水泥生產(chǎn)自動(dòng)配料系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、2008 年第卷第期537水泥生產(chǎn)自動(dòng)配料系統(tǒng)的設(shè)計(jì)江蘇賽摩集團(tuán)孫宜敬摘要 本文介紹了水泥生產(chǎn)過程中自動(dòng)配料系統(tǒng)的構(gòu)成、設(shè)計(jì)和最新進(jìn)展情況。文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 B文章編號(hào) 1003-5729(2008 05-0020-031引言 原材料、燃料、生料、熟料和出磨水泥及出廠 水泥等均是水泥生產(chǎn)過程中質(zhì)量控制的對(duì)象 , 其中 各物料的配料是關(guān)鍵性的環(huán)節(jié) , 除了配比的準(zhǔn)確性 外 , 配料系統(tǒng)的性能也會(huì)直接影響水泥的質(zhì)量和產(chǎn) 量。我國(guó)的水泥廠現(xiàn)在基本上都采用了自動(dòng)化配料系統(tǒng) , 以替代人工配料和半自動(dòng)配料的方法。賽摩 集團(tuán)設(shè)計(jì)生產(chǎn)的自動(dòng)化配料系統(tǒng)具有技術(shù)先進(jìn)、計(jì) 量精度高、性能可靠、功能完備等特點(diǎn) , 已經(jīng)廣

2、泛 應(yīng)用在國(guó)內(nèi)各水泥廠的生產(chǎn)配料過程中 , 取得了很 好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益 , 并于近幾年隨著國(guó)內(nèi)總包企業(yè) 走進(jìn)了中東、非洲等地的市場(chǎng)。2系統(tǒng)構(gòu)成 以生料自動(dòng)配料為例 , 其系統(tǒng)可按照安裝地 點(diǎn)分為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和集控室設(shè)備兩部分。現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備如圖 1所示。對(duì)于四種不同的原料 倉 , 分別配置 4臺(tái)配料秤 (稱重皮帶給料機(jī) 。其中粘土秤為二段式 , 上段為裙板機(jī) , 下段為配料 秤。裙板機(jī)為預(yù)給料設(shè)備 , 通過配料秤的速度信 號(hào)調(diào)速 (從動(dòng) 。而每一臺(tái)配料秤又由以下各部分構(gòu) 成 :框架結(jié)構(gòu)、主 /從動(dòng)滾筒、環(huán)形裙邊膠帶、料 流整形門、自動(dòng)糾偏裝置、跑偏開關(guān)、清掃裝置、圖 1現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備Design of aut

3、omatic batching system in cement productionArticle a bstract:This article introduces constitution, design, and the newest progess of automatic matching system in cement producing process.Key words:automatic matching system; online demarcation科 技 應(yīng) 用Science -Technology &Application202008年第卷 第期537

4、圖 2 集控室設(shè)備張緊裝置、驅(qū)動(dòng)裝置、稱重計(jì)量裝置 , 以及用于 現(xiàn)場(chǎng)啟停單臺(tái)給料機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)操作箱等組成。其計(jì)量部分工作原理是 :稱重給料機(jī)把經(jīng)過 的物料 , 通過稱重秤架檢測(cè)重量 , 以確定膠帶上 物料的每米公斤重量 ; 裝在尾部滾筒的數(shù)字式測(cè) 速傳感器 , 連續(xù)測(cè)量膠帶速度 , 該傳感器的脈沖 輸出正比于膠帶的運(yùn)行速度 ; 速度信號(hào)與重量信 號(hào)一起送入皮帶秤計(jì)算器 (即稱重控制器 , 計(jì)算 器中的微處理器對(duì)這兩個(gè)信號(hào)進(jìn)行累加處理 , 產(chǎn)生并顯示累 計(jì)量 /瞬時(shí)流 量 ; 該流量與 設(shè)定 流 量(由上位機(jī)或 PLC 設(shè)定或手動(dòng)設(shè)定 進(jìn)行比較 , 由稱重控制器輸出 PID 調(diào)節(jié)信號(hào)來控制變頻器

5、, 從而 達(dá)到定量給料的要求。集控室設(shè)備如圖 2所示。主要包括電氣 控制 系統(tǒng)和上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)軟硬件。電 氣 控 制 系 統(tǒng) 根 據(jù) 其 系 統(tǒng) 的 大 小 一 般 包 括PLC 柜 、 稱 重 儀 表 柜 、 變 頻 控 制 柜 、 操 作 臺(tái) 等 ,其中可編程控制器作為控制系統(tǒng)的核心 , 用于處理各給料機(jī)的手 /自動(dòng)啟停、跑偏檢測(cè)開關(guān)、系統(tǒng) 急停、復(fù)位等信號(hào) , 并輸出相應(yīng)的動(dòng)作指令、狀 態(tài)指示信息等 ; 稱重儀表可以根據(jù)所測(cè)量的實(shí)際 流 量 與 設(shè) 定 流 量 的 偏 差 輸 出 控 制 信 號(hào) 至 變 頻 器 , 通 過 變 頻 器 調(diào) 節(jié) 皮 帶 轉(zhuǎn) 速 , 從 而 達(dá) 到 定 量

6、給 料 , 進(jìn)而整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行配料的目的。上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)一般配置一臺(tái)工控機(jī)和自動(dòng) 配料軟件 , 一臺(tái)上位機(jī)最多可以監(jiān)控 32臺(tái)稱重皮 帶給料機(jī)。配料系統(tǒng)程序與 PLC 進(jìn)行通訊 , 讀取 配料系統(tǒng)的狀態(tài) (運(yùn)行狀態(tài)、報(bào)警狀態(tài)等 , 寫命 令控制各設(shè)備的啟動(dòng)、停止 ; 同時(shí)程序與各儀表 進(jìn)行通訊 , 讀取各給料機(jī)儀表的數(shù)據(jù) , 編寫配料 方案 , 并把各給料機(jī)的配料流量送入各儀表 , 儀 表進(jìn)行配料調(diào)節(jié)。當(dāng)然 , 配方表需要現(xiàn)場(chǎng)工藝人 員根據(jù)情況來進(jìn)行配置。這里 , 有的配料系統(tǒng)也 可直接使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行配料 , 無需稱重儀表 , 計(jì) 算 機(jī)直接通過 其 I/O 板完成 各種數(shù) 據(jù) 的 采 集 和

7、處 理 , 并輸出控制信號(hào)。比較典型的自動(dòng)配料軟件包括以下功能 : 動(dòng)態(tài)顯示系統(tǒng)運(yùn)行工況、物料的設(shè)定值、 瞬時(shí)值、累計(jì)值 ;顯示整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、報(bào)警狀態(tài) ; 顯示各種物料下料、配比趨勢(shì)曲線圖 ; 根據(jù)輸入的參數(shù)自動(dòng)進(jìn)行配比設(shè)定 ; 歷史數(shù)據(jù)查詢 (班累計(jì) 、日累計(jì)、月累計(jì)和年累計(jì) ; 聲光報(bào)警功能 ; 全系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制 ; 在線幫助功能 , 操作方便。 3系統(tǒng)設(shè)計(jì)自動(dòng)配料系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括皮帶給料機(jī)機(jī)械結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)、稱重計(jì)量裝置的選擇、電氣控制系統(tǒng)的 選型和設(shè)計(jì)、上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的選型和編程等。主要考慮稱重皮帶給料機(jī)的結(jié)構(gòu)型式 , 是否 帶有護(hù)罩 , 輸送能力 , 尺寸大小等問題 , 所以需 要了解以

8、下參數(shù) :首先是物料的特性如物料名稱、 物料密度、物料粒度、物料濕度、物料酸堿性等 , 這些有助于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和膠帶、材質(zhì)的選擇 ; 然后 是給料機(jī)的性能要求如輸送能力范圍、額定輸送 能力、流量控制方式 (恒速或調(diào)速 、皮帶寬度、 皮帶形式 (平皮帶或裙邊皮帶 等 ; 還有尺寸上的數(shù)據(jù)如進(jìn)出料口大小、中心距、標(biāo)高、現(xiàn)場(chǎng)布 置圖等 ; 再有就是安裝特性參數(shù) , 如電機(jī)的安裝科 技 應(yīng) 用Science -Technology &Application212008年第卷 第期5374結(jié)語由于基于電子皮帶秤的集散配料控制系統(tǒng)具 有系統(tǒng)構(gòu)成靈活、操作管理便捷、控制功能豐富、 信息資源共享、安裝調(diào)試

9、簡(jiǎn)單、安全可靠性高和 性能價(jià)格比高等優(yōu)點(diǎn) , 因此 , 深受廣大用戶的歡 迎 , 在 冶 金 (焦 化 、 燒 結(jié) 、 球 團(tuán) 、 噴 煤 、 原 料 等 、電力、路橋、建材、化工、輕工等行業(yè)得到 廣泛的應(yīng)用。 參考文獻(xiàn)1JJG195-2002連續(xù)累計(jì)自動(dòng)衡器 (皮帶秤 s.2劉 國(guó) 海 . 集 散 控 制 與 現(xiàn) 場(chǎng) 總 線 M. 機(jī) 械 工 業(yè) 出 版 社 ,2006.8.3張德全 . 集散控制系統(tǒng)原理及其應(yīng)用 M. 電子工業(yè)出版 社 , 2007.8.作者簡(jiǎn)介 :畢思武 , 男 , 徐州礦務(wù)集團(tuán)質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督 處高級(jí)工程師、徐州礦務(wù)集團(tuán)衡器天平檢定站站長(zhǎng) , 衡器 雜志編委 , 中國(guó)儀器儀

10、表學(xué)會(huì)高級(jí)會(huì)員 , 發(fā)表學(xué)術(shù)論文 20余篇。(作者通訊地址 :江蘇省徐州市煤建路 17號(hào)郵 政 編 碼 :221006收 稿 日 期 :2008-03-10位置和方式、外觀顏色等參數(shù)。皮帶秤秤架 (包括稱重傳感器 的選擇當(dāng)然要 根據(jù)以上參數(shù)來確定量程 , 另外 , 也可以根據(jù)安裝 條件和計(jì)量精度要求來選擇秤架型式 , 即常規(guī)使用 的全懸浮單托輥式 , 或者多托輥杠桿式 ; 再就是選 擇稱重儀表型號(hào)和安裝方式 (面板式或壁掛式 。首先要確定一些基本參數(shù) , 如供電電源、安 裝位置、輸入輸出接口、功能要求等 ; 然后根據(jù) 要求設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制系統(tǒng) , 例如 , 根據(jù)所控制電 機(jī)的功率大小和負(fù)載類型選

11、擇相應(yīng)的變頻器 , 各 設(shè)備的啟停、延時(shí)、報(bào)警、狀態(tài)指示等電路的設(shè) 計(jì) , 根據(jù)系統(tǒng)的大小和控制要求選擇可編程控制 器 CPU 和擴(kuò)展模塊以及通訊接口等 ; 最后 , 繪制 相應(yīng)的系統(tǒng)圖、原理圖、接線圖等。一 套 典 型 的 上 位 機(jī) 監(jiān) 控 系 統(tǒng) 所 需 硬 件 如 下 :工控機(jī)、打印機(jī)、 RS232/485轉(zhuǎn)換器、多串口卡、UPS 電源、通訊電纜等。而一套典型的上位機(jī)監(jiān)控軟件具有以下功能 菜單 :配料監(jiān)控、通訊設(shè)置、配比設(shè)定、班次設(shè) 置、報(bào)警查詢、數(shù)據(jù)查詢、配比查詢、曲線查詢、 儀表監(jiān)控、數(shù)據(jù)維護(hù)、用戶管理、物料名稱管理、I/O 狀態(tài)等。4最新進(jìn)展自動(dòng)配料系統(tǒng)中 , 稱重計(jì)量精度是影響

12、配料效果的關(guān)鍵因素 , 而作為一種動(dòng)態(tài)稱重計(jì)量設(shè)備 , 給料機(jī)的標(biāo)定對(duì)于其在使用中保證精度的準(zhǔn)確性 具有重要作用。給料機(jī)的標(biāo)定理論上可以選擇實(shí)物標(biāo)定、鏈 碼標(biāo)定、掛碼標(biāo)定等方式 , 但由于現(xiàn)場(chǎng)條件限制 , 給料機(jī)一般均采用掛碼標(biāo)定 , 雖然這種方式簡(jiǎn)單 易行 , 但因?yàn)楸仨氃谕C(jī)的情況下才能完成調(diào)零 和調(diào)間隔 , 一方面無法考慮在有物料運(yùn)行情況下 的皮帶張力等因素所造成的影響 ; 另一方面往往 因?yàn)樯a(chǎn)任務(wù)繁重而無法停機(jī)進(jìn)行標(biāo)定 , 從而影 響使用效果。針對(duì)這種情況 , 一種在線標(biāo)定方法 已經(jīng)在賽摩公司研制成功并率先在給煤機(jī)上進(jìn)行 了應(yīng)用 , 取得了良好的效果。其主要由三組稱重 裝置以及一臺(tái)專用的控制器組成 , 是一種結(jié)合了 科學(xué)原理設(shè)計(jì)和智能儀表技術(shù)的標(biāo)定方法。我們認(rèn)為 , 在線標(biāo)定可以應(yīng)用在自動(dòng)配料系 統(tǒng)中 , 并對(duì)于配料精度的提高具有重要意義。5結(jié)束語自動(dòng)配料系統(tǒng)應(yīng)用廣泛 , 并隨著各種新技術(shù)、 新