球磨生产过程信息化相结合综合管控平台设计
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇球磨生产过程信息化相结合综合管控平台设计范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
摘要：本文主要介绍了计算机自动控制和管理陶瓷球磨生产过程的原理、设计和安装工艺及其技术，阐述了自动控制和管理陶瓷坯料投料至球磨生产过程的相关设备参数设定及其工艺要求，并分析了系统对该生产过程的制控以及提升产品质量和降低能耗的情况。
关键词：喂料机；球磨；信息化；RS485
1 前言
球磨工序是陶瓷生产的主要环节之一，也是陶瓷生产过程中耗能较高和比较复杂的环节。保证为后续环节提供高质量的原料，并控制好能耗，是球磨工序三维主要任务。球磨生产过程结合信息化综合管理平台，以先进的计算机技术结合球磨工艺提升生产过程管理。以先进的监控设备为基础，整合技术和设备融合，实现生产过程各个设备的实时状態监控和管理；实现了工艺人员对生产坯料配方的远程管理，以及对配方生产的各个关键环节的自动监控：实现了从原料到浆料的生产环节自动追踪，以及管理人员对个球磨运行状態和能耗情况的监管；有效提高了工作效率，提高了企业的管理水平，提升了企业的核心竞争力。
2 总体规划与具备的功能
该生产过程综合管理平台采用三级网络结构：以企业级系统管理软件为中心；车间级数据采集工作站为中间层；生产线上的监控前端、RS485和以太网为通讯平台（如图1所示），组成一个技术先进、功能齐全、实时性高、网络化、自动化的球磨生产线信息化综合管理平台。系统所实现的主要功能如图2所示。
（1）工艺配方管理
工艺配方管理的主要功能为编辑工艺配方，并发送给喂料机监控前端。
（2）配料过程控制
配料过程控制的主要功能为喂料机监控前端。控制配料员按照配方文件精确配料，并记录配料结果。
（3）球磨实时监测
球磨实时监测的主要功能为实时监测球磨机的电流、电压、功率、功率因数等参数，识别球磨当前状態（如：进球、开球、停球等）以及正在执行的配方单。
（4）生产流程跟踪
生产流程跟踪主要功能为跟踪一个配方从配料到放浆的完整过程，并记录实际原料配比、球磨时间、化验结果以及用电量等数据。
（5）数据存储
数据存储的主要功能为存储喂料机、球磨机的生产和能耗数据。
（6）生产数据统计分析
生产数据统计分析的主要功能为查询历史生产数据，如：配方执行流程、原料消耗等情况。
（7）能耗监测绩效考核
能耗监测绩效考核的主要功能为提供丰富的报表功能，按设备统计能耗情况，为合理安排错峰生产提供重要参考；按生产统计能耗情况，为考核提供重要依据。
3 具体实现
3.1监控前端
监控前端安装在生产线现场，对设备状態进行实时监测，包括喂料机监控前端和球磨机监控前端。
3.1.1喂料机监控前端
各喂料机除有称重功能外，还增加数据采集和流程控制设备，主要由LED显示屏、PLC和智能终端（ARM9+WinCE6.0的人机交互界面）组成（如图3所示）。该模块既可独立工作，又可以无缝融入整个信息化平台，实现统一管理。
其主要功能有：
（1）数据交互
数据交互基于RS485总线开发的专用通讯接口可以接收工艺人员通过系统管理软的客户端发送的配方文件，传输喂料机实时状態和配料数据等内容到数据库数据采集工作站。
（2）配方管理
配方管理存储来自工艺人员发送的配方文件或在智能终端上直接录入配方文件，生产人员按照生产要求直接调用所需要的配方文件。
（3）配料监控
根据生产人员所调用的配方文件和采集到的数据通过运算，在LED显示屏上显示出当前正在进行的配方名、物料名和需配重量，配料人员必须按照LED提示进行配料操作，否则系统会产生报警信息直到配料正确。
（4）数据缓存
数据缓存主要为缓存配方文件和已经完成的配料数据。
3.1.2球磨机监控前端
各球磨机监控前端按照无人值守设计理念，可完成进球球号、球磨机启停、球磨机电力参数的自动监控功能。相关设备有开关量输入模块、光电开关、多功能电子电表。
其主要功能有：
（1）进球球号检测
进球球号检测为每台球磨机的入口安装一组光电开关，根据球磨机进料口的光电开关状態、输送带状態和喂料机状態判断出原料的进球球号。
（2）球磨机启停检测
球磨机启停检测为每台球磨机的开关安装开关量采集模块，根据返回的开关状態可判断球磨机的启停状態。
（3）电力参数监测
电力参数监测为每台球磨机安装多功能的电子式电表，实时监控球磨机的电流、电压、功率、功率因数以及用电量。
3.2数据采集工作站
数据采集工作站基于VC++和SQL Server开发，为保证数据实时性与稳定性，工作站设计连接的喂料机监控前端不超过4个，球磨机监控前端不超过64个。工作站通过RS485总线与各监控单元连接（如图4所示），所有的前端喂料机、球磨机等设备使用图形显示（如图5所示），实时监测各个设备的运行状態和运行参数。
其主要功能有：
（1）实时监控
实时监控通过RS485总线与前端设备实时通讯，将设备状態和电力参数以图形化和图表形式显示。
（2）配方跟踪
配方跟踪通过监控前端反馈喂料机和球磨机状態，分辨其配料时间、进球时间、开球时间、停球时间、实际球磨时间以及耗电量和电费。
（3）数据存储
数据存储是将配料结果、能耗数据等存入平台数据库。
（4）指令转发
指令转发是将来自系统软件客户端的发送配方、删除配方等用户操作转发给前端设备，并将前端设备的执行结果反馈给用户。
3.3系统管理软件
系统软件基于B/S/S三层体系设计（如图6所示），支持WEB服务和数据库服务分布式部署，以支撑大规模应用。系统设计开发遵循J2EE标准，J2EE标准是由SUN、IBM、BEA、ORACLE等许多大型公司共同制定的企业级应用技术框架标准，在企业应用中广泛使用。数据库采用SQL Server，与数据采集工作站共用平台数据库。
系统管理软件的目标如下：
（1）用于分散在各地的分厂生产用电量（球磨机用电量）及成本的集中监控、统计。让经营者能够清晰地了解用电成本，为改进用电成本提供数据支持；
（2）生产远程管理，包括喂料机状態查询、球磨机状態查询、配方新增、配方查询功能。让经营者实时了解设备生产情况，并能管理生产配方：
（3）让生产管理都及时了解各设备的生产情况。为生产计划和排产提供决策依据：
（4）让经营者能够获取生产的统计分析数据，了解配方、原材料、生产部门的情况。
其主要功能有：
（1）基础信息管理
基础信息管理包括机构管理、员工管理、工作站管理、喂料机管理、球磨机管理、电表管理；
（2）生产管理
生产管理包括配方管理、球磨机状態监控、喂料机状態监控；
（3）统计报表
统计报表用电量统计（按机构、年度、季度、月）、电费统计（按机构、年度、季度、月）、球磨机运行统计、配方统计，提供作业明细、报表查询。
4 总结
球磨生产过程信息化综合管理平台是改善和提高球磨生产线生产质量、监测设备运行状况、合理利用电力资源的重要保证。为工艺部门提高了工艺配方管理水平和生产质量跟踪平台；为生产部门合理安排生产计划提供参考；为管理部门的绩效考核和节能降耗提供详细客观的基础数据；为企业的合理规划与科学决策提供重要依据。因此，对生产具有重要的意义。