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工程案例
自动化配料控制系统

1 .配料系统的组成
( l )给料部分:给料部分是从料仓(或储罐)向称重 设备中加料的执行机构。

( 2 )称量部分:称量部分由传感器、标准连接件、接线盒和称量斗组成,与称量 仪表一起进行物料的称量以及误差的检测。

( 3 )排料设备:排料可以是称重设备(减量法)或排放设备(增量法、零位法)。

( 4 )控制系统:由称量仪表、上位工控机、可编程 控制器及其他控制器件等组成。

( 5 )校秤系统:配料系 统传感器应定期进行调校,以保证系统配料精度。

2 .配料系统的设计

配料系 统的设计包括称重方式选择、给料方式选择、生产线结构方式选择、配料控 制系统的设计等。

在工业 配料生产过程中,一般应 该能够实现全自动、半自动、手动配料,可以在 不同工作模式之间进行切换,配料控 制系统必须有很高的可靠性,保证系 统连续正常工作,出现故 障时能及时报警,并能够紧急停车,防止系统出现事故。生产过 程中的上位机除了直接显示现场的生产数据外,还要求 具有历史数据的处理功能以及相应的数据报表和配方管理等功能。

配料控 制系统的设计包括硬件设计和软件设计。硬件设 计主要是传感器与仪表的选择、可编程控制器的选择、上位工 业计算机的选择等;软件设 计主要包括可编程控制器的程序设计和上位工业计算机的监控软件设计。

配料控 制系统的传感器主要有称重传感器和料(液)位传感器,一些对 于物料的温度有要求的配料系统还要选择温度传感器。

称量仪表的选择,主要应 考虑与称重传感器合理搭配,以合理 的成本获得较高的精度。

可编程控制器的选择,主要是 根据系统的功能要求,选择合 适点数的带有模数转换模块的可编程控制器。

上位工 业计算机的软件设计主要由工业监控组态软件实现配料系统实时监控,监控组 态软件集成了人机界面技术、数据库技术、控制技术、网络与通信技术,使控制 系统开发人员通过可视化的组态方式,完成监控程序的设计。

PLC 的程序 流程主要包括接收由上位机传来的配方数据,根据各 输人信号的状态及仪表数据来控制配料的进程,并对各 种异常状态做出相应报警和处理。其关键 在于设计合理的双速配料流程。

3 .工程案例

配料控 制系统在沥青混凝土搅拌站的应用

◆硬件配置:工控机、电子称、PLC (三菱FX 系列或西门子57 一200 / 300 系列或其它系列)DP 通讯卡 或其它的通信方式。

◆软件配置:组态王通用软件。

◆要配的料种类有:硅砂、方解石、备用料、硝酸钠、硼砂、纯碱、霞石、长石、小料等。计算机 根据人工设定的配料量、用否选 择和预先设定的时序,来自动 完成整个配料过程的各类连锁和控制,工艺画面参见下图

这种配 料系统可实现如下功能:

( I )实现进料、放料、搅拌、出料的 自动联锁和控制。

( 2 )能实现计量、进料、放料、搅拌、出料的 手动操作的功能。

( 3 )能显示 实时的工作状况和各种物料参数。可随时 进行调用并显示、打印任 何时间的报表与客户表。具有配比预存,可随时进行输人、修改或删除某种配比。

( 4 )美观实用的动态模拟。利用动 态画面将计量和卸料过程中的配料阀门、秤量斗门、出料状态(秤斗内料位变化)进行模拟显示。

( 5 )具备粗称和细称功能(精称提 前量有自动调整功能,消除落差影响)。超差自动报警、自动扣除功能。

( 6 )具有操 作员权限管理功能、

( 7 )具有现 场管理及网络化的远程服务。

( 8 )支持第 三方的商业数据库。

碳素厂 配料系统的应用

系统共有5 个配料仓.每个配 料仓均有两个给料机构.各由一 台电机及输送螺杆组成。电机的 转速决定螺杆转速,螺杆转 速决定进料速度的快慢。电机采 用变频调速方式.一台变 频器控制两个给料机构。每个配 料仓下面有一称重传感器.能称出 配料仓与内部物料的重量底部有一个阀门和一个防尘罩,各由电机带动,控制其 开关和升降螺杆.并由PLC 的输出 直接控制电机的正反转。另外.对小车 装料定位采用光电开关限位。

系统核 心部分可采用可编程控制器,完成整个控制的实现。工控机 实现命令的发布、数据的处理、画面的 显示和操作控制。上位机 软件可使用开物2000 。

右图是 该控制系统结构和组成图

饲料配料系统的应用

固体饲 料配料系统由绞龙输料和料仓结构组成。配料工 序是饲料生产过程中的关键性环节。

◆ PLC 选用中规模57 一300 系列PLC

◆ 现场总线选用西门子的PROFIBUS 一DP 现场总线,具有开放性,符合该 标准的设备都可以接人同一网络中。

◆ 主要软件及功能:

( l ) Visual Basic 6 . 0 编程语言

访问Access 数据库实现用户管理、原料管理、配方管理、生产管理和生产统计、报表查 询打印等管理功能。

( 2 ) VisualC + + 6 . 0 编程语言

利用ODBC API 数据库操作函数实现WinCC 和Access 数据库 的后台互动操作,利用Visual C + +编制并 做成动态链接文库文件供WinCC 调用。

( 3 ) Step7 VS . 4 可编程控制器软件包

用于P LC 的项目管理和编程,以及网络通信设置等。

( 4 ) WinCC V6 . 0 西门子界面组态(HMI )软件包

用于在 生产和过程自动化环境中实现可视化和过程控制任务。

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