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摘 要:在化工、饲料、冶金、建材等行业中,由于配料的速度以及精度都会直接影响到产品的质量。为了能有效地调配好两者之间的关系,我们将计算机应用到配料系统中,以满足生产的需要。
关键词:计算机配料系统控制
中图分类号:TQ171.612 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)01(a)-0104-01
随着称重智能仪表以及称重传感器技术的发展,电子称量技术已经越来越多的被应用于生产的过程中。将计算机应用到配料系统的优点有:软件编程方便简捷,较易掌握;设计周期较短,投资较少[1];可以通过不同的软件设计以及硬件配置来适用于各配料场合,通用性较好;较符合我国的国情,易于推广,可广泛应用于化工、饲料、建材、冶金等行业的称重配料系统。
1 系统的总体构成
以冶练和陶瓷行业为例,系统由上料电振机、称重料仓、出料电振机、称重传感器、传感器放大器、工业控制计算机、A/D转换板、D/A输出板、控制箱等组成[2]。下料电振机和称重料仓采用软连接来形成一体,从而避免二者之间的碰撞或者摩擦,用称重传感器垂直悬臂将其挂起,并且严格的按照避震的要求来进行安装。上料和下料电振机中有调节螺杆,可以根据所配原料的物理性质来对上、下出料口角度进行手动的调节,从而对配料的速度做粗略的调整。
2 控制的原理
称重基本原理是利用动态的跟踪原料的失重原理来进行设计的。设某种原料每次需要配akg,计算机的控制系统根据几种原料的配比以及料仓零点值来计算出上设定值a1和下设定值a2,并要求:a=a1-a2。控制系统先向控制箱发送粗进料指令,然后大电压启动上料电振机,原料高速的进入到称重料仓,称重传感器达到一定的值的时候,控制系统向控制箱发从细进料的指令,上料电振机利用降低电压的方法来减少电振机的振动幅度,原料低速的进入到称重料仓中,称重传感器的测试信号增大,一直到达到上设定值a1时为止,控制系统则关闭上料电振机。这个时候控制系统则根据其它的原料进仓的情况以及产量情况,同步的发出下料指令,先向控制箱发送粗料指令,大电压启动下料电振机,原料高速的从称重料仓振出进入到球磨机[2],然后称重传感器测试出信号减小,当称重传感器测试的信号达到一定值的时候,控制系统向控制箱发送细出料的指令,下料电振机则降低电压来减少电振机振动的幅度,称重料仓的原料低速的振出,一直到达到下设的定值a2为止,控制系统则关闭下料电振机,这样就完成了一次称量过程。
3 称重配料工业的控制系统的硬件组成和设计
3.1 系统的配置
为使系统能够适合各种配料的场合,系统的配置功能可以对系统相关设置来进行调整。为确保系统安全,系统配置的功能只能授权给系统的管理员,并且根据输入的密码来验证系统管理员身份的合法性。系统管理员同样也可以随时的修改密码。当配方中各种原料的参数变化比较大的时候,系统管理员就可以对相应的通道重新进行选择量程并且进行系统的标定,使得误差能够达到最小。
3.2 系统软件的设计
系统软件组成该系统的软件在Windows操作系统的环境下使用,采用Visial Basic软件开发工具来进行开发的,它的功能如下:用户登录、密码管理、时钟校对、参参数设置、数标定、搬运运行、自动运行。同时可以显示产量的实时与历史数据,也就是班产和月产等等。
配料系统则采用菜单操作,其具有良好的图文界面,因此人机之间的交流特别方便和直观。用户可以根据提示来选择各个子菜单[3],并且进行相应操作。在这个系统中,自动配料的功能除了利用定时来中断实现以外,其余的大部分的功能都会在主程序相应的模块中来实现。
3.3 配料的控制
配料的控制是系统核心。其操作方式功能可进行定量以及定次配料选择。延时的调整功能可根据现场实际情况来调整料斗的下料的时间,使得每次的下料都能够顺利完成。皮重显示功能可实时的显示料斗重量。手动控制功能可用键盘来控制各路电机运转,当出现故障的时候,可以快速的定位故障点。自动配料功能可启动配料系统,系统能够根据用户输入的参数,按照配料的工作流程自动地来完成配料的全部过程,并且能实时地显示配料状态[4]。尽管各工艺不尽相同,但是作为配料控制系统来说,大多原理是相同的。
4 配料系统主要的功能特点
(1)物料的单速以及双速的自动给料控制
根据配料精度的要求以及物料的特性,给料可以用单速或者双速。对于配料精度的要求比较高的物料,应该采用快速或者慢速的双速控制给料,这样既可以加快给料速度,又可以防止配料中的“冲料”现象,大大提高配料的精度[5]。
(2)物料预置点和提前量的输入以及修改功能
预置点的设定值与提前量既可以通过仪表键盘输入,也可以由上位计算机来设定。
(3)系统运行状态的显示
在配料的过程中,系统运行状态将会由配料模拟屏上的指示灯来进行模拟的显示。
(4)精确的配料误差的检查功能
每種物料的配料误差的允许范围可以通过仪表键盘输入,也可以由上位计算机来设定。这项功能可以保证每种物料的配料的精度。
(5)循环的控制功能
系统操作员设置好配方与配料的份数之后,只需要启动一次,系统就会按照此配方与配料的份数来进行连续的自动配料。
(6)声光的告警功能
系统能够对物料超差、喂排料机构和喂料/排料超时等配料设备的故障进行声光告警。
(7)断电的重入功能
如果在自动方式的控制过程中,由于突然停电而致使系统的工作中止,那么在供电恢复之后再重启系统,可以在“断电处”开始继续进行配料工作。
(8)计算机的物料配方的管理功能
可以通过计算机来进行配方输入、编辑以及存储,并且发送到称重智能仪表来参与配料的控制。
(9)计算机自动的校验输入数据
系统操作员向计算机输入错误数据时,计算机就能够自动的校验这些数据,不接收错误的数据,并且鸣叫告警,这样就避免了由于错误的输入数据而造成的严重后果。
(10)计算机的配料数据的管理功能
计算机可以自动的采集与存储物料配料的称重数据,并且进行数据处理与显示。
(11)配料的报表打印功能
计算机能自动打印料单,并且可以选择打印配料报表与汇总报表。
5 结语
快速准确配料是保证产品的化学成分,降低生产的成本的基础,所以使用计算机配料来取代传统的人工的估算方法,这是化工、冶金、饲料、建材等行业在目前的市场条件下挖掘自身的潜力,实现节能减耗的有效途径之一。
参考文献
[1] 林自强.国外高精度应变测力传感器技术的分析与探讨.计量技术专辑,1978(2).
[2] 潘峰.计算机和PLC在配料控制系统中的应用.衡器,1996(4).
[3] 牛晋波.计算机称重配料工业控制系统.西山科技,2001.8.
[4] 蓝跃飞.计算机分布系统在工业配料中的应用.有色金属设计与研究,1994.3.
[5] 李跃忠,张福柳,周航慈.计算机控制在自动配料系统中的应用.华东地质学院学报,2001.9.
关键词:计算机配料系统控制
中图分类号:TQ171.612 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)01(a)-0104-01
随着称重智能仪表以及称重传感器技术的发展,电子称量技术已经越来越多的被应用于生产的过程中。将计算机应用到配料系统的优点有:软件编程方便简捷,较易掌握;设计周期较短,投资较少[1];可以通过不同的软件设计以及硬件配置来适用于各配料场合,通用性较好;较符合我国的国情,易于推广,可广泛应用于化工、饲料、建材、冶金等行业的称重配料系统。
1 系统的总体构成
以冶练和陶瓷行业为例,系统由上料电振机、称重料仓、出料电振机、称重传感器、传感器放大器、工业控制计算机、A/D转换板、D/A输出板、控制箱等组成[2]。下料电振机和称重料仓采用软连接来形成一体,从而避免二者之间的碰撞或者摩擦,用称重传感器垂直悬臂将其挂起,并且严格的按照避震的要求来进行安装。上料和下料电振机中有调节螺杆,可以根据所配原料的物理性质来对上、下出料口角度进行手动的调节,从而对配料的速度做粗略的调整。
2 控制的原理
称重基本原理是利用动态的跟踪原料的失重原理来进行设计的。设某种原料每次需要配akg,计算机的控制系统根据几种原料的配比以及料仓零点值来计算出上设定值a1和下设定值a2,并要求:a=a1-a2。控制系统先向控制箱发送粗进料指令,然后大电压启动上料电振机,原料高速的进入到称重料仓,称重传感器达到一定的值的时候,控制系统向控制箱发从细进料的指令,上料电振机利用降低电压的方法来减少电振机的振动幅度,原料低速的进入到称重料仓中,称重传感器的测试信号增大,一直到达到上设定值a1时为止,控制系统则关闭上料电振机。这个时候控制系统则根据其它的原料进仓的情况以及产量情况,同步的发出下料指令,先向控制箱发送粗料指令,大电压启动下料电振机,原料高速的从称重料仓振出进入到球磨机[2],然后称重传感器测试出信号减小,当称重传感器测试的信号达到一定值的时候,控制系统向控制箱发送细出料的指令,下料电振机则降低电压来减少电振机振动的幅度,称重料仓的原料低速的振出,一直到达到下设的定值a2为止,控制系统则关闭下料电振机,这样就完成了一次称量过程。
3 称重配料工业的控制系统的硬件组成和设计
3.1 系统的配置
为使系统能够适合各种配料的场合,系统的配置功能可以对系统相关设置来进行调整。为确保系统安全,系统配置的功能只能授权给系统的管理员,并且根据输入的密码来验证系统管理员身份的合法性。系统管理员同样也可以随时的修改密码。当配方中各种原料的参数变化比较大的时候,系统管理员就可以对相应的通道重新进行选择量程并且进行系统的标定,使得误差能够达到最小。
3.2 系统软件的设计
系统软件组成该系统的软件在Windows操作系统的环境下使用,采用Visial Basic软件开发工具来进行开发的,它的功能如下:用户登录、密码管理、时钟校对、参参数设置、数标定、搬运运行、自动运行。同时可以显示产量的实时与历史数据,也就是班产和月产等等。
配料系统则采用菜单操作,其具有良好的图文界面,因此人机之间的交流特别方便和直观。用户可以根据提示来选择各个子菜单[3],并且进行相应操作。在这个系统中,自动配料的功能除了利用定时来中断实现以外,其余的大部分的功能都会在主程序相应的模块中来实现。
3.3 配料的控制
配料的控制是系统核心。其操作方式功能可进行定量以及定次配料选择。延时的调整功能可根据现场实际情况来调整料斗的下料的时间,使得每次的下料都能够顺利完成。皮重显示功能可实时的显示料斗重量。手动控制功能可用键盘来控制各路电机运转,当出现故障的时候,可以快速的定位故障点。自动配料功能可启动配料系统,系统能够根据用户输入的参数,按照配料的工作流程自动地来完成配料的全部过程,并且能实时地显示配料状态[4]。尽管各工艺不尽相同,但是作为配料控制系统来说,大多原理是相同的。
4 配料系统主要的功能特点
(1)物料的单速以及双速的自动给料控制
根据配料精度的要求以及物料的特性,给料可以用单速或者双速。对于配料精度的要求比较高的物料,应该采用快速或者慢速的双速控制给料,这样既可以加快给料速度,又可以防止配料中的“冲料”现象,大大提高配料的精度[5]。
(2)物料预置点和提前量的输入以及修改功能
预置点的设定值与提前量既可以通过仪表键盘输入,也可以由上位计算机来设定。
(3)系统运行状态的显示
在配料的过程中,系统运行状态将会由配料模拟屏上的指示灯来进行模拟的显示。
(4)精确的配料误差的检查功能
每種物料的配料误差的允许范围可以通过仪表键盘输入,也可以由上位计算机来设定。这项功能可以保证每种物料的配料的精度。
(5)循环的控制功能
系统操作员设置好配方与配料的份数之后,只需要启动一次,系统就会按照此配方与配料的份数来进行连续的自动配料。
(6)声光的告警功能
系统能够对物料超差、喂排料机构和喂料/排料超时等配料设备的故障进行声光告警。
(7)断电的重入功能
如果在自动方式的控制过程中,由于突然停电而致使系统的工作中止,那么在供电恢复之后再重启系统,可以在“断电处”开始继续进行配料工作。
(8)计算机的物料配方的管理功能
可以通过计算机来进行配方输入、编辑以及存储,并且发送到称重智能仪表来参与配料的控制。
(9)计算机自动的校验输入数据
系统操作员向计算机输入错误数据时,计算机就能够自动的校验这些数据,不接收错误的数据,并且鸣叫告警,这样就避免了由于错误的输入数据而造成的严重后果。
(10)计算机的配料数据的管理功能
计算机可以自动的采集与存储物料配料的称重数据,并且进行数据处理与显示。
(11)配料的报表打印功能
计算机能自动打印料单,并且可以选择打印配料报表与汇总报表。
5 结语
快速准确配料是保证产品的化学成分,降低生产的成本的基础,所以使用计算机配料来取代传统的人工的估算方法,这是化工、冶金、饲料、建材等行业在目前的市场条件下挖掘自身的潜力,实现节能减耗的有效途径之一。
参考文献
[1] 林自强.国外高精度应变测力传感器技术的分析与探讨.计量技术专辑,1978(2).
[2] 潘峰.计算机和PLC在配料控制系统中的应用.衡器,1996(4).
[3] 牛晋波.计算机称重配料工业控制系统.西山科技,2001.8.
[4] 蓝跃飞.计算机分布系统在工业配料中的应用.有色金属设计与研究,1994.3.
[5] 李跃忠,张福柳,周航慈.计算机控制在自动配料系统中的应用.华东地质学院学报,2001.9.