0  前言

如今配料几乎涉及到工业生产的各个领域, 特别在建材、 化工和冶金领域中尤为广泛。但我国的配料系统仍以人工方式为主, 称重精度低, 生产效率不高, 而一些化工原料对人体健康有严重危害。随着微机性能、 价格和软件水平的不断提高, 开发出适用的配料称重系统在技术上已可行 [ 1] 。近年来逐渐盛行的失重秤配料方式配料系统, 较传统的皮带秤配料方式具有计量准确、 维护简便的优点。一般采用 STD 总线工控机或 PC 总线工控机对配料秤进行控制。

 

1  系统组成

失重秤配料系统有三个相互独立的装有称重传感器的料斗, 分别装有不同的料, 可以同时下料, 下方的皮带将物料传送到搅拌机, 搅拌均匀后输出。

该控制所需系统硬件为: PC 工控机、 PT 650 称重显示器、 称重传感器、 PCLD- 885 板卡、 PCL -720 板卡、 PCL - 782B 板卡、 RS232/ 485 转接卡、RS- 485总线。软件由 Visual Basic 610 管理控制软件和 Access2000 数据库组成。

失重秤配料系统的通讯实现功能采用 Visual Basic 610 开发, 具有实用性能好、 可靠性高、 操作简单等特点。

数据库采用 Accesss2000 建立, 用于存储生产参数、 生产过程中的临时数据以及数据报表等数据, 具有建库简单、 快捷的特点。

 

2  主要技术指标及系统功能

传感器精度为 ? 0105%; 配料精度为 ? 015%;全系统实施互锁。

失重秤配料系统具有检测、 显示、 控制、 通信及输入打印等功能。系统可以实时检测各项工艺参数, 检测设备运转情况及通信故障检测。动态的工艺流程显示画面, 操作人员可以通过彩色显示器直观地监视整个配料控制过程, 包括料仓输送设备的工作状态、 秤量数据、 混合机和各种工艺闸、 阀门的工作状态等; 系统能实时显示各项工艺参数及工作运行图, 包括工艺流程图、 设备的控制图、 配料料方表及记录表( 称料记录、 报警记录、 料方记录等) 。控制功能包括: ①互锁功能 配料系统由多种设备构成, 为避免发生堆料、 堵料、 废料等事故, 运行中各设备间须互锁; ② 顺起、 顺停 皮带机、 混合机按一定顺

序启动、 停止;③ 延时停止 如果提升机存有余料, 势必造成提升机下次启动时的载荷过大, 损坏提升机设备, 因此必须采用延时停止; ④称重配料时配料控制器具有快加、 慢加控制及过冲量自整定等功能, 确保称重快速、 准确; ⑤强启、 急停 为了便于维护、 维修设备, 并能迅速处理事故, 系统设有设备强行启动和强行停止开关。

在功能操作上, 本系统具有界面全汉化、 功能设置灵活、 系统智能化程度高等特点。

上位机除了下达初始工艺参数和控制指令外,还参与称重和配料的实时控制过程, 即上位机处于联机工作状态。

系统数据交换、 记录全部基于 Access 数据库,SQL 语言数据访问提高了系统实时性和安全性。

 

3  水泥生产配料计算机控制系统实例

在赣州水泥粉磨厂水泥生产线中, 配料是水泥生产中的关键环节。近年来, 配料采用了微机配料新技术, 以期提高配料生产的合格率。但若采用一般的皮带秤配料系统, 由于在原理上为动态计量方式, 其精度受机械振动、 物料冲击、 皮带跑偏、 零点飘移等因素的影响, 使得计量误差和累计计量误差较大。鉴于此, 我们在吸收现有配料系统优点的基础上, 针对原设计在应用中存在的信息管理系统功能简单、 缺少动态工艺流程界面( 直观性差) 等问题, 研制了高性能的失重称微机配料系统 [2] 。

赣州水泥粉磨厂现有一条年产 414 万 t 的水泥生产线, 工艺上要求将三路熟料、 一路石膏和一路混材按一定重量配比进行配料, 配好的混料经球磨机加工后即为水泥。主要的性能指标为: 五路配料, 年产 414 万 t; 配料精度< ? l%; 具有手动与自动切换功能, 动态在线显示给定下料量、 实际下料量和累计总下料量; 系统具有打印生产参数功能。

本次设计的水泥生产配料计算机控制系统是一套用于生产水泥的自动化电子配料、 控制装置, 具有产品质量优良稳定、 生产成本低、 环保性能良好、 工业化生产等特点, 由工控机、 操作台及配电柜等组成, 能够按照给定的配方, 自动、 连续地控制各部分物料称量、 投料、 搅拌和出料。本配料系统在计量过程中, 采用动态配料、 静态计量的方法。

 

3．1  硬件构成

为了保证整个控制系统的可靠性, 上位机选用研华工控机, PCLD- 885 板卡、 PCL - 720 板卡、PCL- 782B 板卡、 RS232/ 485 转接卡。因为工控机和置于操作台中的多台称重配料仪距离很近, 采用RS- 485 串行通讯协议。光隔离开关量输入/ 输出卡用于生产流程控制和生产过程输入。

称重配料仪不但具有一般电子称的所有功能,还可以设定某些参数。其主要功能是通过串行口接收工控机发送的各种物料的称量值, 在接收到工控机开始称料的命令后, 称重配料仪根据程序进行称重配料, 并同时将程序进程和物料净重发送给工控机, 实现称重配料功能。

3．2  软件设计

3.2.1  数据库

数据库采用 Access2000 建库。

3．2.2  部分流程图及监控软件

上位机软件在 Windows 2000 环境下, 采用 V- isual Basic 610 版编写, 实现全汉化用户界面。程序由运行监控、 参数设定、 配方管理、 物料管理、 客户管理及各种统计报表打印等模块组成, 具有界面友好、操作简单、 功能强大等特点。

3.2.2.1  运行监控

运行监控界面可以直接显示现场的生产运行情况。系统得电后, 将/ 自动/ 手动0旋钮转至/ 自动0状态, 点击屏幕上的/ 启动0按钮启动系统, 进入自动运行。屏幕上将动态显示当前的生产配方数据、 各料实际下料数据和其他设备如料斗下料、 皮带、 拌缸运行情况等。

 

3.2.2.2  参数设定

通过参数设定界面, 可以方便地实现对系统运行过程中重要参数的修改, 如各延时时间、 拌缸搅拌参数和配料参数等。此外, 在参数设定界面中还包括了对秤称量范围进行标定的功能。

3.2.2.3  配方管理

在配方管理界面中, 用户可以根据需要, 对配料过程中可能用到的配方进行“选择”、 “增加”、 “修改”、 “删 除”等一系列的操作。

3.2.2.4  物料管理

管理物料进料和进行物料用量统计。

3.2.2.5  客户管理

可进行用户管理, 记录生产操作者信息、 各生产操作者水泥生产原料用量等, 供生产管理人员使用。

3.2.2.6  统计报表打印

方便用户对运行过程中的数据归档, 如生产记录、 配料记录和物料消耗情况进行打印输出。

 

4  提高精度和生产速度的技术措施

主要是通过提高称重配料仪的称量精度和速度实现, 这是在保证生产速度的条件下节约原材料和确保温水泥质量的关键技术。

4.1  A/ D 转换器

为了保证系统的数据采集精度, 选用 24 位 A/

D 转换器, 该转换器采用 2- $转换技术, 具有高精

度、 低噪声、 抗干扰能力强的特点。

4.2  自动配料控制方法

影响配料误差的因素有: 料斗门或螺旋给料器的动作滞后时间和空中余料( 冲量) 的随机变化。故对不同类型的物料, 应采用不同的办法。

4.2.1  石膏、 混材

采用变速给料, 以减少冲量影响。称量时, 先高速给料, 达到设定值的 90% 左右后, 自动变为低速配料, 实现下料精给。

4.2.2  熟料

采用大小闸口和逐次逼近的精称方法。粗称时大小闸口全开, 快速达到关闸值( 设定值) 可根据经验设定空中余量最大值) 后关闭闸口, 稳定后根据与目标值的差值自动计算出脉冲补料时间, 然后用小闸口补料, 一般经过 1~ 2 次补料即能完成精称配料。

采用以上措施, 可以提高称量精度, 且保证生产速度。

 

5  结论

采用 VB610 软件开发的、 适合于冶金、 建材、 化工等行业实现配料全自动化系统, 可保证较高的配料精度, 人机界面丰富、 友好, 控制方便灵活, 运行可靠。该系统成本低, 自动化程度高, 运行稳定, 免维护, 减小劳动强度, 提高劳动生产率, 具有推广价值。

 

[参考文献]

[ 1] 朱金平. 基于 VB环境下开发的配料称重系统[ J] . 微计算机信息, 2003, 19( 1) : 36- 38.

[ 2] 章浙根, 等. 一种高性能水泥生产配料自动化控制系统的设计与实现[ J]. 南方冶金学院学报, 1998, 19( 1) : 41- 44.

 

 

 

本文源于网络转载，如有侵权，请联系删除