0  前言

如今配料幾乎涉及到工業生產的各個領域, 特別在建材、 化工和冶金領域中尤為廣泛。但我國的配料係統仍以人工方式為主, 稱重精度低, 生產效率不高, 而一些化工原料對人體健康有嚴重危害。隨著微機性能、 價格和軟件水平的不斷提高, 開發出適用的配料稱重係統在技術上已可行 [ 1] 。近年來逐漸盛行的失重秤配料方式配料係統, 較傳統的皮帶秤配料方式具有計量準確、 維護簡便的優點。一般采用 STD 總線工控機或 PC 總線工控機對配料秤進行控製。

1  係統組成

失重秤配料係統有三個相互獨立的裝有稱重傳感器的料鬥, 分別裝有不同的料, 可以同時下料, 下方的皮帶將物料傳送到攪拌機, 攪拌均勻後輸出。

該控製所需係統硬件為: PC 工控機、 PT 650 稱重顯示器、 稱重傳感器、 PCLD- 885 板卡、 PCL -720 板卡、 PCL - 782B 板卡、 RS232/ 485 轉接卡、RS- 485總線。軟件由 Visual Basic 610 管理控製軟件和 Access2000 數據庫組成。

失重秤配料係統的通訊實現功能采用 Visual Basic 610 開發, 具有實用性能好、 可靠性高、 操作簡單等特點。

數據庫采用 Accesss2000 建立, 用於存儲生產參數、 生產過程中的臨時數據以及數據報表等數據, 具有建庫簡單、 快捷的特點。

2  主要技術指標及係統功能

傳感器精度為 ? 0105%; 配料精度為 ? 015%;全係統實施互鎖。

失重秤配料係統具有檢測、 顯示、 控製、 通信及輸入打印等功能。係統可以實時檢測各項工藝參數, 檢測設備運轉情況及通信故障檢測。動態的工藝流程顯示畫麵, 操作人員可以通過彩色顯示器直觀地監視整個配料控製過程, 包括料倉輸送設備的工作狀態、 秤量數據、 混合機和各種工藝閘、 閥門的工作狀態等; 係統能實時顯示各項工藝參數及工作運行圖, 包括工藝流程圖、 設備的控製圖、 配料料方表及記錄表( 稱料記錄、 報警記錄、 料方記錄等) 。控製功能包括: ①互鎖功能 配料係統由多種設備構成, 為避免發生堆料、 堵料、 廢料等事故, 運行中各設備間須互鎖; ② 順起、 順停 皮帶機、 混合機按一定順

序啟動、 停止;③ 延時停止 如果提升機存有餘料, 勢必造成提升機下次啟動時的載荷過大, 損壞提升機設備, 因此必須采用延時停止; ④稱重配料時配料控製器具有快加、 慢加控製及過衝量自整定等功能, 確保稱重快速、 準確; ⑤強啟、 急停 為了便於維護、 維修設備, 並能迅速處理事故, 係統設有設備強行啟動和強行停止開關。

在功能操作上, 本係統具有界麵全漢化、 功能設置靈活、 係統智能化程度高等特點。

上位機除了下達初始工藝參數和控製指令外,還參與稱重和配料的實時控製過程, 即上位機處於聯機工作狀態。

係統數據交換、 記錄全部基於 Access 數據庫,SQL 語言數據訪問提高了係統實時性和安全性。

3  水泥生產配料計算機控製係統實例

在贛州水泥粉磨廠水泥生產線中, 配料是水泥生產中的關鍵環節。近年來, 配料采用了微機配料新技術, 以期提高配料生產的合格率。但若采用一般的皮帶秤配料係統, 由於在原理上為動態計量方式, 其精度受機械振動、 物料衝擊、 皮帶跑偏、 零點飄移等因素的影響, 使得計量誤差和累計計量誤差較大。鑒於此, 我們在吸收現有配料係統優點的基礎上, 針對原設計在應用中存在的信息管理係統功能簡單、 缺少動態工藝流程界麵( 直觀性差) 等問題, 研製了高性能的失重稱微機配料係統 [2] 。

贛州水泥粉磨廠現有一條年產 414 萬 t 的水泥生產線, 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行配料, 配好的混料經球磨機加工後即為水泥。主要的性能指標為: 五路配料, 年產 414 萬 t; 配料精度< ? l%; 具有手動與自動切換功能, 動態在線顯示給定下料量、 實際下料量和累計總下料量; 係統具有打印生產參數功能。

本次設計的水泥生產配料計算機控製係統是一套用於生產水泥的自動化電子配料、 控製裝置, 具有產品質量優良穩定、 生產成本低、 環保性能良好、 工業化生產等特點, 由工控機、 操作台及配電櫃等組成, 能夠按照給定的配方, 自動、 連續地控製各部分物料稱量、 投料、 攪拌和出料。本配料係統在計量過程中, 采用動態配料、 靜態計量的方法。

3．1  硬件構成

為了保證整個控製係統的可靠性, 上位機選用研華工控機, PCLD- 885 板卡、 PCL - 720 板卡、PCL- 782B 板卡、 RS232/ 485 轉接卡。因為工控機和置於操作台中的多台稱重配料儀距離很近, 采用RS- 485 串行通訊協議。光隔離開關量輸入/ 輸出卡用於生產流程控製和生產過程輸入。

稱重配料儀不但具有一般電子稱的所有功能,還可以設定某些參數。其主要功能是通過串行口接收工控機發送的各種物料的稱量值, 在接收到工控機開始稱料的命令後, 稱重配料儀根據程序進行稱重配料, 並同時將程序進程和物料淨重發送給工控機, 實現稱重配料功能。

3．2  軟件設計

3.2.1  數據庫

數據庫采用 Access2000 建庫。

3．2.2  部分流程圖及監控軟件

上位機軟件在 Windows 2000 環境下, 采用 V- isual Basic 610 版編寫, 實現全漢化用戶界麵。程序由運行監控、 參數設定、 配方管理、 物料管理、 客戶管理及各種統計報表打印等模塊組成, 具有界麵友好、操作簡單、 功能強大等特點。

3.2.2.1  運行監控

運行監控界麵可以直接顯示現場的生產運行情況。係統得電後, 將/ 自動/ 手動0旋鈕轉至/ 自動0狀態, 點擊屏幕上的/ 啟動0按鈕啟動係統, 進入自動運行。屏幕上將動態顯示當前的生產配方數據、 各料實際下料數據和其他設備如料鬥下料、 皮帶、 拌缸運行情況等。

3.2.2.2  參數設定

通過參數設定界麵, 可以方便地實現對係統運行過程中重要參數的修改, 如各延時時間、 拌缸攪拌參數和配料參數等。此外, 在參數設定界麵中還包括了對秤稱量範圍進行標定的功能。

3.2.2.3  配方管理

在配方管理界麵中, 用戶可以根據需要, 對配料過程中可能用到的配方進行“選擇”、 “增加”、 “修改”、 “刪 除”等一係列的操作。

3.2.2.4  物料管理

管理物料進料和進行物料用量統計。

3.2.2.5  客戶管理

可進行用戶管理, 記錄生產操作者信息、 各生產操作者水泥生產原料用量等, 供生產管理人員使用。

3.2.2.6  統計報表打印

方便用戶對運行過程中的數據歸檔, 如生產記錄、 配料記錄和物料消耗情況進行打印輸出。

4  提高精度和生產速度的技術措施

主要是通過提高稱重配料儀的稱量精度和速度實現, 這是在保證生產速度的條件下節約原材料和確保溫水泥質量的關鍵技術。

4.1  A/ D 轉換器

為了保證係統的數據采集精度, 選用 24 位 A/

D 轉換器, 該轉換器采用 2- $轉換技術, 具有高精

度、 低噪聲、 抗幹擾能力強的特點。

4.2  自動配料控製方法

影響配料誤差的因素有: 料鬥門或螺旋給料器的動作滯後時間和空中餘料( 衝量) 的隨機變化。故對不同類型的物料, 應采用不同的辦法。

4.2.1  石膏、 混材

采用變速給料, 以減少衝量影響。稱量時, 先高速給料, 達到設定值的 90% 左右後, 自動變為低速配料, 實現下料精給。

4.2.2  熟料

采用大小閘口和逐次逼近的精稱方法。粗稱時大小閘口全開, 快速達到關閘值( 設定值) 可根據經驗設定空中餘量最大值) 後關閉閘口, 穩定後根據與目標值的差值自動計算出脈衝補料時間, 然後用小閘口補料, 一般經過 1~ 2 次補料即能完成精稱配料。

采用以上措施, 可以提高稱量精度, 且保證生產速度。

5  結論

采用 VB610 軟件開發的、 適合於冶金、 建材、 化工等行業實現配料全自動化係統, 可保證較高的配料精度, 人機界麵豐富、 友好, 控製方便靈活, 運行可靠。該係統成本低, 自動化程度高, 運行穩定, 免維護, 減小勞動強度, 提高勞動生產率, 具有推廣價值。

[參考文獻]

[ 1] 朱金平. 基於 VB環境下開發的配料稱重係統[ J] . 微計算機信息, 2003, 19( 1) : 36- 38.

[ 2] 章浙根, 等. 一種高性能水泥生產配料自動化控製係統的設計與實現[ J]. 南方冶金學院學報, 1998, 19( 1) : 41- 44.

 

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