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ENGLISH0755-88840386發(fā)布時間:2019-11-22 10:48:37 |來源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載
一、簡介
本文介紹了河北秦皇島市某有限公司生產(chǎn)的原料連續(xù)稱量配料控制系統(tǒng)的設(shè)計方案與功能描述,該配料系統(tǒng)采用先進(jìn)的 SIEMENS(西門子)PLC、工業(yè)控制計算機(jī)及 PANTHER 電子稱量設(shè)備。其主要組成部分包括動力部分、控制部分、喂排料部分及稱量部分等,是為浮法玻璃生產(chǎn)設(shè)計的計算機(jī)全自動控制控制系統(tǒng)。
二、系統(tǒng)設(shè)計要求
1.料倉部分設(shè)計:
配料車間使用排倉式儲料,共設(shè)粉料倉 8 個、碎玻璃料倉 1 個,粉料倉的出口處有活化漏斗(碎玻璃和石灰石用絲杠閘門),料倉的活化漏斗出口處通過軟連接至喂料機(jī)的入口處,系統(tǒng)將根據(jù)料倉物料流動情況來決定活化漏斗的啟動情況,保證物料供給的正常。
2.喂料部分
喂料部分包括活化料斗和喂料設(shè)備(電磁振動給料機(jī)或螺旋輸送機(jī),根據(jù)物
料的實際量程選擇不同的規(guī)格)
芒硝加料團(tuán)破碎機(jī)。
3.秤量部分設(shè)計
秤量部分采用三傳感器電子斗秤,秤斗上安有除塵口并與集料皮帶導(dǎo)料槽相通,以防止粉塵的外泄。秤量系統(tǒng)采用“減量法”秤量方式。排料采用電磁振動給料機(jī)。排料應(yīng)有分時操作的功能,使物料均勻的鋪成夾層狀態(tài)。芒硝和煤粉先入預(yù)混機(jī)混合,預(yù)混機(jī)同其他物料同時排料。碎玻璃均勻的撒在混合料上。
電子秤的靜態(tài)精度:國家Ⅲ秤標(biāo)準(zhǔn)(經(jīng)計量部門檢定)
電子秤的動態(tài)精度:95%以上的單料誤差≤3 個 d
4.物料的混合控制
配合料皮帶將物料通過中間復(fù)合秤放入混合機(jī)內(nèi),完成物料的混合操作?;旌狭嫌苫旌蠙C(jī)排入料倉經(jīng)流槽至混合料皮帶機(jī)送入窯頭料倉,混合機(jī)型號3750L。
5.砂巖在線測水
選用在線測水技術(shù),混合機(jī)加水系統(tǒng)應(yīng)與在線測水相連接,按照設(shè)定值自動調(diào)節(jié)加水量,測水裝置不應(yīng)有放射污染。
6.控制系統(tǒng)
系統(tǒng)應(yīng)具有全自動、半自動和手動的功能。系統(tǒng)的控制由料倉的出口直至將合格的混合料送到窯頭料倉。
配料部分、混合部分和輸送部分的控制全部來自配料控制室,控制室內(nèi)有模擬顯示屏及工業(yè)電視來監(jiān)視全部的生產(chǎn)過程。
控制室應(yīng)有混合機(jī)、配料皮帶機(jī)、混合料皮帶機(jī)等設(shè)備的電流表,該系統(tǒng)設(shè)備應(yīng)具有連鎖功能。
稱量控制系統(tǒng)(計算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng))采用上位機(jī)+可編程控制器的形式,應(yīng)具有以下功能:
稱量控制系統(tǒng)應(yīng)有掉電保護(hù)功能;
上位機(jī)管理系統(tǒng)自動采集數(shù)據(jù);
系統(tǒng)具有自診斷功能;
具有過沖量自動修正和點動補料功能;
配方及設(shè)定值的管理及傳送;
自動控制混合機(jī)加水;
超差報警及故障打??;
友好的人機(jī)界面,多種使用權(quán)限多種口令限制;
顯示、打印當(dāng)前配方和生產(chǎn)報表;
顯示、打印、存儲各種物料的班、日、月的單耗和總耗;
7.配料控制系統(tǒng)工作條件
1、 水壓:0.3 MPa,水溫:85℃
2、 蒸汽壓力:0.3 MPa
3、 壓縮空氣壓力:0.5 Mpa
4、 電源:三相 380V;單相 220V 50HZ
三、配料系統(tǒng)實現(xiàn)原則
系統(tǒng)在設(shè)備選型和實施過程中遵循以下下原則:
通用性:在選型過程中充分考慮備件購買的方便性,在滿足設(shè)計要求的情況下盡量選擇通用設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)性:在選型和編程中使用標(biāo)準(zhǔn)方法以盡可能得到系統(tǒng)設(shè)備廠商的將來可能提供的升級支持可靠性:盡可能的增加異常檢測,同時考慮非關(guān)鍵設(shè)備故障時系統(tǒng)的容錯性,提高系統(tǒng)可靠性;對于關(guān)鍵設(shè)備,使用冗余方法,將故障停機(jī)時間縮短到最小
四、原料配料控制系統(tǒng)硬件簡介
卓越的控制方式
可以選擇為全自動控制方式、半自動控制方式及手動控制方式。
全自動控制方式:在這種方式下計算機(jī)作為上位機(jī),PLC 作為一個站,系統(tǒng)起停由計算機(jī)控制,配方數(shù)據(jù)由計算機(jī)寫入,計算機(jī)把數(shù)據(jù)傳送給 PLC 進(jìn)行啟動配料設(shè)備、自動喂排料、各種原料稱量校驗、加水汽混合,皮帶傳送進(jìn)倉,并對配料過程進(jìn)行監(jiān)控及有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、制表、打印報單。
半自動控制方式:在不用計算機(jī)情況下,PLC 能獨立工作,配方料單由 SIMATIC 2OP7 觸摸屏輸入,PLC 自動完成啟動配料設(shè)備、自動喂排料、各種原料稱量校驗、加水汽混合,皮帶傳送進(jìn)倉,此種方式不能打印報單。
手動控制方式:操作臺設(shè)有手動方式開關(guān),可以通過選擇開關(guān)選擇
手動方式,通過手動按鈕啟停各類設(shè)備,啟動配料設(shè)備、手動喂排料、手動加水汽混合,皮帶傳送進(jìn)倉。
本配料控制系統(tǒng)是一個三級冗余的控制系統(tǒng),將系統(tǒng)按模塊分隔,互相聯(lián)系,又可以自然地分開,計算機(jī)自動方式是要經(jīng)常使用的方式,操作者只需按啟動或停止按鈕,系統(tǒng)就會自動啟動各類設(shè)備,自動的將一批批混合好的物料送至窯頭料倉,并帶有數(shù)據(jù)管理功能。
可靠的動力部分
動力部分包括 4 個控制柜,分別為 D1~4 柜。D1 柜為總電源開關(guān)柜;D2 柜為喂排料電磁振動給料機(jī)驅(qū)動柜,外配交流電源穩(wěn)壓器,對輸入電源進(jìn)行穩(wěn)壓,減小電磁振動給料機(jī)對上級電源的沖擊;D3 柜為除塵風(fēng)機(jī)、配料輸送帶、混合料輸送帶及預(yù)混機(jī)、白云石、純堿、絞刀、及加水泵控制柜;D4 柜為混合機(jī)控制柜(軟啟動)。
針對計算機(jī)、PLC、稱重儀表等設(shè)備,設(shè)置 1 臺 UPS,保證了計算機(jī)、PLC、儀表的電源質(zhì)量。
先進(jìn)的控制部分
控制部分包括 T1~4 柜。T1~2 柜為八種原料喂排料控制及稱重顯示;T3 柜為 SIMATIC OP7、測水儀表安裝柜;T4 柜為模擬盤、PLC 及其外圍繼電器電路。
PLC 采用 SIEMENS(西門子)SIMATIC S7-300,CPU315,是適用于中、大型規(guī)模的可編程控制制器,它具有高速、堅固、通訊能力強(qiáng)、人機(jī)界面操作良好的特點。
SIMATIC S7-300 通過其 MPI(多點接口)可以與編程器或 PC 機(jī),操作員面板 SIMATIC OP27 連接,進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,實現(xiàn)操作員控制和監(jiān)控功能。在計算機(jī)中可以存儲每批、每班、每日、每月的配料情況及報警信息??梢源鎯?、調(diào)顯或打印各種物料的班、日、月單耗和總耗。
SIMATIC S7-300 通過其 PROFIBUS-DP 與各分稱、測水儀表連接形成網(wǎng)絡(luò),進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。
SIMATIC S7-300 通過其 I/O 接口及其外圍繼電器矩陣對各類設(shè)備進(jìn)行控制,實現(xiàn)配料線自動控制。
SIMATIC S7-300 設(shè)有 SIMATIC OP27 良好的人機(jī)界面,在不用計算機(jī)情況下,操作員可以通過它進(jìn)行料方設(shè)定,干混、加水及加汽時間設(shè)定,報警確認(rèn)等,操作方便。
模擬盤用高亮度的 LED 顯示整個配料控制系統(tǒng)自動控制過程中的配料流程、各個現(xiàn)場設(shè)備的位置及工作狀態(tài),清晰明朗,一目了然。操作臺對各類設(shè)備起停均設(shè)有自動方式、控制室手動方式及現(xiàn)場手動方式,便于設(shè)備的啟動及檢修。
可靠的喂排料部分
配料控制系統(tǒng)平臺共設(shè)九種原料配料裝置,分別為砂巖粉、長石、白云石、純堿、芒硝、碳粉、石灰石、水、碎玻璃。
硅砂及純堿料倉底安裝有 VBA 系列料斗活化器,它具有良好的閘閉作用,它周期性振動,能有效地消除各種料倉的起拱、堵塞和粘倉現(xiàn)象。在振動過
程中,松散物料的內(nèi)摩擦力得到補償,對料倉倉壁的外摩擦力減小,提高了料倉的使用壽命。
白云石、純堿喂料采用絞刀方式,可緩沖白云石料對稱斗的沖擊,防止白云石料“放炮”的現(xiàn)象,其它原料喂排料均采用 DMA 電磁振動給料機(jī),它
可以把顆粒狀及粉狀物料從存儲倉或漏斗中均勻地、連續(xù)定量地傳送給皮帶。電磁振動給料機(jī)由可控硅控制板驅(qū)動,通過控制其振幅大小,來控制物料流量。它可以瞬時的改變和啟閉料流,所以給料精度高。
為保證排料時料流的平穩(wěn),在部分原料:長石、石灰石、純堿、中間倉的秤斗上安裝有 K36 旋風(fēng)式氣震器,排料時間歇動作,使秤斗產(chǎn)生抖動,以消除斗壁的粘料及斗內(nèi)蓬料。喂排料均設(shè)有手動及自動兩種方式。
芒硝、碳粉兩種原料先排入小混合機(jī)進(jìn)行預(yù)混后,再排向配料輸送帶。
排料采取延時排放方式,排放于配料輸送帶,進(jìn)入中間站前各種物料分層疊加,有利于物料充分混合。
精確的稱量部分
稱量部分設(shè)十一個稱量單元,分別為砂巖(1)、砂巖(2)、白云石、石灰石、長石、純堿、芒硝、碳粉、水、碎玻璃及中間站總校驗。每個稱量單元由三個電阻應(yīng)變式稱重傳感器并聯(lián)和稱重顯示儀表 PANTHER(磐獅)組成。
PANTHER(磐獅)稱重顯示儀表具有如下特點:
7 位熒光段碼顯示器,亮度高;
一體化 PCB 板結(jié)構(gòu),模塊化樹形結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)定菜單;
雙向 ProfiBus 總線接口,稱重數(shù)據(jù)傳送功能;標(biāo)準(zhǔn)模擬傳感器輸入接口,可驅(qū)動 8 只 350 歐姆的傳感器;最大顯示分度數(shù) 10,000d;寬電源電壓 85~364V,100VAC、120VAC、230VAC;
PANTHER 的設(shè)計符合有關(guān)國際計量和電氣安全標(biāo)準(zhǔn),以及電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)。 稱量方式采用減量法(WIGHTOUT)稱量,單速喂料,雙速排料。“減量法”
亦稱二次稱量方式,首先單速進(jìn)行喂料操作,其喂料值要大于實際配方值,所有秤喂料操作結(jié)束后,示儀清零進(jìn)行排料操作,排料分為快排和慢排兩個過程,快排縮短了稱量周期,而慢排保證了稱量精確度。稱量部分設(shè)中間站,即把所有生料合起來進(jìn)行一次稱量,在進(jìn)入混合機(jī)前進(jìn)行最后一次檢驗,核對分稱和值與中間站稱量值,以避免錯料入倉。
先進(jìn)的測水設(shè)備
針對砂巖含水量的波動,測水裝置采用先進(jìn)的德國進(jìn)口電容測水儀,裝置穩(wěn)定性好、精確度高,安全無放射輻射、測水范圍 0~15%,測水精度 0.1%。可根據(jù)不同產(chǎn)地的砂巖預(yù)存多大 100 條修正測水曲線,以達(dá)到精確的測量,和方便用戶變料。
優(yōu)越的加水方式
加水方式為水稱加水方式。
水稱加水方式是根據(jù)混合料要求的水分值和各原料所測的水分值計算出所補充的水重量,通過快慢喂水閥向水稱稱斗注水,進(jìn)行稱量,當(dāng)達(dá)到要求時喂水閥關(guān)閉。此種方式加水量精確。
五、原料配料控制系統(tǒng)軟件功能簡介
1、稱量管理
配方編輯。提供配方數(shù)據(jù)的喂料值,含水率,排料值,慢排(喂)值,允許誤差,懸浮量的編輯和保存
配方下載。提供配方數(shù)據(jù)下載到控制器中
配方打印??筛鶕?jù)用戶需求,提供配方打印參數(shù)設(shè)置。提供混合機(jī)干混時間,混合機(jī)濕混時間,混合機(jī)排料時間,中間倉排料時間,預(yù)混混合時間,預(yù)混排料時間,喂料超限時間,排料超限時間,加汽時間,加汽引入水份的編輯,保存和下載。
測水設(shè)備設(shè)置。提供測水設(shè)備的使用不用選擇,水份波動上下限,水份默認(rèn)值的編輯,保存和下載。
過沖量自動修正和點動補料功能。能夠以操作員設(shè)置的懸浮量為基礎(chǔ),系統(tǒng)通過計算實際懸浮量進(jìn)行修正,對于懸浮量設(shè)置過小采用點動補料,已保證稱量準(zhǔn)確?;旌蠙C(jī)加水自動補償。根據(jù)實測砂巖含水率的變化,自動調(diào)整混合機(jī)加水的設(shè)定值。
2、配料系統(tǒng)監(jiān)控
提供各臺秤的毛重,稱量的監(jiān)控
提供混合機(jī),預(yù)混機(jī)的工作狀態(tài)和相關(guān)門的開關(guān)狀態(tài)監(jiān)控
提供皮帶、除鐵器、除塵器的工作狀態(tài)監(jiān)控
提供各種物料的喂、排料狀態(tài)監(jiān)控
提供混合機(jī)干混、濕混、加水、加汽、排料狀態(tài)監(jiān)控
使用工業(yè)攝象機(jī)對混合料輸送皮帶上的物料進(jìn)行實時監(jiān)控
3、系統(tǒng)報警監(jiān)控
系統(tǒng)提供如下報警:
喂(排)料超差
排除廢料
預(yù)混機(jī)門未關(guān)好
預(yù)混機(jī)門未開好
混合機(jī)排門未關(guān)好
混合機(jī)排門未開好
中間倉門未關(guān)好
中間倉門未開好
皮帶未啟好
喂料時間過長
排料時間過長
物料含水超限
物料含水波動超限
翻板不在位
儀表未及時切換凈重、毛重
配料儀表通訊故障
計算機(jī)與控制器通訊故障
4、實時打印
系統(tǒng)提供可選的實時打印功能,可由用戶設(shè)置。如果用戶選擇了實時打印功
能,在每批料配料完成后打印該批料的實際配料數(shù)據(jù)。在系統(tǒng)檢測到每個報警發(fā)
生后也自動打印報警數(shù)據(jù)。
5、歷史數(shù)據(jù)管理
系統(tǒng)由于采用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫和微軟的 ActiveX 技術(shù),可以很方便的實現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)的管理,系統(tǒng)提供如下歷史數(shù)據(jù)管理功能:
歷史報警查詢:可根據(jù)用戶輸入的任意時間段,對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢和打印。
歷史配料數(shù)據(jù)查詢??筛鶕?jù)用戶輸入的任意時間段,對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢和打印。
數(shù)據(jù)導(dǎo)出??筛鶕?jù)用戶輸入的任意時間段,將歷史數(shù)據(jù)導(dǎo)出。系統(tǒng)支持Office 系統(tǒng) Excel 和 Access 格式的導(dǎo)出,歸檔。數(shù)據(jù)刪除??筛鶕?jù)用戶輸入的任意時間段,將歷史數(shù)據(jù)刪除。
6、系統(tǒng)權(quán)限管理
系統(tǒng)支持多級權(quán)限,可以由系統(tǒng)管理員增加、刪除操作員,并指定操作員權(quán)限。在使用系統(tǒng)時,首先要登錄系統(tǒng),防止未經(jīng)授權(quán)的用戶使用。
7、系統(tǒng)冗余
系統(tǒng)以 SIMATIC S7-300 作為邏輯控制單元,以 OP27 和工業(yè)計算機(jī)作為操作終端。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計的系統(tǒng)能夠保證在上位機(jī)故障時,通過 OP27 進(jìn)行配方的輸入和配料狀態(tài)的監(jiān)控,保證正常配料。在上位機(jī)正常工作時,又能通過 OP27 檢驗上位機(jī)的工作狀態(tài)。
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