【摘 要】 本文介紹了稱重自動化技術在化工行業中的應用原理和應用實例。以稱重技術為基礎，

通過融合自動化、信息化等技術進行單機或成套產品的拓展應用，滿足了化工生產中對稱重配料和

自動控制等需求，并且取得良好的使用效果。

一、概述

化工產品在生產過程中，由不同的原料，按照其特定的生產工藝和工序設備，經過溫度、壓力、

流量、配料精度等生產參數的自動監測和控制，達到穩定的產品質量。在粒度、水分、粘度等品質

檢測后，以特定的溫度、密封等環境下存儲和運輸。

由于原料特性大多復雜，粉末、顆粒狀固體存在著流動性、吸潮性、腐蝕性等差異，液體也存

在著易燃、易爆、易揮發等特點。因此，結合不同化工工序的特點，通過融入稱重傳感器、計算機、

PLC等設備進行稱重自動化技術、企業ERP的信息化改造和升級，能較好地幫助各化工企業緩解

工人勞動壓力、改善和提升產品品質、有效管理原料和生產消耗；而通過降低生產成本、突出產品

優勢、提高生產效率，將使得化工企業的競爭力和產業化水平大為提升。

二、化工行業自動化系統

隨著化工企業自動化程度和信息化管理水平的提高，特別是精細化生產對配料精度、產品品質

和控制水平的嚴格要求，為了配合復雜自動稱重控制系統控制功能的實施，以及對不同生產設備進

行集中管理和對多批次生產數據進行統計分析的需要，自動化系統/軟件得到了廣泛的應用。

根據生產環境的自動化程度以及人工參與的需要，整個系統包括自動電腦控制系統和重量數據

采集系統。

1、自動控制系統

圖1 全自動電腦控制系統

該方式下，通過與現場設備建立完善的連接網絡，從而使得現場重量、溫度、流量等生產參數

的采集和控制集中到中控室。適用于快節奏、大產量生產模式下生產線的升級，借助于PLC等設

備，能在精細化生產的要求下降低人工成本、提高生產效率、穩定可靠運行。雖然初期投入較大，

但回報效益明顯。其特點包括：

（1）采用現場總線協議配置各采集點，具有高速實時通訊功能和數據遠傳功能；

（2）聯網系統可接收調度生產單、實驗室配方指令，可與ERP聯網上傳數據；

（3）具有配方庫和數據庫管理功能，而報表統計功能可按時間（班次、日、月）、原料消耗

量、產量等提供查詢和打印。另外，系統可與其他管理系統進行數據交互，滿足深層次的數據分析

要求。

圖2 全自動配料系統系統框架圖

圖2為一典型的全自動電腦配料控制系統的系統框架圖，整個生產過程控制系統網絡圖中，分

為上位機和下位機兩部分：上位機進行生產任務的下單，生產過程的控制、調整和管理；下位機進

行現場的稱重、溫度、壓力、液位、限位等相關信號的檢測。各工段相關控制的設計和實施均充分

結合其工藝特點，并且對各關聯動作也進行聯鎖控制。

2、重量數據采集系統

該方式解決了人工加料過程中由人工采集和統計稱重數據的弊端，提高了物料稱量精度和生產

效率。其特點包括：

（1）人工稱量并輸入實投量，上傳至中控計算機；

（2）由中控系統發送人工添加的目標量、物料碼等；

（3）對各種人工添加料實行有效監控，嚴格控制浪費，降低成本。

圖3 人工交互系統

三、化工行業應用實例

珠海長陸在精細化工行業有著非常豐富的項目實施經驗。在各化工企業自動化項目中，根據其

生產特點和具體要求，長陸公司利用自身具有的從稱重儀表、自動控制到上位機軟件自主開發能力，

提供成熟的生產設備和完善的技術服務，有著非常成功的應用。

1、樹脂全自動化生產線

某公司決定對生產線工藝從稱重計量、溫度、壓力、流量控制到自動定量灌裝進行自動化升級。

其部分工藝流程簡單介紹如下：

中間溶劑槽配料控制：

中間槽控制模式分為進

料模式和供料模式，兩種

模式之間有互鎖，不能同

時使用。

高位槽配料控制：

控制模式分為生產模式

與清洗模式，兩種模式之

間有互鎖，不能同時使用。

反應釜流量和溫度控制：

控制方式分為手動生產

和自動生產，所有反應釜

的溫度控制由中心控制柜

來控制）。

定量灌裝系統：

選用液體灌裝秤，并充

分考慮涂料生產的特點，

配備防爆儀表

全自動生產線整套系統包括硬件和軟件兩部分，在現場安裝和使用的各電儀元件，均充分考慮

了現場的防爆保護、操作簡單等要求：

（1）稱重部分：在各個反應釜、高位槽、追加槽和中間槽處，均配備有不銹鋼材質的防爆傳

感器模塊，另附防爆接線盒，傳感器量程選擇合適，測量精度高。選用的稱重儀表均為長陸UNI800EX

防爆稱重控制儀。

（2）電控部分：選用防爆儀表柜，選配國內外知名電氣元器件。配備稱重管理器，通過柜上

的防爆按鈕，進行相關操作。

（3）軟件部分：結合現場的工藝流程，針對現場的計量、溫度、流量等控制要求和自動/人工

生產模式的切換進行設計，通過直觀的軟件操作界面進行人機交互操作，使用方便，可靠性高。

（4）灌裝機部分：結合生產特點，選用了比自動灌裝機組投資較低的單桶型定量灌裝機。在

防爆環境下，安裝方便，操作簡單，通過雙速自動調節，實現定量灌裝。經長時間使用，仍能維持

較高的稱量精度。

2、油墨配料系統

在油墨生產線自動配料系統中，針對生產線的不同生產特點，長陸公司為其量身定做相關現場

計量控制系統及相關控制系統軟件（QC、技術部監控軟件系統和中控系統軟件）。

圖4 油墨配料系統網絡框架圖

現場計量控制系統按功能分類可以分為兩大類：一是分散缸計量控制系統部分；二是人工計量

系統部分。分散缸計量控制系統由中控計算機、現場防爆控制柜（每套控制柜有西門子防爆觸摸屏、

西門子S7-200PLC、PWC通訊主控模塊、TR700稱重儀表組成）和現場稱重傳感器、氣動球閥、

電磁導向閥等組成；小料秤系統由秤臺（含稱重傳感器）、西門子S7-200PLC、西門子防爆觸摸屏、

TR700稱重儀表組成，兩個小料平臺秤共用一套系統。

說明: 1

說明: 小料稱量超出誤差范圍

圖5 現場計量控制系統

計量控制系統軟件按其使用對象可分為QC、技術部監控系統和中控系統軟件三部分。中控系

統軟件在接收到ERP系統的生產訂單時，自動刷新當前訂單列表，顯示新增訂單并分配訂單，在

現場操作人員確認后由觸摸屏系統根據訂單順序啟動生產。生產過程中訂單執行情況和生產運行情

況由PLC進行采集，并分別提醒QC人員進行現場取樣檢查、技術部人員進行相關訂單配方、批號

的修改。生產完畢后各生產數據回傳給中控計算機和ERP系統進行保存，并可以提供歷史查詢，

QC部監控系統的檢驗數據和技術部監控系統對配方的修改數據也將保存在中控計算機里面。對意

外中斷的生產單中控系統提供重新建立生產單功能。

圖6 軟件體系結構

另外，在實際化工生產中，還需要注意以下問題：

（1）使用于化工行業爆炸性危險場所的各種自動化、稱重等設備，都必須采取特殊有效的預

防措施，避免引燃和爆炸。珠海長陸生產的防爆稱重儀表UNI800EX（其防爆等級為ExdⅡBT5）

可適用于大多數化工應用場合。

（2）為了避免惡劣環境下粉塵逸出對環境質量和人身健康的不良影響，在相關機械結構的設

計和制造過程中，需進行防塵設計。

通過相關自動化升級和改造，眾多化工企業降低了生產流程操作的復雜性，以及相應的人工成

本和管理費用。因此，伴隨著自動化、信息化技術的發展趨勢，稱重自動化將在化工行業中有著更

加廣泛的應用，并為相關企業創造更多價值。