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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)的合同項目，該項目依托江蘇賽摩拉姆齊公司先進(jìn)的給料機(jī)（BELT FEEDER）制造工藝，業(yè)界先進(jìn)的自動化控制儀表來實現(xiàn)自動化配料的過程。江蘇賽摩拉姆齊公司生產(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)計院完成，原料經(jīng)程控系統(tǒng)進(jìn)入8個物料倉，在那里由我公司的自動配料系統(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．系統(tǒng)原理圖：
2．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；
每個配料模塊自成一個閉環(huán)控制回路
在單個配料模塊中，圓盤給料機(jī)啟動后，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)此計算出瞬時流量再根據(jù)設(shè)定流量輸出一個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)使每個倉的下料量在設(shè)定量附近。
3．采用的計算機(jī)和通信技術(shù)：
計算機(jī)采用Windows 2000操作系統(tǒng)，臺灣研華公司的工控機(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），在處理計算機(jī)與PLC的通訊時，我們選用了臺灣摩莎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，我們選用了臺灣研華公司的RS232/RS485通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換產(chǎn)品。
選用的江蘇賽摩拉姆齊公司SM6105儀表功能簡介：
主要特點
數(shù)字化儀表:提供精確、無漂移的性能
自動調(diào)零:通過簡單的操作，儀表將自動計算并建立一新的零點。
自動校準(zhǔn):為用戶提供掛碼校準(zhǔn)、鏈碼校準(zhǔn)、電子校準(zhǔn)和實物校準(zhǔn)等多種自動校準(zhǔn)方式。
自動零點跟蹤:系統(tǒng)可自動進(jìn)行零點跟蹤
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。
濾波選擇:濾波時間可調(diào)。
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。
零點死區(qū):通過零點死區(qū)的設(shè)置消除小流量的干擾
速度輸入選擇:可選擇內(nèi)部和外部兩種速度輸入方式
時鐘/日歷:年月日時間校準(zhǔn)
口令輸入:保護(hù)參數(shù)，防止人為修改
語言選擇:中、英文菜單切換
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。
自動補償功能:流量非線性自動補償運算、皮帶傾角變化自動補償運算、通過輸入物料的水份值進(jìn)行水份補償運算。
平衡調(diào)整:兩個以上的稱重傳感器系統(tǒng)內(nèi)部自動平衡調(diào)整。
主要技術(shù)參數(shù)
外殼:
現(xiàn)場安裝型：外型尺寸312×380×150mm
安裝孔尺寸：240×450mm
面板安裝型：開口尺寸：140×284mm
外型尺寸：288×144×185mm（深）
溫度:
工作溫度：-10 — 50℃
存儲溫度：-40 — 70℃
電源:220VAC, 50Hz
顯示方式:320×240點陣液晶，可顯示漢字、曲線圖、直方圖等。
顯示方式:320×240點陣液晶，可顯示漢字、曲線圖、直方圖等。
鍵盤:25個操作按鍵，所有按鍵都提供觸動反饋。
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，實時時鐘系統(tǒng)。
功能擴(kuò)展槽:6
運輸重量:
現(xiàn)場安裝型：13kg
面板安裝型：8kg
數(shù)字信號輸入/輸出:
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。
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。
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:
輸入：稱重傳感器的毫伏信號。
輸出：用于流量的標(biāo)準(zhǔn)0—20mA或4—20mA一路電流輸出。
通訊:
RS232或RS485通訊接口
10M以太網(wǎng)、PROFIBUS、CAN、DEVICENET等現(xiàn)場總線
USB、GPRS、CDMA、無線網(wǎng)卡、紅外通訊、藍(lán)牙通訊
控制:PID調(diào)節(jié)控制輸出
報表:進(jìn)行班報、日報等數(shù)據(jù)報表的處理
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點輸入24點輸出，通過計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/自動選擇
1～8#圓盤給料機(jī)1～8#皮帶秤給料機(jī)點動
1～8#圓盤給料機(jī)1～8#皮帶秤給料機(jī)聯(lián)動
設(shè)備啟停延時設(shè)定
設(shè)備報警
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)變頻器同時調(diào)速，達(dá)到調(diào)節(jié)配比的目的。經(jīng)過實際的運行比較，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         報警數(shù)據(jù)庫，保存了生產(chǎn)過程中的報警記錄。
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)。
7．軟件的主要功能模塊：