摘 要

玻璃生產工藝是材料的化學成分的建立和均質化。在連續(xù)生產中的原料成分，準確、 均勻、 穩(wěn)定的條件是玻璃的高質量生產先決條件。特別是隨著材料的制備，需要同時對各種原料準確重質，拌和、 運輸和加工，一旦事故將造成重大經濟損失。準確稱量原料是核心的配料過程中的，由于設備故障或人為因素都容易導致成分錯誤的材料，造成玻璃的質量下降。此外，如果使用人工成分，因為網(wǎng)站灰塵較大，很容易對人體造成損害。因此，，為了提高稱重精度，配料系統(tǒng)，以提高系統(tǒng)的自動化水平和可靠性，對玻璃生產的保護線品質及穩(wěn)定性的生產，改善工作環(huán)境，具有重要的現(xiàn)實意義，提高勞動生產率。因此，自動配料原料是現(xiàn)代玻璃行業(yè)發(fā)展的趨勢。
本文首先對玻璃配料控制的現(xiàn)狀進行分析并且針對其中的問題進行了深入的分析和研究，找出這些問題的影響因素并且采用各種高科技方法試圖進行解決，在做足了理論方面的研究后著手于設計一個玻璃配料控制系統(tǒng)，在首先確定其整體結構的情況下層層深入，利用各種算法、各種技術，旨在提高整個系統(tǒng)的精度，并且最終將計算機與PLC也加入進來得到一個符合預期的系統(tǒng)并將之用于實踐當中，表現(xiàn)良好。 
關鍵詞： 玻璃生產；準確稱量；配料控制；提高精度；PLC
 
ABSTRACT

Glass production was the establishment and homogenization of material chemical composition. In the continuous production of raw ingredients, precise, uniform and stable conditions is a prerequisite for high quality production of the glass. Especially with the preparation of materials, you need accurate heavy on materials, mixing, transporting and processing, once the accident would result in significant economic losses. Accurately weigh the raw materials are key ingredients in the process due to equipment failures or human factors can easily lead to constituents the wrong material, resulting in the decline in the quality of the glass. In addition, if you are using artificial ingredients, because the website larger dust, it is easy to cause damage to the human body. Therefore, in order to improve the accuracy of weighing and batching systems, to improve the level of automation and reliability, protection for glass production line quality and stability of production, improving the working environment, is of great practical significance and increasing productivity. Therefore, the Automatic batching the raw material is the trend of the modern glass industry.
Paper first on glass ingredients control of status for analysis and for which of problem for has in-depth of analysis and research, find these problem of effects factors and used various hi-tech method tries to for solution, in do foot has theory aspects of research hòu started yú design a glass ingredients control system, in first determines its overall structure of situation lower layer in-depth, using various algorithm, and various technology, aimed at improve whole system of precision, Computer and PLC, and will eventually be joined to get a system in line with expectations and to practice and perform well.
Keywords：Glass Production, Accurately Weighed; Control; Accuracy; PLC
 
目    錄

目    錄 3
第1章 緒論 1
1.1 研究背景與意義 1
1.2 國內外研究現(xiàn)狀 1
1.3 本文研究內容 4
第2章 玻璃配料生產工藝及控制系統(tǒng) 6
2.1 玻璃配料生產工藝 6
2.2 玻璃配料稱量方式 8
2.2.1 增量法稱量工藝 8
2.2.2 增量法動態(tài)特性建模 9
2.2.3 增量法稱量性能分析 9
2.2.4 減量法稱量工藝 11
2.2.5 減量法動態(tài)特性建模 11
2.2.6 減量法稱量性能分析 12
2.2.7 配料系統(tǒng)稱量方案確定 13
2.3 玻璃生產對原料配料控制系統(tǒng)的基本要求 13
第3章 玻璃配料系統(tǒng)控制策略的設計 15
3.1 控制系統(tǒng)組成 15
3.1.1 給料系統(tǒng) 16
3.1.2 稱量系統(tǒng) 17
3.1.3 中心控制及通訊系統(tǒng) 17
3.2 控制策略設計 18
3.2.1 邏輯控制設計 19
3.2.2 回路控制設計 20
3.2.3 模糊控制策略設計 20
3.2.4 模糊推理設計 24
3.2.5 精確量分析設計 25
3.3 模糊系統(tǒng)結構設計 26
第4章 玻璃配料系統(tǒng)控制軟硬件設計 30
4.1 PLC程序結構設計 30
4.1.1 系統(tǒng)結構設計 30
4.1.2 控制程序流程 31
4.1.3 上位機程序設計 32
4.2 系統(tǒng)監(jiān)控程序設計 33
4.3 通訊程序設計 35
4.3.1 PLC參數(shù)初始化 35
4.3.2 上位機通訊參數(shù)初始化 38
4.3.3 PLC與上位機通訊流程設計 42
4.4 稱重檢測模塊設計 48
4.5 電機驅動模塊設計 49
4.6 玻璃配料模糊控制的仿真試驗 50
4.6.1 仿真分析 50
4.6.2 仿真試驗 51
第5章 系統(tǒng)測試與誤差分析 54
5.1 運行誤差分析 54
5.1.1 稱重儀表和傳感器的精度 54
5.1.2 配料提前量產生的誤差 55
5.1.3 配料控制系統(tǒng)產生的誤差 55
5.1.4 操作產生的誤差 55
5.2 現(xiàn)場運行效果 56
5.3 運行總結 57
第6章 總結 58
參考文獻 60
致    謝 63
附    錄 64

第1章 緒論

1.1 研究背景與意義

在工業(yè)和農業(yè)生產過程中，一些產品將某些種類的材料按一定比例混合，并且通過復合，混合原料按一定比例的過程中，配料的過程。如果混合比例根據(jù)預先確定的比例，直接影響產品的質量[1]。
同時，質量控制的質量成分直接關系到下游生產的成功。如果成分的質量不符合要求，從原材料、 能源浪費、 嚴重影響產品質量和產量，并因為配料誤差甚至給整個生產事故[2]。因此，為了保證產品質量和生產順利，認可機構有必要提高精度，確保原料配料過程的速度。
如今，隨著計算機技術和自動控制技術的迅速發(fā)展，它離一般生產過程自動化的要求也越來越高。同樣，在稱重領域，提出了人們稱重配料過程"快速、準確、連續(xù)、自動"要求[5]。因此，合理選擇和設計的自動配料稱重方式對原料的實現(xiàn)至關重要。配料控制系統(tǒng)符合現(xiàn)在和廣泛的應用研究的發(fā)展，并取得了許多成功的范例應用程序。
此外，食品、 化工、 喂料，陶瓷行業(yè)離不開配料過程中，必須通過自動配料控制系統(tǒng)，實現(xiàn)生產的自動化。雖然不同的材料和生產工藝，在這些行業(yè)中，但配料控制系統(tǒng)用于完成這項任務基本上是相同的因此，自動控制系統(tǒng)的開發(fā)與研究具有一定的現(xiàn)實意義[6]。
本研究旨在使這些配料車間設備及控制系統(tǒng)，以滿足生產工藝上玻璃原料配料要求，智能化，使系統(tǒng)達到很高的自動化程度，并具有較強。

第6章 總結

本文的研究成果大體如下：
    （1）經過對當前配料控制的現(xiàn)狀的詳細分析研究后優(yōu)化了守舊的配料控制方式，采用先進的兩級控制方式，這種優(yōu)化后的方式能夠使得系統(tǒng)在運行時有自動運行的能力，系統(tǒng)智能度大幅提升.
    （2）對常用的兩種稱量方式也進行了非常詳盡的分析，并且根據(jù)本文研究對象的實際情況找到了最佳選擇。
    （3）對系統(tǒng)的稱重系統(tǒng)中的核心部分進行了優(yōu)化，甚至在某些地方進行了重新的設計。
    （4）運用高科技的總線技術，使得系統(tǒng)現(xiàn)場控制能力大大提升，系統(tǒng)穩(wěn)定性、可控性等性能大大提升。
    （5）由于考慮到系統(tǒng)穩(wěn)定性和精度所以摒棄系統(tǒng)中的加、排料速度控制的雙速法而采用了新型的模糊控制算法以此提高系統(tǒng)精度。
    （6）對系統(tǒng)進行查漏補缺，對系統(tǒng)產生的誤差進行分析，并得出影響系統(tǒng)誤差的各個因素，并給出了解決措施去解決這些問題。將計算機與PLC結合，使得操作者可以使用計算機操控整個系統(tǒng)，大大簡化了操縱系統(tǒng)的難度。
為了提高系統(tǒng)稱量的精度以提高整個系統(tǒng)的精度，本文通過直接替換一個量程更小稱重精度更高的稱重傳感器來解決。先進的總線傳輸也能夠用于系統(tǒng)數(shù)據(jù)的實時傳輸�？偟膩砜矗疚脑O計的系統(tǒng)在各方面都有著良好的表現(xiàn)，能夠作為當前該領域的教科書式的風向標，具有一定的價值。
由于參考文獻與設計者能力的有限，本系統(tǒng)的設計過程當中依然存在一些難以被解決的問題。如原料溫度與均勻度并沒有完全被控制在可接受的范圍內，比如系統(tǒng)中一些原有的誤差還是不能完全地消除，因此系統(tǒng)還是會存在一些精度上的問題。上述這些問題希望可以通過更深入的研究來完善。

參考文獻

[1] 饒磊. 鋼渣熔制微晶玻璃技術研究[D].華中科技大學,2007.

[2] 李長久. 基于PLC的玻璃配料控制系統(tǒng)的研究與設計[D].合肥工業(yè)大學,2008.
[3] 易育強. 冶金廢渣微晶玻璃的研究與制備[D].蘭州理工大學,2007.
[4] 路澤永. 玻璃配料控制系統(tǒng)的研究與設計[D].燕山大學,2006.
[5] 張升曉. 工業(yè)礦渣制備微晶玻璃[D].山東大學,2007.
[6] 何暉. 基于S7-1200PLC高白玻璃配料系統(tǒng)的研究與設計[D].河南理工大學,2012.
[7] 劉進. 基于SCADA的配料系統(tǒng)設計[D].湖北大學,2012.
[8] 韓孝. 玻璃電熔窯投料監(jiān)控及溫度實時控制系統(tǒng)設計[D].燕山大學,2013.
[9] 高杰. 尾礦多孔玻璃陶瓷的制備及其晶化機理研究[D].沈陽建筑大學,2013.
[10] 陰紅梅. 配料過程中自控系統(tǒng)的設計[D].河北科技大學,2013.
[11] 張景穎. 基于PLC玻璃配料系統(tǒng)的研究[D].河南理工大學,2007.
[12] 付邦恕. 玻璃制造企業(yè)CIMS方案設計及關鍵技術研究[D].廣西師范大學,2011.
[13] 侯運彬. 定量稱重配料系統(tǒng)的研究[D].哈爾濱工業(yè)大學,2011.
[14] 魏青. 碎玻璃輸送稱量控制系統(tǒng)的研究與設計[D].武漢理工大學,2012.
[15] 閆坤. 糧油喂料廠配料控制系統(tǒng)的設計與研究[D].南昌大學,2010.
[16] 周容. 全氧燃燒玻璃熔制工藝及其與玻璃性能關系研究[D].武漢理工大學,2010.
[17] 何寧輝. 超白壓延光伏玻璃配料自動控制系統(tǒng)設計[D].武漢理工大學,2010.
[18] 劉勇. 基于PLC配料稱重系統(tǒng)的設計與研究[D].青島理工大學,2012.
[19] 李成鐵. 玻璃配料控制系統(tǒng)及其算法研究[D].東北大學,2011.
[20] 閆保剛. 電石爐配料上料控制系統(tǒng)的研究與設計[D].內蒙古科技大學,2012.
[21] 劉發(fā)偉. 自適應配料控制方法的研究[D].青島科技大學,2012.
[22] 鞠云鵬. 玻璃窯爐控制系統(tǒng)的設計及算法研究[D].青島科技大學,2013.
[23] 吳向松. 超白玻璃磚的生產技術研究[D].齊魯工業(yè)大學,2012.
[24] 郜鵬鵬. 基于PLC的硅鐵配料控制系統(tǒng)的研究與設計[D].蘭州理工大學,2013.
[25] 聶輝. 基于DSP的混料機中三相異步電機節(jié)能控制器的研究[D].武漢理工大學,2013.
[26] 林森. 起爆具生產線自動控制系統(tǒng)的設計[D].杭州電子科技大學,2013.
[27] 常波. 基于現(xiàn)場總線的配料稱重控制系統(tǒng)設計與研究[D].河南理工大學,2010.
[28] 李凱. 玻璃自動配料系統(tǒng)中的電子稱量裝置的研制[D].電子科技大學,2010.
[29] 趙博研. 微波法熔融制備污泥灰微晶玻璃的實驗研究[D].哈爾濱工業(yè)大學,2010.
[30] 徐永興. 礦渣粉磨生產線PLC控制系統(tǒng)研究與設計[D].江西理工大學,2010.
[31] 李嘉佳. 配料車間自控系統(tǒng)的研究與應用[D].河北科技大學,2011.
[32] 張曉軍. 汽車摩擦材料的自動稱料裝置研究[D].吉林大學,2011.
[33] 張端. 玻璃生產中優(yōu)化問題的研究——窯爐保溫優(yōu)化設計和玻璃配合料優(yōu)化計算[D].浙江大學,2002.
[34] 張崇智. PC-PLC配料系統(tǒng)[D].北京工業(yè)大學,2003.
[35] 李云琴. 鉻渣污染控制及資源化利用試驗研究[D].福州大學,2003.
[36] 宋開新. 鈮鉭尾礦微晶玻璃的制備與性能研究[D].福州大學,2003.
[37] 李艷青. 高溫吸波涂層用玻璃基體的研究[D].西北工業(yè)大學,2002.
[38] 姜鵬. 煤矸石微晶玻璃的制備與性能研究[D].福州大學,2004.
[39] 王亞利. 利用唐山地區(qū)鐵尾礦制取微晶玻璃的研究[D].河北理工學院,2004.
[40] 張奕震. 陶瓷配料控制系統(tǒng)[D].廈門大學,2007.
[41] 代春梅. E-玻璃熔化過程中的物化反應及能量消耗[D].大連理工大學,2008.
[42] 董艷麗. 基于PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線的自動配料系統(tǒng)研究與設計[D].武漢理工大學,2008.
[43] 張啟軍. 石膏墻板生產工藝流程分析及自動供料控制系統(tǒng)[D].中南大學,2007.
[44] 李善鋒. 摻Er激光玻璃的光學性質[D].大連理工大學,2005.
[45] 南雪麗. 微晶玻璃的研制[D].蘭州理工大學,2006.
[46] 楊桓. 石膏墻板生產線設備集群化控制系統(tǒng)開發(fā)[D].濟南大學,2014.
[47] 劉柏壯,李軍,鄭歆. 基于自動控制系統(tǒng)單元的型煤生產線設計與建設淺析[J]. 工礦自動化,2009,12:122-124.
[48] 何瑞,賈磊. 基于PLC控制的自動配料系統(tǒng)研究與應用[J]. 微計算機信息,2007,10:86-87+132.
[49] 馮臺活. 淺析PLC/工控機控制模式在攪拌站中的應用[J]. 科技風,2011,14:36.
[50] 胡萬里,董衛(wèi)軍. 基于西門子PLC的耐火廠配料系統(tǒng)設計[J]. 工礦自動化,2010,05:111-113.
[51] 王雷. 碾壓混凝土攪拌站連續(xù)式計量系統(tǒng)的特性研究[D].長安大學,2012.
[52] 陳光化,王健,秦霆鎬,馬世偉,曹家麟. 配料監(jiān)控系統(tǒng)的研制[J]. 上海大學學報(自然科學版),2000,06:555-557.
[53] 張峰,張立勇,郎曉艷. 玻璃窯爐配料系統(tǒng)自動控制的設計與實現(xiàn)[J]. 自動化與儀表,2002,05:32-34.

本文編號：128467