本文的主要內容是關於自動化移動式配料係統在山東省某機械廠石墨電極生產中的應用情況.

隨著電爐煉鋼工藝的進步，國內外市場對高功率、超高功率石墨電極的需求也日趨增長，炭素行業為適應市場的需要，必須加大對高功率、超高功率石墨電極的開發與生產，這就對生產設備提出了更高的要求。中碎配料作為石墨電極生產的重要環節之一，對石墨電極生產及質量起著至關重要的作用，傳統的手動或半自動配料控製，工藝操作複雜，工人勞動強度大，而且生產環境惡劣，配料精度難以保證，已經不能適應現代化生產的需要。

針對上述狀況，山東生建機械廠在1994年的技術改造中，對中碎配料車間作了一係列的改進。對上料、破碎、篩分、磨粉，采用PLC集中控製；對配料則采取了全封閉的移動式自動配料工藝等。這些工藝的采用使得操作簡便、快捷，車間環境從根本上得到改善，產品質量明顯提高，自1996年11月投入使用以來，一直安全正常地運行，取得了較高的經濟效益和社會效益。本文將著重對兩個係統的自動化配；配料控製作以簡要介紹。

1　自動化中碎篩分、磨粉係統的集中控製
中碎車間由於原料粒度分級的需要，往往將原料破碎後，經篩分分配至各配料倉。山東生建機械廠中碎車間高度為40m，近百個操作點分布在7個樓層，如果采用手動控製，必然會造成人員的增加和勞動強度的加大，也不可能避免由於上下聯絡不便或者誤操作而造成的事故，針對這種狀況，決定使用PLC可編程序控製器進行集中控製。

1.1　係統構成
本係統可分為中央控製和現場設備兩部分。

1.1.1　中央控製室中央控製室用於對整個生產車間進行集中控製，由下列兩個部分組成：

（1）PLC機櫃

PLC機櫃上安裝PLC控製器及輸出中間繼電器，PLC控製規模約670I/O點，主要完成：
①生產工藝通道選擇；
②聯鎖起停工藝設備、收塵設備；
③監視生產運行情況；
④監視各料倉的料位及高低料位報警；
⑤監視各生產配料設備的故障及報警。

（2)模擬控製屏

模擬控製屏上部立麵繪有生產工藝流程模擬圖，裝有設備運行指示燈、各種報警指示燈、指示儀表等，它接收PLC的信號以顯示現場的生產情況。下部為操作部分，安裝著各種選擇開關，各種起停按鈕及試驗按鈕。

1.1.2　現場部分
現場部分主要為現場設備以及用以控製現場設備的集中低壓配電屏，低壓屏為GCK抽屜式配電屏，這種配電屏運行可靠、檢修方便，一旦發現故障可立即更換備用抽屜，不會因維修而影響生產。

1.2　配料工藝流程簡述

原料運來後，根據原料種類選擇上料係統通道，然後啟動上料設備將原料盛放在石油焦貯料倉或針狀焦貯料倉。根據生產需要，選擇破碎篩分通道，石油焦（或針狀焦）經破碎篩分後進入石油焦料倉（針狀焦料倉）。同樣，磨粉係統也可選擇通道，將石油焦粉和針狀焦粉分別放置。分別存放的工藝配置方式，不僅避免了由普通功率電極轉產高功率、超高功率石墨電極時必須倒空料倉的麻煩，而且可以不必停產轉換，可同時生產普通功率石墨電極或超高功率石墨電極，更重要的是，大大方便了生產高功率石墨電極時使用混合配方的配料，為實現配料完全自動化創造了條件。

1.3　配料係統運行總結

（1）係統運行可靠，故障率低。自投入運行近兩年來，基本沒出現因配料控製係統故障而造成的停產，保障了生產的順利進行。
（2）檢修維護方便。尤其是需要改變控製方案時，不用改變硬件接線，隻需修改PLC軟件即可。省時省力，極為方便。
（3）操作集中，監控方便。PLC主機麵板及模擬屏均可顯示現場設備的運行狀態及故障信息，一旦發生故障，操作人員可方便、快捷地判斷現場的故障設備及故障原因，有利於分析、排除故障，盡快恢複生產。

2　全自動移動式配料
配料的準確性是石墨電極生產的關鍵，直接影響石墨電極質量。手工或半自動配料工藝，不僅生產環境惡劣，而且配料精度難以保證。因此，在本次技改中，我們使用了全自動、移動式配料工藝。

2.1　係統構成及工藝原理

移動式全自動配料係統分為中央控製係統和現場被控設備兩部分。現場14隻料倉存放著各種顆粒料及粉狀料。料倉下麵是用以完成給料動作的電磁振動給料機或螺旋喂料機，給料設備送出的物料經集散口進入配料小車。配料小車配備粒子料和粉子料兩隻料鬥，每個料鬥裝有3隻壓力傳感器，傳感器將檢測信號送至中央控製室PR1592/00配料控製器，配料控製器將接收到信號與預先設定的數值進行比較，決定加料動作並發出指令給PLC中央控製器，PLC中央控製器根據這些指令操縱現場給料設備和配料小車完成配料任務。全部配料完成後，PR1592/00打印配料數據，同時發出卸料信息，PLC操縱小車至卸料點，根據PR1592/00的信息卸料。卸料結束後，返回起始點開始下一次配料。
2.2　主要設備選擇
（1）PR1592/00電子配料控製
根據石墨電極生產多規格、多品種，配方差異較大特點，選用了國內生產的PR1592/00電子控製配料器，該配料控製器能貯存多種配方並且有粗細加料，無K8凯发登录入口報警和過衝量調整等功能。其主要參數如下：
線性誤差：±0.05％;
最大淨輸入信號：2.4～24mV；
激勵源：防短路型DC12V，輸出電流≤120mA；
分度數：4000d；
控製物料種數：5種
（2）根據配料工藝選用了移動配料小車，采用雙料鬥分別進行粒子料與粉子料的稱重，稱重各由3隻壓力傳感器完成，傳感器選用BLR－24型。因為PR1592/00配料控製器對所配用傳感器采用並聯供給橋壓方式，其電壓值為12V，最大輸出電流為120mA，所以傳感器的輸入阻抗也必須滿足這一要求即：

（n×U）/R≤120mA

其中：R為傳感器內阻；n為選用傳感器隻數；U為電壓。BLR－24輸入阻抗R為350Ω，經計算（3×12）/350＜120mA,符合儀器要求。
（3）由於PR1592/00配料控製器外控接點少而係統控製點數較多，所以輔助以小型PLC可編程序控製器以實現定位、對接、除塵、配料、行進、卸料、返回等控製過程。
2.3　係統調試
係統調試分為兩個階段，首先將PR1592/00配料控製器進行初始化和格式化數據輸入，即在配料控製器的麵板上輸入時間、工作狀態、滿量程值、報警方式、粗細加料、物料表、配方、打印功能等。並將移動式配料小車的前進、對位等程序梯形圖輸入PLC可編程序控製器，然後模擬加料形式進行係統動作測試，修正邏輯錯誤。在這一過程中也要對係統外圍設備進行調整，排除一切影響係統正常功能的因素。上述工作結束後進行負荷調試，主要是根據工藝精度要求與物料的流動性能。對各種物料的加料過程進行控製，調整粗細加料在整個加料過程的比例，並針對其流動性進行過衝量調整，需要說明的是配料控製器的過衝量功能是保證係統配料精度的關鍵，因為每次停止給料設備後，從其出口落到配料料鬥的多餘量時總會造成多配甚至超過精度允差，配料控製器根據實際流動情況修改過衝量，提前停止給料設備，從而很精確地控製配料的精度。

2.4　自動配料使用效果

（1）移動式配料係統克服了固定式因工藝線長造成的輸送困難、誤差大，避免了因固定配料係統設備複雜帶來的事故隱患，提高了係統運行可靠性，節約了設備費用。
（2）采用全封閉結構，大大改善了勞動環境。
（3）自動化控製和電子稱的應用，使配料精度得到保證，表1為任意抽取的一次配料數據。從表1中可以看出，每種物料誤差都在1％以內，總重量誤差僅為0.4％，已經達到了比較高的精度。

集中控製和全自動移動式配料係統在我廠運行近兩年，不僅使勞動環境明顯改善，車間勞動強度大大降低，而且電極產品的質量顯著提高（見表2、3）。從表中可以看出，中碎車間投入運行以來，電極生產各項指標均有不同程度的提高，已達到國內較好水平。

3　結束語

自動化中碎配料車間自1996年11月投入使用以來，一直安全正常準確地運行。自動化的應用，簡化了工藝操作，改善了勞動環境，提高了配料精度和產品質量，提高了生產管理水平，推進了配料技術進步，值得推廣應用。

作者：許傳德

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