触摸屏盖板玻璃生产线配料系统设计赵学军

触摸屏盖板玻璃生产线配料系统设计赵学军

赵学军

凯茂科技（深圳）有限公司518000

摘要：触摸屏盖板玻璃具有表面硬度高、厚度薄、透过率高、抗冲击性能较好等优点，可应用于手机、数码相机及平板电视等的触摸屏。基于此，本文就围绕触摸屏盖板玻璃生产线配料系统设计展开分析。

关键词：触摸屏盖板玻璃；生产线；配料系统设计

1、原料配料控制系统的发展

1.1早期原料配料系统

早期玻璃厂采用的原料配料称量设备是机械台秤进行称量。核心控制部分采用继电器进行控制。这种系统结构简单、操作方便、价格低廉。但是称量精度低、人工操作劳动强度大、易损部件多、不能自动记录称量结果。

1.2传统原料配料系统

主要包括配料控制器、PLC、计算机、给料控制装置。配料控制器控制每台秤的补料、排料，PLC控制配料时序，计算机对整个配料过程进行监控和管理。系统硬件线路复杂、计算机与配料控制器的通讯可靠性差、可靠性低。

1.3新型原料配料系统

使用专门的PLC玻璃原料配料控制模块，实现配料控制，目前，支持PLC的计算机控制软件越来越多，使计算机与PLC的数据交换变得简单、可靠。触摸屏盖板玻璃生产线系统采用PLC模块控制。

2、触摸屏盖板玻璃生产线原料配料系统组成

触摸屏盖板玻璃生产线工艺布置实行全封闭式设计，配料系统采用单排与双排库结构。各种原料均为合格粉料进厂，通过机械运输进入各种原料仓，经提升、称重、输送、混合、运输至窑头料仓；碎玻璃原料经生产线处理后，由皮带机送入到玻璃料仓，经称量、运输后，与混合料一起进入窑头料仓，准备进入熔窑。配料系统主要部分如下：

2.1称量系统

称量系统采用电磁振动给料机通过专用减振件连接至给料机。该给料机具有多弹簧板结构，使其工作稳定、噪音低、料流运行平稳。控制部分采用自适应控制方式。配料的称量过程采用模糊算法程序，即系统根据物料的喂料或排料状况自动调整给料速度，使其完全满足工艺误差的要求。自适应控制方式是替代经典的双速+提前量控制方式的新技术，在此类控制器的控制下产量和精度均有大幅度的提高，同时也完全去掉人为设定值对系统的影响。

2.2混合及加水系统

称量好的物料通过配料皮带进入混合机内进行混合操作。混合分为干混和湿混，湿混加水采用智能化加水系统。即设定好混合机出口的混合料的湿度百分比，系统将根据工艺给出的干基量配方和有关物料的含水量，自动的、实时的计算出当前混合机内物料的加水量并将其数值传给加水系统，加水系统根据加入水量值采用气压式向混合机内注水，使其混合料的含水量保持给定的、最佳的工艺数值。混合后排料有正常和排废两种模式。排废时，混合料排入废料仓通过人工排除；正常时，混合料排入中间仓通过振动给料机将物料排入混合料皮带并与碎玻璃秤排下的碎玻璃一起通过斗式提升机以及窑头皮带送入窑头仓。

2.3电气控制系统

电气控制系统系由称量控制柜、数据处理系统、主控柜和动力柜组成。它们独立运作，又以问答的方式相连，提高了系统自动化程度和可靠性。控制范围包括：石英砂、碎玻璃上料、系统喂料、自适应调节、称量、系统排料、配料皮带机、混合机的启停、排料门的开关、混合机的加水、混合机下接料、除尘、混合料皮带、斗式提升机、窑头皮带的启停控制。

控制系统具有全自动、自动和手动功能。无论在何种方式下，都含一种强制功能，可以立即启动或停止某种操作，以应付突发事件。全自动是带有计算机监控及所有数据功能的自动方式；自动是无计算机管理的自动工作方式，系统在称量单元和逻辑单元的控制下，按原配料程序和预定的精度进行操作，配方由PLC的OP操作板的键盘输入。手动去掉系统的连锁功能，单台启动输送或混合设备并利用称量单元的控制功能进行配料操作，该方式一般为试车及紧急状态时使用。系统提供连续配料和定批次配料两种方式，并可自由无扰动转换。

3、系统特点、关键问题及解决措施

3.1系统特点

该系统除具有通常的全自动配料和数据处理及配方管理的功能外，更重要的是引进了国外先进的控制管理的自动化理念。高可靠的现场检测手段和高级的软件功能使系统具有了更加面向操作者、面向工厂管理者、面向提高分析能力的智能化控制系统。

系统的重要特点是在完成所有配料操作的同时，将实时提供全方位的故障说明、排除方法、操作指南、操作记录、设备运行记录、配方使用记录等过程并将及时给出分析及判断，使其系统达到高度自动化的同时具有更强的智能化，为科学的管理提供真实的素材和可行的方法。

3.2关键问题

3.2.1配合料含量问题

配合料中由配料设备引入铁粉的含量＜30ppm；有害杂质Ti、V、Mn、Ni、Cr、Cu等金属含量分别＜3ppm；配合料必须保持一个均匀混合状态，允许分层量为±0.5%；配合料使用的碎玻璃控制碎玻璃细分含量，不需要筛分，粒度尺寸不超过直径20㎜。

3.2.2加料和称量精度问题

称量期间原则上可能出现两种错误，即标准值的平均值和平均值的偏差之间的差异。加料错误通常是系统的特征并且可以被最大限度地消除。加料稳定性通常具有事故性特征，只能通过改变工艺参数降低。静态精度是加静态荷载到电子秤中的误差范围，它是显示重量值和真实荷载重量之间的差别。该数据是使用的电子秤、包括传感器相关的一种定量的质量数据。传感器按照OIML标准制造和检查。动态精度是称重期间料方中给出的标准值和实际称量原材半书牧量之间的差别。该数据是使用的加料技术相关的定量的质量数据。动态精度与加料设备和控制系统有关。是实际加料过程时，实际加料重量与料方的目标值直接的差值。

3.2.3粉料的均匀性问题

粉料的均匀性是混合后一种或多种物质在粉料中的含量的误差范围。假定混合设备状态良好，调整正确，分析精度足够，混合周期正确，取样足够小心，气候状况温和，确定酸溶部分的粉料的均匀性标准偏差≤0.3%。

3.3主要措施

为制备化学成分准确、均匀度高的优质配合料，必须严格控制进厂原料的化学成分、颗粒组成、水分含量及它们的波动范围，提高称量精度和混合均匀度，延长熔窑寿命。除此之外为解决上述问题，可以采取的措施有：

3.3.1采用品位高、质量稳定、颗粒组成符合要求的硅质原料和其它主要原料。

3.3.2为降低硅砂在储运过程中或因采取点的不同而产生的波动，保证参与配料的硅砂成分、水分和粒度的稳定，设置硅砂均化库。采用计算机控制布料小车均匀薄层布料，侧面取料。

3.3.3在硅砂称量系统中设有在线水分检测仪，及时测定硅砂的水分，反馈到称量控制室，进行配料量的补偿。

3.2.4选用精度高、长期稳定性好、可靠性强、功能齐全、操作方便的电子秤和配料控制系统。配料粉库采用排库布置形式。配料系统具有快、慢速给料控制，超差、超时上、下限幅报警，自动去皮重、过送量等优化功能。可进行配方设定、配方计算、生产参数显示、制表、打印等。

3.2.5选用进口的混合机，确保混合料的均匀度。

3.2.6在混合料进窑头料仓前设置电磁除铁器，防止将生产过程中混入的机械铁窑头料仓。

结束语：

综上所述，该玻璃生产工艺与是一种容多种学科理论与应用技术为一体的高难度、高复杂性的新技术领域。在整个玻璃生产工艺中，对原料进行科学的配比和精确的计量是保证玻璃质量的首要条件，因此，配料系统是核心之一，配料控制系统设计是影响配料工艺质量优劣的关键。

参考文献：

[1]徐美君.美国2020年前玻璃工业技术发展[C].中国建材，2014.

[2]专业自动化论坛SLWAREX称重技术在新型玻璃原料配料控制系统的开发及应用[J/OL].中国工控网，2015.