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炭素陽(yáng)極是鋁電解工藝中至關(guān)重要的原料。在炭素陽(yáng)極的生產(chǎn)過(guò)程中，各種物料重量的配比準(zhǔn)確與否，直接決定了產(chǎn)品質(zhì)量的好壞。國(guó)內(nèi)目前的炭素陽(yáng)極配料過(guò)程，一般是采用配料車，用人工控制配料下料量的方法。這種方法很難確保配料比例的準(zhǔn)確，經(jīng)常出現(xiàn)在混捏過(guò)程中發(fā)現(xiàn)配料有誤差，需要進(jìn)行補(bǔ)油操作。這樣的后果是影響了電解效率，甚至有陽(yáng)極斷裂的現(xiàn)象發(fā)生。同時(shí)，由于炭素粉末很細(xì)，造成現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣，對(duì)配料工人的身體健康構(gòu)成很大威脅，因此我們?cè)O(shè)計(jì)了配料過(guò)程的自動(dòng)配料控制系統(tǒng)，采用先進(jìn)的PLC控制技術(shù)和配料智能補(bǔ)償算法，運(yùn)用變頻調(diào)速方式控制電機(jī)，實(shí)現(xiàn)了炭素陽(yáng)極配料的精確計(jì)量和自動(dòng)配料控制，不僅減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，而且大大提高了炭素陽(yáng)極的產(chǎn)品質(zhì)量。
炭素配料控制系統(tǒng)用于對(duì)粉狀、散粒狀物料（如碳素、耐火材料、 水泥、粉煤灰和飼料等物料）進(jìn)行連續(xù)輸送、動(dòng)態(tài)計(jì)量、自動(dòng)配料的稱重配料設(shè)備。據(jù)生產(chǎn)工藝要求，通過(guò)上位監(jiān)控系統(tǒng)和PLC對(duì)加載到自動(dòng)小車的物料進(jìn)行稱重、流量控制，從而實(shí)現(xiàn)精確計(jì)量和配料。作為動(dòng)態(tài)連續(xù)計(jì)量、配料的整機(jī)式自動(dòng)化控制裝置，本系統(tǒng)還可為各種工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)控制、管理提供準(zhǔn)確的計(jì)量數(shù)據(jù)和控制手段。
炭素陽(yáng)極產(chǎn)品的生產(chǎn)需要經(jīng)過(guò)原料的配料與預(yù)碎、原料的煅燒、破碎和篩分、配料方的編制與配料操作、混捏、壓型、焙燒的過(guò)程才能最終形成。本系統(tǒng)是其中配料、混捏的過(guò)程。
固體炭素材料經(jīng)破碎、篩分后，得到大小不同的各種力度的物料，存放在不同的儲(chǔ)料倉(cāng)內(nèi)。配料就是把各種不同力度、不同性質(zhì)的材料按一定的比例進(jìn)行混合的過(guò)程。而這一比例的確定，就是所謂配料的編制。把配料操作出來(lái)的干料和粘結(jié)劑在一定的溫度下混合，捏合成可塑性的糊狀，即為混捏。均勻的混捏，可以使制品的結(jié)構(gòu)趨于完善，性能趨于穩(wěn)定?；炷蟮倪^(guò)程在混捏鍋中完成，混捏鍋主要是由雙層鍋體和一對(duì)麻花型絞刀以及減速傳動(dòng)裝置組成，它是間斷性生產(chǎn)的設(shè)備，即加料 -混捏 -卸料周期地循環(huán)操作?；炷蟮倪^(guò)程分為干混和濕混兩個(gè)階段，即先將固體炭素原料顆粒加熱到100℃以上，然后再加入液體瀝青進(jìn)行濕捏?；炷蟮墓に嚥僮髦饕强刂坪系臏囟群突炷髸r(shí)間。
自動(dòng)配料系統(tǒng)均采用電動(dòng)小車實(shí)現(xiàn)配料的方法進(jìn)行配料。磅稱裝在配料車上，在配料車行進(jìn)過(guò)程中，始終需要操作工在配料車上進(jìn)行操作，在惡劣的環(huán)境下控制配料車的行進(jìn)、停止，并根據(jù)稱量的指示控制下料量，人為誤差極大。而混捏過(guò)程由電器連鎖系統(tǒng)完成，繁瑣的中間繼電器故障率高，不易維護(hù)。因此，針對(duì)所存在的問(wèn)題，新增3系統(tǒng)配料的設(shè)計(jì)采用了自動(dòng)控制。
新增3系統(tǒng)配料由自動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)全流程。原料存放在7個(gè)儲(chǔ)料倉(cāng)內(nèi)，使用電振給料器控制下料量，料分別下到三個(gè)配料倉(cāng)中。PLC通過(guò)模擬量輸入模板，實(shí)時(shí)采樣監(jiān)測(cè)控制配料倉(cāng)下料。在配料倉(cāng)下方，采用變頻控制的運(yùn)輸車，負(fù)責(zé)將三個(gè)配料倉(cāng)內(nèi)配置好的原料自動(dòng)運(yùn)送到空鍋等待的混捏鍋內(nèi)。原料在混捏鍋中混捏，由PLC控制時(shí)間并自動(dòng)下油。混捏結(jié)束后，拉糊車自動(dòng)將糊料運(yùn)送到天車起吊位置，等待天車
自動(dòng)配料算法由VB語(yǔ)言設(shè)計(jì)，通過(guò)DDE數(shù)據(jù)傳送到FIX軟件。生產(chǎn)操作人員在計(jì)算機(jī)上輸入生產(chǎn)產(chǎn)品類型、各種配料的技術(shù)參數(shù)和所陪物料的總重量，計(jì)算機(jī)能自動(dòng)計(jì)算出各種物料的配比重量，并自動(dòng)下載到PLC作為稱重控制依據(jù)。操作人員也可以在計(jì)算機(jī)上手工輸入和/或調(diào)整各種物料的配比。配料與總重量的修改，僅當(dāng)本次配料過(guò)程結(jié)束后方可有效，配料過(guò)程中進(jìn)行的修改不能影響本次配料配比。
自動(dòng)配料技術(shù)的啟動(dòng)
和停止由操作工在上位機(jī)上進(jìn)行操作。PLC根據(jù)上位機(jī)所輸出的配比值，自動(dòng)控制7個(gè)電振給料器的下料量。對(duì)于3個(gè)配料斗而言，各種物料的下料順序應(yīng)遵循按照所占比例由大到小的過(guò)程依次下料。自動(dòng)配料過(guò)程的過(guò)沖量根據(jù)給定值與實(shí)際值的差值自動(dòng)動(dòng)態(tài)調(diào)整，最大限度保證配料的精確性。振動(dòng)給料稱量技術(shù)采用二步振料，既快速振料90%后，慢速振料10%。采用微機(jī)控制整個(gè)振料配料過(guò)程，根據(jù)上一次振料的終值與設(shè)定值的之差，進(jìn)行本次振料值補(bǔ)償。根據(jù)本技術(shù)對(duì)某物料重復(fù)撐量的特點(diǎn)，能利用過(guò)去的稱量誤差數(shù)據(jù)對(duì)未來(lái)空間物料量的估計(jì)進(jìn)行補(bǔ)償，保持誤差在最小的范圍內(nèi)波動(dòng)。
工業(yè)電視監(jiān)視技術(shù)
在本技術(shù)中，采用了四套工業(yè)電視顯示，分別從儲(chǔ)料倉(cāng)下料過(guò)程、配料車配料過(guò)程、瀝青下油過(guò)程和拉糊小車?yán)线^(guò)程四個(gè)方面進(jìn)行了監(jiān)視。操作工在主控室中可以從各個(gè)方位監(jiān)視本技術(shù)工藝的全過(guò)程，在不去現(xiàn)場(chǎng)的情況下也能完全了解現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)狀況，避免了控制技術(shù)不能控制的一切異常故障的出現(xiàn)。自動(dòng)配料技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展效益前景該技術(shù)經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行證明技術(shù)硬件合理，軟件設(shè)計(jì)完善，功能齊全，保證了生產(chǎn)過(guò)程穩(wěn)定運(yùn)行，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量，降低了能耗，改善了勞動(dòng)條件。該技術(shù)的應(yīng)用，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)同行業(yè)計(jì)算機(jī)自動(dòng)監(jiān)控的空白，推動(dòng)了國(guó)內(nèi)碳素陽(yáng)極自動(dòng)配料技術(shù)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，具有十分顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

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