一、应用现场概况

反应釜配料系统下设有运输伺服输送，管道将货物运送到堆料现场。

二、装卸反应釜称重自动计量系统的组成与工作原理

1、配料组成

反应釜计量称重配料系统由称重模块、称重仪表、变频器、PLC系统等组成，计量共享一套控制称重配料系统，数据分成称重现场设备和主控室设备两类。其中称重现场由反应釜称重装置、自动阀门、操作箱等设备组成；由PLC控制器、工控计算机和称重仪表组成主控室的控制台。

PLC是一种数字运算操作系统，专为在工业环境下应用而设计。采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。

PLC系统的基本组成：PLC基本组成包括中央处理器（CPU）、存储器、输入/输出接口

（I/O，包括输入接口、输出接口、外部设备接口、扩展接口等）、外部设备编程器及电源模块组成，PLC内部各组成单元之间通过电源总线、控制总线、地址总线和数据总线连接，外部则根据实际控制对象配置相应设备与控制装置构成PLC控制系统。

2、配料工作原理与工作流程

自动计量称重的工作流程如下：

首先，配料处于等待状态，此时放料阀关闭，振动器停止，指示灯熄灭。软件操作人员先在计算机界面填写供货单位、物料名称、运输货号等进料信息，并将控制配料置于起始状态，启动系统。

抓斗或吸盘抓取物料，于反应釜正上方处下料。物料经过滤筛进入反应釜，等到物料完全进入反应釜后，称重仪表称重值稳定，指示灯炫亮，通知抓斗操作人员。工作正在运行，停止加料操作。同时，称重仪表将反应釜中物料的质量称重检测，并累计到物料总量中。

当上述称重过程完成以后，开启放料阀门至一档，物料经过放料阀门落到运料管道，并由运料管道将物料运走。当物料接近放完时，放料阀门完全打开，振动器启动，保障物料彻底泻下。

彻底放料后，阀门关闭，振动器停止，指示等熄灭，返回等待状态，此时又允许抓斗操作人员放料到反应釜。

在整个过程中，计算机软件全程监控各个调色釜的当前称量值和累计量。等到整批货物运输完毕，计算机统计本次进货情况，写入数据库，并打印码单。软件还可以形成统计报表，便于结算和财务统计。

现场设有手动操作控制箱，具备本地和远程控制功能。本地控制时能够实现完全独立于PLC的调胶罐配料进料、放料要求，同时称重仪表能够实现瞬时和累计计量。如果PLC故障状态时，不影响上位机的正常功能，即称重仪表计量时仍然能够进行正常的数据采集和打印。

三、配料结构与技术指标

1、反应罐式称重机构立体三维造型

称重控制系统由锥形反应釜、过滤筛、燃油储罐配料支撑架、静态称重模块、振动器、电液压推杆、位移模块、控制阀门等构成。

2、装卸卧式储罐计量装置结构设计

装卸配料罐自动计量装置包：

设置在反应釜顶部的导料架，用于支撑料仓的支撑，支撑架上制有承重梁，浓缩罐配外侧制有至少四个耳座，每个耳座和承重梁之间设置有称重模块，导料架内壁固定设置有过滤筛，在反应釜底部设置有放料阀门，外壁两侧固定安装有用于控制放料阀门。

外置式电液推杆

计量釜为倒锥形，两侧分别制有一个位于承重梁上方的三向限位器。放料阀门包括两个相配合的摆动封料架，每个摆动封料架与一个外置式电液推杆相连接，每个摆动封料架外侧固定安装有三相振动电机，放料阀门两端制有行程开关。称重模块与称重仪表相连接，外置式电液推杆和三相振动电机与控制系统相连接，称重仪表与计算机工作站相连接。放料阀门下方设置有运料管道。改造后的计量反应釜现场工作状态如下。

3、配料结构设计特点

（1）采用八面顶杆限位；

（2）合金钢称量模块采用柱式称重传感器；

（3）缓冲装置采用特制金属橡胶压铸而成，具有较好的缓冲效果；

（4）设有防翘限位装置和高质量限位开关；

（5）防滞料衬板采用含油稀土尼龙（厚度不小于20mm）；

（6）不锈钢称重模块具有150%的过载能力。

（7）斗支撑架外侧固定安装有检修栏和连接的楼梯，便于检修维护；

（8）反应釜外侧对称安装有两个挂钩葫芦，挂钩葫芦连接有链条和测重砝码，以适应对动态称重模块使用标准砝码进行现场标定；

（9）在反应釜与承重支撑梁之间设计安装龙门架和标准计量模块构成现场检测装置，能让工程人员对反应釜进行随机测试与调试，保证系统随时处于最佳准确度。

4、主要技术指标

（1）反应罐容积≥5m3

（2）最大称量10t

（3）工作电压220VAC

（4）计量方式静态计量

（5）检定和显示分度值2kg

（6）综合准确度Ⅲ级

（7）超载能力150%

四、配料结构和运行可实现的功能

1、称重配料结构

称重配料系统由西门子S7-200系列PLC控制模块，7寸、256色触摸屏，西门子PLC通讯电缆，PLC工控软件，触摸屏软件等组成。天那水称重配料系统的主控柜，数据管理计算机采用研华工控机，计算机软件集成多种信息类型，包括现场设备的运行状态、称重数据、数据的处理和归档等功能。用户可以通过网络数据库获得收货单信息，也可以手动输入物料名称、供货单位、货号称号等信息，建立物料管理数据库。进料完成后，软件保存该次的进货数据，并将数据传入中心数据库。软件支持查看和打印化工特有格式的码单，同时统计和打印发货的总体信息。与PLC的通讯基于标准OPC协议，功能全面，数据可靠，用户可以通过软件上的按钮实现对现场设备的操控。软件的界面可以根据现场控制需要定制。

2、配料运行实现功能

（1）两种模式：自动模式和手动模式。自动模式无需人为干涉，协同控制现场各个设备自动操作，记录采集水渣料运输、称重等数据；手动模式用于检修和调试。

（2）查询设备状态：触摸屏上实时显示当前各设备的运行状态，如仓门的打开或闭合，管道的转动等。

（3）报警功能：在运行过程中实时监控各现场设备，若出现异常，在触摸屏上发出报警信息，提醒操作员采取相应的措施。

（4）联网功能：上位机软件和公司的财务粘合剂称重配料系统联网，实时更新网络数据库，方便财务人员工作，并节省人力物力，实现无纸化办公。

（5）报表打印功能：在收发货完成后，打印该货只的相关记录，如买方单位，货只名称，货物名称，发货日期，发货数量，单价金额等。

（6）数据库：上位机软件建有网络数据库，方便记录和查询货物信息。同时能按需要建立报表，方便统计查看。

五、结束语

应用PLC技术改造的装卸反应釜自动计量装置已在各涂料公司的物料装卸中投产使用，系统运行稳定可靠，安全省力，保证了涂料物料的装卸生产的输送、计量的正常秩序，取得了良好的使用效果，也是PLC技术应用于称重计量控制的成功探索。本装卸系统自动计量装置可适用于三氯化磷、氢氧化钠、氢氧化钠溶液三氯化铝溶液、氯磺酸、丙酮氰醇、硝酸等反应罐装卸的计量控制，具有一定的推广价值。