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一、工程概況

某鋼鐵集團(tuán)是我國大型優(yōu)質(zhì)鋼材的生產(chǎn)基地之一，年產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鋼材約400萬噸。不久前我公司成功中標(biāo)該鋼鐵集團(tuán)煉鋼配料系統(tǒng)的合同項(xiàng)目，該項(xiàng)目依托江蘇某公司先進(jìn)的給料機(jī)（BELT FEEDER）制造工藝，業(yè)界先進(jìn)的自動(dòng)化控制儀表來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化配料的過程。江蘇某公司生產(chǎn)的給料機(jī)產(chǎn)量居全國第一，市場占有率約40%左右。該項(xiàng)目位于該集團(tuán)投資的6#料場，該料場沿江露天而置，投資約6個(gè)億，該料場是該集團(tuán)打造國際冶金工業(yè)園的重要組成部分，料場內(nèi)放置了多種物料，這些物料多來自海外，另外還有返礦精粉、球團(tuán)等從其他公司轉(zhuǎn)入的物料。6#料場的綜合調(diào)度管理系統(tǒng)由鞍鋼、馬鋼設(shè)計(jì)院完成，原料經(jīng)程控系統(tǒng)進(jìn)入8個(gè)物料倉，在那里由我公司的自動(dòng)配料系統(tǒng)（DCS）根據(jù)工藝要求進(jìn)行配料，配料后的混勻料粉再經(jīng)過皮帶轉(zhuǎn)運(yùn)后由堆料機(jī)統(tǒng)一堆放在混勻料場，最后經(jīng)輸送機(jī)進(jìn)入煉鋼公司冶煉。

二、系統(tǒng)描述

1．配料模塊由下列元件構(gòu)成：

圓盤給料機(jī)

皮帶秤給料機(jī)

變頻器

SM6105儀表；

每個(gè)配料模塊自成一個(gè)閉環(huán)控制回路，在單個(gè)配料模塊中，圓盤給料機(jī)啟動(dòng)后，物料落到安裝有稱重傳感器和速度傳感器的皮帶秤上，皮帶秤的稱重信號和速度信號進(jìn)入SM6105儀表，SM6105儀表據(jù)此計(jì)算出瞬時(shí)流量再根據(jù)設(shè)定流量輸出一個(gè)4－20mA的電流信號給變頻器，變頻器控制圓盤給料機(jī)和給料機(jī)的轉(zhuǎn)速，圓盤給料機(jī)控制下料量，如此反復(fù)循環(huán)調(diào)節(jié)使每個(gè)倉的下料量在設(shè)定量附近。

2．采用的計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)：

計(jì)算機(jī)采用Windows 2000操作系統(tǒng)，臺灣某公司的工控機(jī)，開發(fā)工具我們選用的是Microsoft Visual C++6.0系統(tǒng)。由于控制室距離現(xiàn)場比較遠(yuǎn)（>1千米），在處理計(jì)算機(jī)與PLC的通訊時(shí)，我們選用了臺灣某公司的一對光纖收發(fā)器（FDDI接口）。在與江蘇賽摩拉姆齊公司SM6105儀表的通訊方面，我們選用了臺灣某公司的RS232/RS485通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換產(chǎn)品。

選用的江蘇某公司SM6105儀表功能簡介：

主要特點(diǎn)：

1.數(shù)字化儀表:提供精確、無漂移的性能

2.自動(dòng)調(diào)零:通過簡單的操作，儀表將自動(dòng)計(jì)算并建立一新的零點(diǎn)。

3.自動(dòng)校準(zhǔn):為用戶提供掛碼校準(zhǔn)、鏈碼校準(zhǔn)、電子校準(zhǔn)和實(shí)物校準(zhǔn)等多種自動(dòng)校準(zhǔn)方式。

4.自動(dòng)零點(diǎn)跟蹤:系統(tǒng)可自動(dòng)進(jìn)行零點(diǎn)跟蹤

5.可編程控制器:可編程的儀表輸入輸出口可滿足不同用戶的要求。

6.濾波選擇:濾波時(shí)間可調(diào)。

7.模塊化結(jié)構(gòu):采用模塊化結(jié)構(gòu)，分為主板、電源板、輸入輸出板等，維護(hù)更方便。

8.零點(diǎn)死區(qū):通過零點(diǎn)死區(qū)的設(shè)置消除小流量的干擾

9.速度輸入選擇:可選擇內(nèi)部和外部兩種速度輸入方式

10.時(shí)鐘/日歷:年月日時(shí)間校準(zhǔn)

11.口令輸入:保護(hù)參數(shù)，防止人為修改

12.語言選擇:中、英文菜單切換

13.故障自診斷:可對多路稱重傳感器的故障、速度傳感器的故障、系統(tǒng)內(nèi)部（CPU、存儲器、顯示器等）故障等進(jìn)行自診斷。

14.自動(dòng)補(bǔ)償功能:流量非線性自動(dòng)補(bǔ)償運(yùn)算、皮帶傾角變化自動(dòng)補(bǔ)償運(yùn)算、通過輸入物料的水份值進(jìn)行水份補(bǔ)償運(yùn)算。

15.平衡調(diào)整:兩個(gè)以上的稱重傳感器系統(tǒng)內(nèi)部自動(dòng)平衡調(diào)整。

主要技術(shù)參數(shù)

外殼:

1.現(xiàn)場安裝型：外型尺寸312×380×150mm

2.安裝孔尺寸：240×450mm

3.面板安裝型：開口尺寸：140×284mm

4.外型尺寸：288×144×185mm（深）

溫度:

1.工作溫度：-10 — 50℃

2.存儲溫度：-40 — 70℃

3.電源:220VAC, 50Hz

測量單位:t, kg

存儲器:E2PROM型存儲器，掉電保存數(shù)據(jù)

精度/非線性:重量載荷從0%到滿載荷的105%，誤差低于0.02%

電子線路:32位ARM主處理器（內(nèi)置防止系統(tǒng)死機(jī)的看門狗電路），24位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，實(shí)時(shí)時(shí)鐘系統(tǒng)。

運(yùn)輸重量:

1.現(xiàn)場安裝型：13kg

2.面板安裝型：8kg

3.數(shù)字信號輸入/輸出:

1.8路可編程的數(shù)字輸入使儀表接受來自各種設(shè)備開關(guān)量的輸入。

2.12路可編程的數(shù)字輸出信號用來提供各種信息或觸發(fā)各種輔助設(shè)備。

3.速度輸入:來自測速傳感器的單路速度脈沖輸入。

模擬信號輸入/輸出:

1.輸入：稱重傳感器的毫伏信號。

2.輸出：用于流量的標(biāo)準(zhǔn)0—20mA或4—20mA一路電流輸出。

通訊:

1.RS232或RS485通訊接口

2.10M以太網(wǎng)、PROFIBUS、CAN、DEVICENET等現(xiàn)場總線

3.USB、GPRS、CDMA、無線網(wǎng)卡、紅外通訊、藍(lán)牙通訊

4.控制:PID調(diào)節(jié)控制輸出

5.報(bào)表:進(jìn)行班報(bào)、日報(bào)等數(shù)據(jù)報(bào)表的處理

4．本系統(tǒng)變頻器選用西門子MicroMaster440變頻器，PLC選用松下FP-C72 可編程控制器，該設(shè)備支持48點(diǎn)輸入24點(diǎn)輸出，通過計(jì)算基本可以完成我們所要求的任務(wù)。PLC在現(xiàn)場主要完成以下工作：

設(shè)備手動(dòng)/自動(dòng)選擇

1～8#圓盤給料機(jī)1～8#皮帶秤給料機(jī)點(diǎn)動(dòng)

1～8#圓盤給料機(jī)1～8#皮帶秤給料機(jī)聯(lián)動(dòng)

設(shè)備啟停延時(shí)設(shè)定

設(shè)備報(bào)警

與大皮帶連鎖

5．先進(jìn)的雙給料調(diào)速工藝：

由于控制精度要求比較高，我們采用雙調(diào)速工藝來提高控制精度，即當(dāng)儀表經(jīng)過PID整定輸出調(diào)整信號后，由圓盤給料機(jī)和給料機(jī)變頻器同時(shí)調(diào)速，達(dá)到調(diào)節(jié)配比的目的。經(jīng)過實(shí)際的運(yùn)行比較，這種雙給料調(diào)速工藝調(diào)整效果要遠(yuǎn)優(yōu)于單個(gè)變頻器調(diào)速的方式，單批配料綜合誤差不超過0.1%。

6．使用的數(shù)據(jù)庫簡介：

pf.mdb：配方數(shù)據(jù)庫，保存了生產(chǎn)的工藝配方。

alarm.mdb：報(bào)警數(shù)據(jù)庫，保存了生產(chǎn)過程中的報(bào)警記錄。

bc.mdb：班次設(shè)置數(shù)據(jù)庫。

data.mdb：生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫，保存批次上料以及單班上料數(shù)據(jù)。

slqx.mdb：瞬時(shí)曲線數(shù)據(jù)庫。

userlist.mdb：用戶列表數(shù)據(jù)庫。

ybcomm.mdb：儀表通訊數(shù)據(jù)庫，保存儀表通訊設(shè)置的參數(shù)。

三、實(shí)施中遇到的問題：

由于在鋼廠這種強(qiáng)干擾的環(huán)境，我們在調(diào)試時(shí)發(fā)現(xiàn)計(jì)算機(jī)和儀表通信總是不太穩(wěn)定，我們經(jīng)過仔細(xì)排查發(fā)現(xiàn)主要是由于動(dòng)力電纜干擾所致。后來通過將通信電纜分開單獨(dú)走線，終于解決了這個(gè)問題。另外，由于電器設(shè)計(jì)人員的疏忽，在設(shè)計(jì)時(shí)未能考慮圓盤給料機(jī)的控制問題，致使我們在現(xiàn)場不得不修改原定方案，增加相應(yīng)的控制，使我們很是被動(dòng)，但是通過這次工程施工我們?nèi)匀猾@得了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，對于今后的項(xiàng)目開發(fā)很有借鑒意義，那就是工作中一定要實(shí)事求是，兢兢業(yè)業(yè)，絕不能有任何馬虎懈怠。

 

 

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