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0 前言

如今配料幾乎涉及到工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域，特別在建材、化工和冶金領(lǐng)域中尤為廣泛。但我國的配料系統(tǒng)仍以人工方式為主，稱重精度低，生產(chǎn)效率不高，而一些化工原料對人體健康有嚴(yán)重危害。隨著微機(jī)性能、價(jià)格和軟件水平的不斷提高，開發(fā)出適用的配料稱重系統(tǒng)在技術(shù)上已可行［#］。近年來逐漸盛行的失重秤配料方式配料系統(tǒng)，較傳統(tǒng)的皮帶秤配料方式具有計(jì)量準(zhǔn)確、維護(hù)簡便的優(yōu)點(diǎn)。一般采STD總線工控機(jī)或PC總線工控機(jī)對配料秤進(jìn)行控制。

1系統(tǒng)組成

失重秤配料系統(tǒng)有三個(gè)相互獨(dú)立的裝有稱重傳感器的料斗，分別裝有不同的料，可以同時(shí)下料，下方的皮帶將物料傳送到攪拌機(jī)，攪拌均勻后輸出。該控制所需系統(tǒng)硬件為：PC 工控機(jī)、PT650稱重顯示器、稱重傳感器、PCLD-855板卡、PCL-720板卡、PCL-782板卡、RS232/485轉(zhuǎn)接卡、RS-485總線。軟件由Visual Basic6.0管理控制軟件和Accessory2000 數(shù)據(jù)庫組成。失重秤配料系統(tǒng)的通訊實(shí)現(xiàn)功能采用Visual Basic6.0開發(fā)，具有實(shí)用性能好、可靠性高、操作簡單等特點(diǎn)。數(shù)據(jù)庫采用Accessory2000建立，用于存儲(chǔ)生產(chǎn)參數(shù)、生產(chǎn)過程中的臨時(shí)數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)報(bào)表等數(shù)據(jù)，具有建庫簡單、快捷的特點(diǎn)。

6 主要技術(shù)指標(biāo)及系統(tǒng)功能

傳感器精度為+-0.05%；配料精度為+-0.5%；全系統(tǒng)實(shí)施互鎖。

失重秤配料系統(tǒng)具有檢測、顯示、控制、通信及輸入打印等功能。系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)檢測各項(xiàng)工藝參數(shù)，檢測設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況及通信故障檢測。動(dòng)態(tài)的工藝流程顯示畫面，操作人員可以通過彩色顯示器直觀地監(jiān)視整個(gè)配料控制過程，包括料倉輸送設(shè)備的工作狀態(tài)、秤量數(shù)據(jù)、混合機(jī)和各種工藝閘、閥門的工作狀態(tài)等；系統(tǒng)能實(shí)時(shí)顯示各項(xiàng)工藝參數(shù)及工作運(yùn)行圖，包括工藝流程圖、設(shè)備的控制圖、配料料方表及記錄表（稱料記錄、報(bào)警記錄、料方記錄等）?？刂乒δ馨ǎ?互鎖功能配料系統(tǒng)由多種設(shè)備構(gòu)成，為避免發(fā)生堆料、堵料、廢料等事故，運(yùn)行中各設(shè)備間須互鎖；"順起、順停皮帶機(jī)、混合機(jī)按一定順序啟動(dòng)、停止；延時(shí)停止如果提升機(jī)存有余料，勢必造成提升機(jī)下次啟動(dòng)時(shí)的載荷過大，損壞提升機(jī)設(shè)備，因此必須采用延時(shí)停止；稱重配料時(shí)配料控制器具有快加、慢加控制及過沖量自整定等功能，確保稱重快速、準(zhǔn)確；強(qiáng)啟、急停為了便于維護(hù)、維修設(shè)備，并能迅速處理事故，系統(tǒng)設(shè)有設(shè)備強(qiáng)行啟動(dòng)和強(qiáng)行停止開關(guān)。

在功能操作上，本系統(tǒng)具有界面全漢化、功能設(shè)置靈活、系統(tǒng)智能化程度高等特點(diǎn)。上位機(jī)除了下達(dá)初始工藝參數(shù)和控制指令外，還參與稱重和配料的實(shí)時(shí)控制過程，即上位機(jī)處于聯(lián)機(jī)工作狀態(tài)。系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換、記錄全部基于Access 數(shù)據(jù)庫，SQL語言數(shù)據(jù)訪問提高了系統(tǒng)實(shí)時(shí)性和安全性。

3水泥生產(chǎn)配料計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)例

在贛州水泥粉磨廠水泥生產(chǎn)線中，配料是水泥生產(chǎn)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。近年來，配料采用了微機(jī)配料新技術(shù)，以期提高配料生產(chǎn)的合格率。但若采用一般的皮帶秤配料系統(tǒng)，由于在原理上為動(dòng)態(tài)計(jì)量方式，其精度受機(jī)械振動(dòng)、物料沖擊、皮帶跑偏、零點(diǎn)飄移等因素的影響，使得計(jì)量誤差和累計(jì)計(jì)量誤差較大。鑒于此，我們在吸收現(xiàn)有配料系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，針對原設(shè)計(jì)在應(yīng)用中存在的信息管理系統(tǒng)功能簡單、缺少動(dòng)態(tài)工藝流程界面（直觀性差）等問題，研制了高性能的失重稱微機(jī)配料系統(tǒng)。贛州水泥粉磨廠現(xiàn)有一條年產(chǎn)4.4萬t, 的水泥生產(chǎn)線，工藝上要求將三路熟料、一路石膏和一路混材按一定重量配比進(jìn)行配料，配好的混料經(jīng)球磨機(jī)加工后即為水泥。主要的性能指標(biāo)為：五路配料，年產(chǎn)4.4萬t；配料精度＜+-1%；具有手動(dòng)與自動(dòng)切換功能，動(dòng)態(tài)在線顯示給定下料量、實(shí)際下料量和累計(jì)總下料量；系統(tǒng)具有打印生產(chǎn)參數(shù)功能。

本次設(shè)計(jì)的水泥生產(chǎn)配料計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是一套用于生產(chǎn)水泥的自動(dòng)化電子配料、控制裝置，具有產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)良穩(wěn)定、生產(chǎn)成本低、環(huán)保性能良好、工業(yè)化生產(chǎn)等特點(diǎn)，由工控機(jī)、操作臺(tái)及配電柜等組成，能夠按照給定的配方，自動(dòng)、連續(xù)地控制各部分物料稱量、投料、攪拌和出料。本配料系統(tǒng)在計(jì)量過程中，采用動(dòng)態(tài)配料、靜態(tài)計(jì)量的方法。

3.1 硬件構(gòu)成為了保證整個(gè)控制系統(tǒng)的可靠性，上位機(jī)選用研華工控機(jī)，PCLD-855板卡、PCL-720板卡、PCL-782板卡、RS232/485轉(zhuǎn)接卡。因?yàn)楣た貦C(jī)和置于操作臺(tái)中的多臺(tái)稱重配料儀距離很近，采用RS485 串行通訊協(xié)議。光隔離開關(guān)量輸入; 輸出卡用于生產(chǎn)流程控制和生產(chǎn)過程輸入。

稱重配料儀不但具有一般電子稱的所有功能，還可以設(shè)定某些參數(shù)。其主要功能是通過串行口接收工控機(jī)發(fā)送的各種物料的稱量值，在接收到工控機(jī)開始稱料的命令后，稱重配料儀根據(jù)程序進(jìn)行稱重配料，并同時(shí)將程序進(jìn)程和物料凈重發(fā)送給工控機(jī)，實(shí)現(xiàn)稱重配料功能。

3.2 軟件設(shè)計(jì)

3.2.1數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫采用Accessory2000建庫。

3.2.2部分流程圖及監(jiān)控軟件上位機(jī)軟件

在Windows2000 環(huán)境下，采用Visual Basic6.0版編寫，實(shí)現(xiàn)全漢化用戶界面。程序由運(yùn)行監(jiān)控、參數(shù)設(shè)定、配方管理、物料管理、客戶管理及各種統(tǒng)計(jì)報(bào)表打印等模塊組成，具有界面友好、操作簡單、功能強(qiáng)大等特點(diǎn)。

3.2.2.1運(yùn)行監(jiān)控運(yùn)行監(jiān)控界面可以直接顯示現(xiàn)場的生產(chǎn)運(yùn)行情況。系統(tǒng)得電后，將“自動(dòng); 手動(dòng)”旋鈕轉(zhuǎn)至“自動(dòng)”狀態(tài)，點(diǎn)擊屏幕上的“啟動(dòng)”按鈕啟動(dòng)系統(tǒng)，自動(dòng); 手動(dòng)切換流程圖見圖F，進(jìn)入自動(dòng)運(yùn)行。屏幕上將動(dòng)態(tài)顯示當(dāng)前的生產(chǎn)配方數(shù)據(jù)、各料實(shí)際下料數(shù)據(jù)和其他設(shè)備如料斗下料、皮帶、拌缸運(yùn)行情況等。

3.2.2.2參數(shù)設(shè)定

通過參數(shù)設(shè)定界面，可以方便地實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)運(yùn)行過程中重要參數(shù)的修改，如各延時(shí)時(shí)間、拌缸攪拌參數(shù)和配料參數(shù)等。此外，在參數(shù)設(shè)定界面中還包括了對秤稱量范圍進(jìn)行標(biāo)定的功能。3.2.2.3 配方管理

在配方管理界面中，用戶可以根據(jù)需要，對配料過程中可能用到的配方進(jìn)行“選擇”、“增加”、“修改”、“刪除”等一系列的操作。

3.2.2.4物料管理

管理物料進(jìn)料和進(jìn)行物料用量統(tǒng)計(jì)。

3.2.2.5客戶管理

可進(jìn)行用戶管理，記錄生產(chǎn)操作者信息、各生產(chǎn)操作者水泥生產(chǎn)原料用量等，供生產(chǎn)管理人員使用。

3.2.2.6統(tǒng)計(jì)報(bào)表打印

方便用戶對運(yùn)行過程中的數(shù)據(jù)歸檔，如生產(chǎn)記錄、配料記錄和物料消耗情況進(jìn)行打印輸出。

4提高精度和生產(chǎn)速度的技術(shù)措施

主要是通過提高稱重配料儀的稱量精度和速度實(shí)現(xiàn)，這是在保證生產(chǎn)速度的條件下節(jié)約原材料和確保溫水泥質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)。

4.1A/D轉(zhuǎn)換器為了保證系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集精度，選用24 位’A/D轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器采用轉(zhuǎn)換技術(shù)，具有高精度、低噪聲、抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)。

4.2自動(dòng)配料控制方法

影響配料誤差的因素有：料斗門或螺旋給料器的動(dòng)作滯后時(shí)間和空中余料（沖量）的隨機(jī)變化。故對不同類型的物料，應(yīng)采用不同的辦法。

4.2.1石膏、混材

采用變速給料，以減少?zèng)_量影響。稱量時(shí)，先高速給料，達(dá)到設(shè)定值的+,-左右后，自動(dòng)變?yōu)榈退倥淞希瑢?shí)現(xiàn)下料精給。

4.2.2熟料

采用大小閘口和逐次逼近的精稱方法。粗稱時(shí)大小閘口全開，快速達(dá)到關(guān)閘值（設(shè)定值—可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)定空中余量最大值）后關(guān)閉閘口，穩(wěn)定后根據(jù)與目標(biāo)值的差值自動(dòng)計(jì)算出脈沖補(bǔ)料時(shí)間，然后用小閘口補(bǔ)料，一般經(jīng)過.1-2次補(bǔ)料即能完成精稱配料。

采用以上措施，可以提高稱量精度，且保證生產(chǎn)速度。

5結(jié)論

采用VB6.0軟件開發(fā)的、適合于冶金、建材、化工等行業(yè)實(shí)現(xiàn)配料全自動(dòng)化系統(tǒng)，可保證較高的配料精度，人機(jī)界面豐富、友好，控制方便靈活，運(yùn)行可靠。該系統(tǒng)成本低，自動(dòng)化程度高，運(yùn)行穩(wěn)定，免維護(hù)，減小勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，具有推廣價(jià)值。

 

 

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