自动化控制系统在白酒调配中的应用（1）

 张锋国，窦雪锋，董玉民，张峰，韩睛睛
（山东扳倒井股份有限公司，山东高青256300）
摘要:白酒行业在白酒调配的计量、过滤、输送及灌装等生产过程主要以人工观察和控制为主，各种生产数据报表以人工抄报为主，经常出现漏报和错报现象，不能实时掌握各个酒罐的液位数据和生产过程数据。企业对白酒生产过程自动化控制管理系统的组成及主要功能进行研究，并成功运用实施，从而降低生产成本、提高产品质量及管理水平。
关键词：白酒；调配；自动化
中图分类号：TS262.3；TS261.3 文献标识码：B

为解决小容器勾兑批次多、易波动及效率不高的问题，山东扳倒井股份有限公司在保持传统核心勾兑技术的基础上，从系统设计、物流流通、信息传递、程控技术、脉冲气动调和技术以及勾兑方案等方面进行了自动化大容器勾兑技术研究。于2011年建成白酒自动化生产调配管理控制系统，改进了传统的白酒生产管理，对酒罐存量、调配过程、输送管理、灌装送酒等生产过程和状态进行全过程动态监控，实时提供各个酒罐的酒液存量、罐区存量总存量分类存量、各灌装线酒液用量报表，同时提供灵活有效的报警功能和报警方式，提高了产品的质量稳定性及生产的安全性。

1 自动化控制系统主要组成
该控制系统主要由数据服务器、工程师站、调配过滤操作站、包装车间操作站以及现场I/O 站等组成。本系统共设1 个工程师站、1 个现场操作站、1 台数据服务器和数个现场I/O 站。工程师站（即调配操作站和过滤操作站）和数据库服务器安放在中心控制室，包装车间操作站分别安装在各包装车间。
1.1 服务器运行在64 位Windows NT/WindowsXP网络平台上，可挂接局域网或广域网，并为系统各操作站、工程师站提供数据存取服务。
1.2 工程师站运行在64 位Windows NT/WindowsXP平台上，通过Frameview 实现全系统的组态及监控功能，通过Profibus 总线控制输送设备完成自动调配、过滤及输送，并对全系统设备的工作状态及工艺流程进行监控。
1.3 调配过滤、包装等现场操作站通过Profibus 总线和以太网与工程师站连接，通过可编程控制器控制相应电动球阀、电磁流量计、调配泵、压力变送器完成调配、过滤及输送。自动调配、过滤及输送通过接收工程师站的控制信号或在现场操作站计算机上输入相应配方数据后，系统自动控制相应设备的运行和停止，直至控制任务完成。
1.4 现场I/O 站主要用来采集现场设备的运行数据，酒罐的液位数据、流量计的流量数据以及设备的运行状态信号都通过现场I/O 站现场传递给可编程控制器的CPU，经其运算处理后，实时传送给各操作站；现场I/O 站同时接收各操作站的控制指令完成对各系统调配、过滤及输送的控制。
2 扳倒井白酒调配自动化控制系统
2.1 全局监控

图1 警示图标

图1 为全局监控界面，该功能界面涵盖原酒罐区、调配罐区、半成品罐区及高位罐区等所有酒罐及操作信息。通过此界面可以操作所有电动球阀（或气动球阀）、酒泵，实时显示电动球阀（或气动球阀）、酒泵的运行状态，实时显示酒罐液位高度、余量、品种编码，流量计的实时流量、当日累计流量、品种累计流量和历史累计流量，以及根据泵和阀门的开启情况显示管道液体的动态流程，直观地掌握酒液的输送状况。

2.2 安全生产
2.2.1 系统登录
当系统首次启动时，用户以匿名身份登录自控系统。匿名用户只能浏览系统的状态及数据，不能够对系统进行登录以外的其它任何操作。当点击〖登录〗按钮后，弹出图2 登录界面：在该界面的用户名称栏选择登录的用户人员，然后在口令栏输入该用户对应的正确口令，单击〖登录〗按钮，则进入系统界面。登录后，用户就可以操作系统管理员赋予自己权限的操作。
2.2.2 报警提示
该监控系统配有报警提示功能，当系统有新的报警信息出现时，画面上会出现一个警示图标，提醒操作员查看报警信息，在对报警信息确认后，该警示图标会自动消失。当酒罐液位超过酒罐高度的90%时，系统会自动报警，首先，该酒罐旁边的液位高度指示会变成红色，如图所示；其次，酒罐液位超过酒罐高度的95%时在画面上会出现一个警示图标，并在报警信息中进行记录。见图3。

2.3 调配过程
配方调配界面包括原酒罐信息、调配罐信息、配方（配方数据及执行设备）、输送及计量等相关设备，通过该界面既可以监控配方运行状况，又可以执行配方管理功能。配方分两种方式录入：一种是通过界面直接录入，然后上传保存至指定位置；另一种是通过配方数据管理窗口进行录入、另存后调入。文件命名主要由执行的时间、批次等信息，比如：“20150101001A”。在多个配方的情况下，不同配方变量在配方执行时对应的PLC 地址不一样，因此不同的配方在录入时要用不同的配方模版。
配方执行时，只需下载已录入配方数据，数据即自动传输至配方调配工作站。打开权限按钮，单击执行，这时系统会自主判断目标罐余量是否满足配方总量要求，如满足，则输送泵会自动按配方要求定量输送原料到目标调配罐，直至整个配方执行完毕，否则，系统将拒绝任何操作。在配方执行过程中，如需切换到另一个配方，将现行配方停止、下载保存即可，当重新下载后，系统会自动按上次保存数据继续执行，直至调配完毕。配方输送操作简易图4如下所示：

2.4 输送管理
输送管理包括原酒输送及过滤输送两大块，每部分又分为定量输送和非定量输送。定量输送，在选择好出酒罐（源酒罐）、进酒罐（目标酒罐）、计划输送量之后，系统自动判断源酒罐和目标酒罐的酒品编码是否一致，目标酒罐的余量是否满足本次输送量要求等。如果条件满足，准备就绪信号灯点亮，点击输送按钮，系统自动执行输送过程，到量停泵，否则，准备就绪信号灯将不会点亮，系统拒绝启动输送泵。定量输送示意如下图5、6。

非定量输送由操作员自主操作，自主选择输送条件、输送计划量，可分多次操作完成。在定量或是非定量输送过程中，有完成进度条显示，当输送完成和目标罐液位超高时，闪烁灯会自动提醒。
2.5 酒罐管理及数据监控
此界面显示了与酒罐相关的各种数据：电动球阀（或气动球阀）状态、罐高、液位高度、余量、压力值（PLC 返回的实际压力值）、液体密度（根据品种编码和酒液温度查表计算得到）、品种编码等。当酒罐进行报警时，在酒罐参数旁会出现一个红色的提示图标，如图7 所示，从而保证在各个界面进行操作图4 配方输送操作界面时，都可实时掌握报警信息，避免错误操作的发生。

2.6 灌装送酒
灌装计量位于主监控页面的最右方，如图8，用户需在高位罐选择栏输入灌装的酒罐号，就会对应该高位罐的酒品代码，即选择了该灌装线灌装的酒品代码，另外在最右边的方框栏输入该品质的酒品编码，例如52 鑫顺。单击绿色的〖启〗按钮，系统会自动重新开始计量该品种的品种累计，当需要更换品种或者下午下班时，用户单击红色的〖停〗按钮，则系统自动把从单击〖启〗按钮到单击〖停〗
以来的流量计差值和酒品代码存入计算机数据库中供用户查询。界面上的本日累计显示的是从计算机启动到当前该灌装线流量计所经过的流量。

（未完待续）

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