摘要：在人造板减重法施胶计量监控过程中，采用计算机技术和PID控制方法，完成系统的组态、设计、控制、管理等功能。配料系统把单位时间内物料的前后重量差值转变为瞬时流量信号，以该信号参与流量调节控制并进行物料累计积算管理。具有测量精度高，重复性好，控制稳定等特点。在对施胶系统改造中采用了减重法，应用计算机技术完成系统设计和监控功能。
一、概述
国内制造的人造板生产线，对工艺中胶粘剂、防水剂、添加剂的施放量控制，大多采用开环式人工控制，形成主要原料与胶粘剂、防水剂、添加剂的配比不当，造成产品的质量不稳定，而目前国际上先进的测控方法是采用减重法施胶计量配料系统。减重计量是一种新型的称重流量计量方式，它把单位时间内物料的前后重量差值转变为瞬时流量信号，以该信号参与流量调节控制并进行物料累计积算管理。具有测量精度高，重复性好，控制稳定等特点。在对施胶系统改造中采用了减重法，应用计算机技术完成系统设计和监控功能。
投料系统主要设计完成胶贮罐、固化剂贮罐、热水罐的液位自动测量控制，热水罐、石蜡融化罐，循环水的温度测量控制，胶、石蜡、固化剂中间罐的计量控制，胶、石蜡、固化剂的施放量的减重计量控制，以及各个阀体、各台电机的程序控制，在自动调节控制技术上我们大胆采用了控制技术，取得很好效果。
二、系统组成和功能
在使用计算机喂料系统中，采用分层分布式结构，即由设备控制级、过程监控级和生产管理级组成。利用PLC具有防尘、抗疲、耐高温、抗干扰等优点，作为现场控制。采用工控机作为计算机工作站，各个工作站采用组态软件对系统进行实时监控，并通过实时数据库直接从多个节点，获取并储存高分辨率过程历史数据，形成过程监控。通过实时数据库的客户端工具，对实时数据和历史数据进行分析，利用网络发布工具，将企业及生产信息通过网络的企业内部网互联传递给每一个用户。
1.设备控制级
配料设备控制级直接与现场的各类装置(如变送器，执行器，称重仪表等等)相连，对所连接的装置实施监测、控制，同时还与上一层的计算机相连，接受上一层的管理信息，并向上传送装置的特性数据和采集到的实时数据。在本系统中，控制器是一台S7-314可编程控制器。其主要功能实现对热水罐、胶罐的液位控制，石蜡罐温度控制，对施胶泵、施石蜡泵、施固化剂泵的转速控制，以及各台电机、阀门的逻辑顺序控制。
模拟I/O模块主要完成压力、温度、重量、流量、频率等模拟信号的采集及PID控制输出。数字I/O模块主要完成设备的自锁、起动、停止等信号的采集和控制输出。为了保证整个系统的可靠性，输入输出通道留有很大的冗余。
PLC之间的互联通过MPI接口组成PLC网络，MPI网是采用全局I/O的方式进行全局数据通信，MPI符合RS-485标准。
2.过程监控级
过程控制级是一台西门子工控机，通过PROFIBUS现场总线与PLC相连。由于系统的可靠性、实时性和开放性的要求，各个工作站采用WINDOWSNT4.0WORKSTATION操作系统平台上Wonderware公司的Intouch组态软件运行。Intouch组态软件实现以下功能：
(1).与下位机西门子PLC的通讯：Intouch提供了丰富的I/O服务程序，可以方便的与西门子可编程控制器相连，通讯快速可靠。
(2).工艺图的切换：监控程序提供工艺相关的图形界面。通过按钮可以切换至不同的画面，来展现各个生产工艺部分的生产实际情况和相关的信息。
(3).控制方式的选择：控制系统提供两种远程控制方式，自动控制方式及手动控制方式。可在监控程序的界面上通过点按选择旋钮设定。
(4).设备的手动操作；在监控程序中设置单台设备的远程手动启停功能。手动操作方式作为自动控制操作方式的一种补充为控制系统人为介人提供灵活性。通过鼠标选择欲手动启停的设备后，点按手动启停按钮即完成对该设备的手动操作。
(5).与实时数据库的通讯：控制系统通过以太网与实时数据库定时地传递数据，将实时数据库作为Intouch的历史数据库和I/OSERVER。Intouch和IndustrialSQLServer的通信是采用基
于TCP/IP及WindowsNT上实现的实时通讯协议Suitelink完成。
(6).参数设置：根据生产工艺的变化要求，在线灵活调整工艺参数、电机转速、及控制算法。
(7).报警处理：设备出现故障时，系统将通过报警画面提示操作人员，在报警窗口中记录详细的故障信息，同时将该信息打印出来。报警分为：当前报警记录，历史报警记录。
(8).显示运行的状态：监控程序实时显示正在运行设备的工作电流值，施放胶、石蜡、固化剂的瞬时流量值和累积值，电机的转速，温度、压力及其他运行状态，供操作人员了解系统运行状况。
3.生产管理级
生产现场工控机通过以太网与公司CIMS联网，管理员可通过密码访问该控制站，可快速浏览生产过程中工艺、能耗、质量等情况，方便生产的现代化管理。
三、PID技术的应用
上料系统在控制过程中由于工况复杂多变，纤维测量具有非线性等特点，因此运用PID技术。控制器的工作过程可以描述为：首先将控制器的输入量转化为量，供逻辑决策系统用，决策器根据控制规则决定关系，应用逻辑推理算法得出控制器的输出量，最后经精确计算得到精确的控制值去控制被控制对象。控制器设计的核心是控制规则库的建立，建立规则库常用的方法是根据输入输出数据建立对象的模型，再根据模型提取相应的控制规则，同时借鉴操作规程即对操作人员的经验的总结，并作适当的修改。其基本的控制原则是必须保证控制器的输出能够使系统输出响应的动、静态特性达到最佳。
在人造板生产过程中，向纤维中施加胶，石蜡、固化剂，必须保证三台输送泵准确跟踪纤维量按比例准确添加，才能保证产品质量。因此设计的控制器应具有很高的控制精度和跟踪性能。我们采用控制器，就必须对语言变量取更多的语言值，即分档更细，需要对计算量的加大和规则数的增加。而且规则数的增加有时并不能使控制性能成线性的增加。
四、结束语
总之在减重法施胶计量配料系统中，我们采用了分层分布式结构，选用主流的PLC及工控机硬件，选用Intouch组态软件，采用控制整定PID算法技术，进行总体设计和引用，经生产现场两年多运行以来，控制效果佳，取得了预期的效果。
