在玻璃瓶罐行業(yè)，根據玻璃制品的成型過(guò)程不同，有吹-吹法、壓-吹法兩種制瓶工藝。尤其是在小口壓-吹工藝的成型過(guò)程，對玻璃料滴的重量控制都做嚴格要求，如果料重控制不當，容易造成制品成型缺陷。玻璃廠(chǎng)通常調節料重的做法是通過(guò)人工調節勻料筒的高度，料棒的高度來(lái)實(shí)現。這種方法調節精度差，料滴抽樣沒(méi)有經(jīng)過(guò)系統數據分析，人為的手動(dòng)調整往往達不到理想的效果。有的玻璃廠(chǎng)進(jìn)口瑞士EMHERT公司生產(chǎn)的PPC料重控制系統，控制精度高，滿(mǎn)足壓-吹法輕量瓶的生產(chǎn)要求。他的控制原理是檢測成型過(guò)程中芯子的行程，完成料重控制。由于控制原理所限制，不能應用在吹吹法及壓機等制瓶工藝中，并且價(jià)格較高，高昂的價(jià)格并非所有玻璃廠(chǎng)能夠接受。我們的伺服料重控制系統不僅滿(mǎn)足多種制瓶機的生產(chǎn)工藝要求，同時(shí)還可用于壓機等設備的料重控制系統。本系統由智能秤、上位機、PLC、伺服驅動(dòng)器、伺服電機及電機驅動(dòng)的料重機械機構─勻料筒和料棒。智能秤及現場(chǎng)按鈕操作臺，放置在制瓶機成型側一旁，有利于取瓶稱(chēng)重，同時(shí)秤上加裝防護，防塵、放油。PLC、伺服驅動(dòng)器安裝在控制柜內，控制柜安裝在控制室內。秤與控制柜通過(guò)通訊線(xiàn)連接，操作臺與控制柜通過(guò)通訊線(xiàn)及電纜連接，完成信號的傳輸。人工將成型的瓶罐夾取放置在智能秤上，穩態(tài)重量數據通過(guò)智能秤自動(dòng)將數據傳輸給控制器PLC和上位機。上位機用于顯示、保存采集數據及系統控制參數的輸入。PLC根據多組采集重量的均值與標準重量差值及機械傳動(dòng)比，通過(guò)PID及邏輯運算控制伺服電機運行，從而帶動(dòng)機械機構勻料筒、中料棒、后料棒的上下運行控制玻璃料滴的出料量。

1系統結構

料重控制系統包括智能秤SC，用于人機交互控制的上位機C，用于運動(dòng)控制的PLC，用于伺服運動(dòng)控制的伺服驅動(dòng)器及伺服電機和現場(chǎng)終端控制盒：筒子控制盒TZ，中料棒控制盒LB，后料棒控制盒LC。根據配置不同會(huì )選擇是否配置后料棒C及控制盒LC，終端控制盒主要用于現場(chǎng)控制操作。伺服驅動(dòng)器包括：控制筒子運行的伺服驅動(dòng)器SFTZ，控制中料棒B運行的伺服驅動(dòng)器SFLB，控制后料棒C運行的伺服驅動(dòng)器SFLC。筒子伺服驅動(dòng)器SFTZ，通過(guò)電機線(xiàn)LD1和編碼器線(xiàn)LB1，控制筒子伺服電機MA，達到控制料重的目的。伺服驅動(dòng)器SFLB1通過(guò)電機線(xiàn)LD2和編碼器線(xiàn)LB2，控制伺服電機MB，達到控制中料重量的目的。伺服驅動(dòng)器SFLB2通過(guò)電機線(xiàn)LD3和編碼器線(xiàn)LB3，控制伺服電機MC，達到控制后料重量的目的。如下圖系統結構圖1 

2、控制原理：

根據系統配置不同，本控制系統可以靈活運用于制瓶機吹-吹法，壓-吹法等不同生產(chǎn)工藝的料重控制系統中，應用范圍較廣?？刂品绞椒譃槭謩?dòng)控制及自動(dòng)控，控制步驟分為筒子控制料重及料棒控制料重。   

手動(dòng)控制方式：手動(dòng)控制方式是通過(guò)點(diǎn)動(dòng)按鈕“上升”或“下降”實(shí)現筒子或料棒的上下運行。點(diǎn)動(dòng)位移可以設置，設置范圍0.01mm-1mm，靈活滿(mǎn)足了不同情況下的位移量。針對玻璃廠(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程情況的需求，我們在手動(dòng)方式下，還設計了長(cháng)按點(diǎn)動(dòng)按鈕，可以實(shí)現筒子或料棒的快速位移，位移距離和速度可以設置。此種情況應用于快速扎住熱玻璃料進(jìn)行更換料碗或進(jìn)行維修，此功能在玻璃廠(chǎng)非常實(shí)用。

自動(dòng)控制方式：將玻璃瓶罐放置在智能秤上，穩態(tài)數據將被采集并發(fā)送給PLC。數據采集子程序將采集的重量數據經(jīng)過(guò)LRC校驗正確后，用于控制器PLC的運算，同時(shí)將數據顯示在上位機界面，用戶(hù)通過(guò)界面窗口設定想要操作的模式以及需要達到的控制精度。生成控制方案傳遞給PLC控制伺服運動(dòng)系統，控制器PLC根據采集樣品的不同做相應的邏輯運算，再根據不同的精度要求，控制伺服驅動(dòng)器。伺服驅動(dòng)器再分別控制筒子和料棒伺服電機的上升、下降，達到調節料重的目的。PLC控制原理接線(xiàn)圖如下：

3、操作步驟：

現場(chǎng)裝置調試，智能秤安裝在制瓶機成型側一旁，便于取瓶。智能秤的安裝位置要相對的水平，牢固。智能秤對水平度要求較高，首先調試智能秤的水平度，我們采用瑞士產(chǎn)的梅特勒-托利多Ⅱ級精度的天枰秤，精度為0.1G，設置秤的通訊參數。根據電腦界面設置的采樣次數進(jìn)行取樣測量。如果界面設置為2滴料，則系統只需要控制勻料筒及一個(gè)料棒的運行；如果設置為3滴料，系統需要控制勻料筒，中料棒，后料棒的上下運行，達到控制料重的目的。根據上位機界面，進(jìn)行系統操作。

      手動(dòng)控制方式：1、在筒子控制盒TZ上，將旋鈕SA打到手動(dòng)控制，拔出急停旋鈕SW1,初始化完成。根據取樣值的“平均值”與設定的“標準值”確定筒子上升及下降。在控制盒上手動(dòng)點(diǎn)動(dòng)JOG+或JOG-，控制筒子按0.01mm-0.5mm的范圍上升或下降，控制料重。如果在遇到緊急情況需要扎料或檢修時(shí)，需要快速操作，可以長(cháng)按JOG+或JOG-，筒子會(huì )按“長(cháng)按速速”（備注：長(cháng)按JOG+或JOG-按鈕運行的速度，設置范圍1-10mm/s）快速上下運行，“長(cháng)按位移”則是長(cháng)按JOG+或JOG-按鈕產(chǎn)生的位移，設置范圍1-100mm。靈活的操作方式滿(mǎn)足了客戶(hù)在不同情況下的需求。

自動(dòng)控制方式：2、在筒子控制盒TZ上，將旋鈕SA打到自動(dòng)控制。將“是否通訊”選擇為“YES”,實(shí)現了上位機與PLC的實(shí)時(shí)通訊功能。這樣每次采集的重量數據會(huì )顯示在上位機上，當采集次數達到設定“采集次數”，系統會(huì )自動(dòng)計算采集平均值。平均值與標準值進(jìn)行比較后，系統會(huì )自動(dòng)控制伺服系統上升或下降一定的距離，達到控制料重的目的。當在下降過(guò)程中遇到石塊等硬物時(shí)，伺服電機轉矩會(huì )增大，當轉矩大于設定的安全轉矩值時(shí)，系統報警，伺服停止運行，達到保護系統的功能。

手動(dòng)控制方式：1、當取樣料棒對應的料滴重量時(shí)，需要設置料棒控制界面，同樣需要設置采樣次數等參數。參數設置完畢，在中料棒控制盒LB上，將旋鈕SB打到手動(dòng)控制，拔出急停按鈕SW2，初始化完成。根據取樣料重與設定值確定料棒上升或下降。在控制盒上手動(dòng)點(diǎn)動(dòng)JOG+或JOG-，控制料棒按0.1mm-0.5mm上升或下降，控制中料滴的料重。后料棒的控制方式與中料棒的控制方式相同。料棒界面中“長(cháng)按速度”與“長(cháng)按位移”的應用與筒子控制方式相同。

自動(dòng)控制方式：2、料棒控制盒LB用于每段中料料重的控制，在料棒控制盒上，將旋鈕SB打到自動(dòng)控制，撥出筒子急停按鈕SW1，初始化完成后，首先根據電腦輸入的采集次數，采集每段的中料，將數據傳輸至控制器PLC，PLC根據料重平均值與標準值的差值判斷料棒運行的方向，如果中料取樣值大于設定值則中料棒按0.1g/mm下降，小于設定值中料棒按0.1g/mm上升，在調整過(guò)程中再輔助增益調整，差值在允許范圍內則不做調整。

為了便于用戶(hù)更加形象直觀(guān)的看到采集數據，采集重量的平均值被自動(dòng)繪制成實(shí)時(shí)的歷史曲線(xiàn)圖。每一次被采集的重量值，還被保存為EXCEL文檔，便于用戶(hù)查詢(xún)。

4結束語(yǔ)

料重控制與輕量化，輕量化的玻璃瓶罐生產(chǎn)工藝成為節能環(huán)保，綠色生產(chǎn)的有效解決方案。輕量瓶的主要特點(diǎn)是壁薄，質(zhì)量輕，瓶身玻璃分布均勻，壁厚均勻。輕量瓶具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、原材料用料少，既同樣的玻璃料可以多生產(chǎn) 15%-25%以上的產(chǎn)品。

2、單位產(chǎn)品的燃料，電力等消耗大為降低。

3、因為瓶壁薄，冷卻速度快，因此生產(chǎn)機速可以有效提高。

4、因重量減輕，以頓位計價(jià)的運輸成本大為降低。

高端輕量瓶成為玻璃瓶罐行業(yè)的發(fā)展趨勢，輕量化的技術(shù)實(shí)現，離不開(kāi)玻璃瓶罐料滴重量維持穩定性的前提保證。料重控制系統在玻璃瓶罐行業(yè)應用廣泛，本系統的技術(shù)水平達到國內領(lǐng)先水平，填補國內空白。本控制系統配置靈活、控制參數直觀(guān)易懂、操作簡(jiǎn)便。系統精準的控制方式，有效避免了玻璃制品成型過(guò)程中由于料重問(wèn)題產(chǎn)生的成型缺陷，提高了玻璃廠(chǎng)的經(jīng)濟效益。與國內玻璃行業(yè)使用的同類(lèi)產(chǎn)品比較性?xún)r(jià)比高，應用范圍廣，使用靈活，更有效的適應國內市場(chǎng)。本產(chǎn)品在2017年6月投入市場(chǎng)，現已應用在江門(mén)粵玻、沂南三匯、廣西北流建鏵等多家玻璃廠(chǎng)。由投產(chǎn)數據分析，玻璃成品的料重控制精度在正負0.5克，基本滿(mǎn)足了高端玻璃制品的生產(chǎn)需求。如今，本產(chǎn)品公司每月生產(chǎn)10臺左右，為玻璃企業(yè)帶來(lái)經(jīng)濟效益的同時(shí)，也為企業(yè)生產(chǎn)增產(chǎn)、增效貢獻一份力量。