石伟 赵庆贺 李国冉
北新集团建材股份有限公司
摘要：在矿棉板成品生产过程中，喷涂设备作为生产的重要工序，涂料的稳定程度直接影响生产产品质量,由于是新建生产线，没有现成的上料管道和操作系统，需要有人工单独运送涂料，中间环节存在借不确定性。如果和3站合并使用会存在着造作复杂，限位机构较多，容易产生误操作引发涂料传输故障，造成上料工作延误。
关键词：喷涂上料；系统改造；项目
一、项目立项的必要性及需求分析：
结合现场实际情况，控制柜现场安装，要完成驱动、报警、故障等多种信号的采集和动作导致电气元件曾多，接线复杂维护成本和造价高
项目人员总结出本次项目需要达到的技术经济指标，主要总结以下几个要求：
（1）优化现有上料站设备构造，防止员工误操作，降低故障率。
（2）提高上料站自动化水平，设备操作简单明了，方便易懂。
（3）上料站之间应设备互锁，防止可能因误操作导致涂料进入其他上料站料仓。
（4）改造过程中，上料系统控制柜应该安装在涂料储藏罐旁，便于操作人员查看，以及检测涂料质量。
二、该项目的创新思路及总体目标：
随着矿棉板行业的快速发展，矿棉板生产线存在的问题日渐得以突出，本课题主要在于解决矿棉厂喷涂上料系统存在的问题。针对目前我厂已有的涂料传输系统分为三站。1站位一次喷涂上料处，2站为二次喷涂上料处，3站为广州线上料处。目前工厂新建精加工三线生产线喷涂上料操作是和3站广州线共用一套控制操作系统进行涂料输送工作，当前的操作系统存在着造作复杂，自动化水平不高，容易产生误操作引发涂料传输故障，造成涂料浪费和上料工作延误。
针对以上问题，项目组人员考虑新建精加工三线上料操作系统。
方案一：使用多芯控制电缆直接与距离最近的3号上料站操作盘接线连接，其优点是施工工期短。缺点为：控制回路复杂，电缆布置与接线工作量大（大概需要30芯电缆），自动化水平不高，不便于故障处理，建成后的系统控制不能与3站区分故障报警，增加处理难度。
方案二：具体做法为安装小型CP1E型PLC控制器与现有涂料系统使用同样型号的PLC控制器，不用更换现有PLC节约改造成本，经过现场侧量两站距离为20米，达到了RS323通讯模式允许的最大距离（经过试验在该距离下可以进行两套PLC之间的无协议通讯）使用两芯屏蔽双绞线进行物理连接。
经过技术改造后，给公司带来了比较客观的经济效益，已经经过区域公司的审核，推广前景广阔。
三、项目实施及创新点：
具体做法为安装小型CP1E型PLC控制器与现有涂料系统使用同样型号的PLC控制器，根据现有PLC型号使用无协议通讯模式对两地PLC进行通讯联络，不用更换现有PLC和采购通讯模块，节约改造成本。经过现场侧量两站距离为20米，达到了RS323通讯模式允许的最大距离（经过试验在该距离下可以进行两套PLC之间的无协议通讯）使用两芯屏蔽双绞线进行物理连接。
具体的操作和程序设计：
（1）自动检测部分：由于生产状况的限制，员工无法做到涂料满罐检测，项目人员重新设计液位控制程序，在罐内安装液位检测设备，既避免了由于涂料溢满造成的浪费，也可以自动为没有涂料的罐体进行涂料加注，充分发挥了自动化液位控制的优势。
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（2）PLC运算判断部分：由于生产状况的限制，员工无法做到实时了解每个上料站的工作信息，经PLC程序设置可以实时看到每个涂料工作站的工作状态，避免员工的误操作。
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（3）报警部分: 为了更加优化的设计，为上料工作站添加了报警检测功能。使现场操作工人可以更加及时准确的知道哪里出现了故障，为处理故障状况赢得了充裕的时间和空间。
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（4）可扩展性由于采用了独立的PLC，减少了接线的工作量而且使系统的自动化水平得到了提高，为以后系统升级增加新的控制内容实施新的控制种方法打下了良好的基础。
创新点
（1）安装小型CP1E型PLC控制器与现有涂料系统使用同样型号的PLC控制器，采用无协议通讯模式，不用更换现有PLC和采购通讯模块，节约改造成本。
（2）过现场侧量两站距离为20米，达到了RS323通讯模式允许的最大距离（经过试验在该距离下可以进行两套PLC之间的无协议通讯）使用两芯屏蔽双绞线进行物理连接。
（3）搭接简单的涂料控制系统（适合20米以内距离），--两台小型PLC进行无协议通讯。如有需要采购无线通讯元件，可升级为无线通讯，扩大通讯距离。
（4）加入了涂料自动加注和液位检测功能，投入使用后有效的节省人力物力，降低员工劳动强度，提高了自动化水平。
四、综合效益评估
项目改造前以8小时工作制计算每班次需要喷涂岗位员工抽出1小时进行上料工。每日三班次则需要3小时上料，以每年365天计算，可以节约1095小时，换算成工作日是45天。
以员工年收入7万元计算，每年可约节约资金8630元
计算公式：70000÷365×45=8630元
改造后每年节约工作时间45天，员工将节省下来的时间投入到更多的工作中，产生更大的经济效益。
五、专利申请
本项目涉及到的发明专利1项，实用新型专利0项
发明专利申请号：201020140949.9 一种废液液位控制系统
六、该项目的主要应用情况：
（1）通过对精加工三线上料系统进行技术改造，提高了生产线设备的自动化水平，减轻了员工的劳动强度，保证了喷涂工作的连续性、有效性、提高了生产及产品的稳定性。
（2）通过各个环节对电气程序的改造，增加了上料系统的有效利用率，降低了设备复杂程度，减少了故障率，提高了生产效率。
参考文献：
[1]薛焕新. 浅议上料系统堵料与改造[J]. 能源与节能, 2015, 000(011):74-75.