隨著稱重智能儀表以及稱重傳感器技術(shù)的發(fā)展,電子稱量技術(shù)已經(jīng)越來越多的被應(yīng)用于生產(chǎn)的過程中。將計算機應(yīng)用到配料系統(tǒng)的優(yōu)點有:軟件編程方便簡捷,較易掌握;設(shè)計周期較短,投資較少[1];可以通過不同的軟件設(shè)計以及硬件配置來適用于各配料場合,通用性較好;較符合我國的國情,易于推廣,可廣泛應(yīng)用于化工、飼料、建材、冶金等行業(yè)的稱重配料系統(tǒng)。
1 系統(tǒng)的總體構(gòu)成
以冶練和陶瓷行業(yè)為例,系統(tǒng)由上料電振機、稱重料倉、出料電振機、稱重傳感器、傳感器放大器、工業(yè)控制計算機、A/D轉(zhuǎn)換板、D/A輸出板、控制箱等組成[2]。下料電振機和稱重料倉采用軟連接來形成一體,從而避免二者之間的碰撞或者摩擦,用稱重傳感器垂直懸臂將其掛起,并且嚴格的按照避震的要求來進行安裝。上料和下料電振機中有調(diào)節(jié)螺桿,可以根據(jù)所配原料的物理性質(zhì)來對上、下出料口角度進行手動的調(diào)節(jié),從而對配料的速度做粗略的調(diào)整。
2 控制的原理
稱重基本原理是利用動態(tài)的跟蹤原料的失重原理來進行設(shè)計的。設(shè)某種原料每次需要配akg,計算機的控制系統(tǒng)根據(jù)幾種原料的配比以及料倉零點值來計算出上設(shè)定值a1和下設(shè)定值a2,并要求:a=a1-a2?？刂葡到y(tǒng)先向控制箱發(fā)送粗進料指令,然后大電壓啟動上料電振機,原料高速的進入到稱重料倉,稱重傳感器達到一定的值的時候,控制系統(tǒng)向控制箱發(fā)從細進料的指令,上料電振機利用降低電壓的方法來減少電振機的振動幅度,原料低速的進入到稱重料倉中,稱重傳感器的測試信號增大,一直到達到上設(shè)定值a1時為止,控制系統(tǒng)則關(guān)閉上料電振機。
這個時候控制系統(tǒng)則根據(jù)其它的原料進倉的情況以及產(chǎn)量情況,同步的發(fā)出下料指令,先向控制箱發(fā)送粗料指令,大電壓啟動下料電振機,原料高速的從稱重料倉振出進入到球磨機[2],然后稱重傳感器測試出信號減小,當稱重傳感器測試的信號達到一定值的時候,控制系統(tǒng)向控制箱發(fā)送細出料的指令,下料電振機則降低電壓來減少電振機振動的幅度,稱重料倉的原料低速的振出,一直到達到下設(shè)的
定值a2為止,控制系統(tǒng)則關(guān)閉下料電振機,這樣就完成了一次稱量過程。
3 稱重配料工業(yè)的控制系統(tǒng)的硬件組成和
設(shè)計
3.1 系統(tǒng)的配置
為使系統(tǒng)能夠適合各種配料的場合,系統(tǒng)的配置功能可以對系統(tǒng)相關(guān)設(shè)置來進行調(diào)整。為確保系統(tǒng)安全,系統(tǒng)配置的功能只能授權(quán)給系統(tǒng)的管理員,并且根據(jù)輸入的密碼來驗證系統(tǒng)管理員身份的合法性。系統(tǒng)管理員同樣也可以隨時的修改密碼。當配方中各種原料的參數(shù)變化比較大的時候,系統(tǒng)管理員就可以對相應(yīng)的通道重新進行選擇量程并且進行系統(tǒng)的標定,使得誤差能夠達到小。
3.2 系統(tǒng)軟件的設(shè)計
系統(tǒng)軟件組成該系統(tǒng)的軟件在Windows操作系統(tǒng)的環(huán)境下使用,采用VisialBasic軟件開發(fā)工具來進行開發(fā)的,它的功能如下:用戶登錄、密碼管理、時鐘校對、參參數(shù)設(shè)置、數(shù)標定、搬運運行、自動運行。同時可以顯示產(chǎn)量的實時與歷史數(shù)據(jù),也就是班產(chǎn)和月產(chǎn)等等。配料系統(tǒng)則采用菜單操作,其具有良好的圖文界面,因此人機之間的交流特別方便和直觀。用戶可以根據(jù)提示來選擇各個子菜單[3],并且進行相應(yīng)操作。
在這個系統(tǒng)中,自動配料的功能除了利用定時來中斷實現(xiàn)以外,其余的大部分的功能都會在主程序相應(yīng)的模塊中來實現(xiàn)。
3.3 配料的控制
配料的控制是系統(tǒng)核心。其操作方式功能可進行定量以及定次配料選擇。延時的調(diào)整功能可根據(jù)現(xiàn)場實際情況來調(diào)整料斗的下料的時間,使得每次的下料都能夠順利完成。皮重顯示功能可實時的顯示料斗重量。手動控制功能可用鍵盤來控制各路電機運轉(zhuǎn),當出現(xiàn)故障的時候,可以快速的定位故障點。自動配料功能可啟動配料系統(tǒng),系統(tǒng)能夠根據(jù)用戶輸入的參數(shù),按照配料的工作流程自動地來完成配料的全部過程,并且能實時地顯示配料狀態(tài)[4]。盡管各工藝不盡相同,但是作為配料控制系統(tǒng)來說,大多原理是相同的。
4 配料系統(tǒng)主要的功能特點
(1)物料的單速以及雙速的自動給料控制根據(jù)配料精度的要求以及物料的特性,給料可以用單速或者雙速。對于配料精度的要求比較高的物料,應(yīng)該采用快速或者慢速的雙速控制給料,這樣既可以加快給料速度,又可以防止配料中的“沖料”現(xiàn)象,大大提高配料的精度[5]。
(2)物料預(yù)置點和提前量的輸入以及修改功能
預(yù)置點的設(shè)定值與提前量既可以通過儀表鍵盤輸入,也可以由上位計算機來設(shè)定。
(3)系統(tǒng)運行狀態(tài)的顯示
在配料的過程中,系統(tǒng)運行狀態(tài)將會由配料模擬屏上的指示燈來進行模擬的顯示。
(4)的配料誤差的檢查功能
每種物料的配料誤差的允許范圍可以通過儀表鍵盤輸入,也可以由上位計算機來設(shè)定。這項功能可以保證每種物料的配料的精度。
(5)循環(huán)的控制功能
系統(tǒng)操作員設(shè)置好配方與配料的份數(shù)之后,只需要啟動一次,系統(tǒng)就會按照此配方與配料的份數(shù)來進行連續(xù)的自動配料。
(6)聲光的告警功能
系統(tǒng)能夠?qū)ξ锪铣?、喂排料機構(gòu)和喂料/排料超時等配料設(shè)備的故障進行聲光告警。
(7)斷電的重入功能
如果在自動方式的控制過程中,由于突然停電而致使系統(tǒng)的工作中止,那么在供電恢復(fù)之后再重啟系統(tǒng),可以在“ 斷電處”開始繼續(xù)進行配料工作。
(8)計算機的物料配方的管理功能
可以通過計算機來進行配方輸入、編輯以及存儲,并且發(fā)送到稱重智能儀表來參與配料的控制。
(9)計算機自動的校驗輸入數(shù)據(jù)
系統(tǒng)操作員向計算機輸入錯誤數(shù)據(jù)時,計算機就能夠自動的校驗這些數(shù)據(jù),不接收錯誤的數(shù)據(jù),并且鳴叫告警,這樣就避免了由于錯誤的輸入數(shù)據(jù)而造成的嚴重后果。
(10)計算機的配料數(shù)據(jù)的管理功能
計算機可以自動的采集與存儲物料配料的稱重數(shù)據(jù),并且進行數(shù)據(jù)處理與顯示。
(11)配料的報表打印功能
計算機能自動打印料單,并且可以選擇打印配料報表與匯總報表。
5 結(jié)語
快速準確配料是保證產(chǎn)品的化學(xué)成分,降低生產(chǎn)的成本的基礎(chǔ),所以使用計算機配料系統(tǒng)來取代傳統(tǒng)的人工的估算方法,這是化工、冶金、飼料、建材等行業(yè)在目前的市場條件下挖掘自身的潛力,實現(xiàn)節(jié)能減耗的有效途徑之一。
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