第五屆全國(guó)稱重技術(shù)研討會(huì)論文集

    ［摘要］針對(duì)冶金配料過(guò)程中遇到的問(wèn)題，利用PLC，從硬件配置和邏輯控制角度，設(shè)計(jì)出一種新的配料系統(tǒng)，不僅節(jié)約了資金投入，也提高了工作效率。
    關(guān)鍵詞：PLC 冶金 自動(dòng)配料

    在冶金試驗(yàn)和生產(chǎn)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)遇到多種不同的金屬物料，以較大的配比值和較高的準(zhǔn)確度進(jìn)行配料。如表一為某企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)流程配料表：

    在配料過(guò)程中，各種配料重量懸殊較大；因?yàn)橛邢录?jí)混料裝置，用戶不關(guān)心瞬時(shí)配比，只要求配料過(guò)程中的計(jì)量準(zhǔn)確度在0.1%范圍內(nèi)。
    在方案設(shè)計(jì)中，不能只使用皮帶秤進(jìn)行動(dòng)態(tài)稱重配料，因?yàn)槠胀ㄆ�帶秤的�?jì)量精度只有0.25%，為此，必須配置重力式自動(dòng)裝料秤。常規(guī)設(shè)計(jì)中，每種物料都需要配置一個(gè)承載稱重料斗和稱重顯示儀表，不僅浪費(fèi)資金，也浪費(fèi)空間和時(shí)間，針對(duì)上述情況，考慮到每次稱重100份的配量、稱重次數(shù)和配料周期，特殊設(shè)計(jì)了配料系統(tǒng)。

    1、系統(tǒng)工藝流程
    給料設(shè)備由1#～11#11臺(tái)振動(dòng)給料機(jī)組成，定量稱重料斗有1#～3#，量程分別為150kg、30kg、5kg。
第一組1#～3#振動(dòng)給料機(jī)設(shè)置在量程為150kg的1#稱重料斗上方，分別負(fù)責(zé)向1#料斗輸送鐵粉1、鐵粉2、粗鋁粉；第二組4#～7#給料機(jī)設(shè)置在量程為30kg的2#稱重料斗上方，分別負(fù)責(zé)向2#料斗輸送中鋁粉、細(xì)鋁粉、鐵合金1、鐵合金5；第三組8#～11#給料機(jī)設(shè)置在量程為5kg的3#稱重料斗上方，分別負(fù)責(zé)向3#料斗輸送中鐵合金2、鐵合金3、鐵合金4、鐵合金6。
    振動(dòng)給料機(jī)選用電機(jī)振動(dòng)式，電機(jī)由變頻器供電，當(dāng)電機(jī)供電頻率變化時(shí)，其給料流量隨之變化，從而控制粗細(xì)給料。由于給料槽采用非金屬材料，經(jīng)過(guò)特殊處理，因此給料機(jī)在工作時(shí)不受金屬物料流動(dòng)的影響。
    定量稱重料斗裝有稱重傳感器，將每一次稱重結(jié)果送至稱重顯示儀。
    集料斗將1#～3#定量稱重料斗卸下的物料收集在混料器中，經(jīng)過(guò)均勻混料的多種成分物料由皮帶給料機(jī)送往定量稱重斗4，再根據(jù)用戶的要求進(jìn)行定量。

    2.系統(tǒng)電氣控制原理: 
    系統(tǒng)電氣部分主要由稱重傳感器、稱重顯示儀表、可編程控制器（PLC）、變頻器、工控機(jī)和打印機(jī)組成。如圖2所示。

    稱重顯示儀表為動(dòng)態(tài)稱重儀表，在動(dòng)態(tài)稱重過(guò)程中，接受定量稱重料斗上稱重傳感器的重量信號(hào)。當(dāng)料斗內(nèi)的物料重量達(dá)到各設(shè)定值時(shí)，輸出I/O定量信號(hào)給PLC。PLC采集稱重顯示儀表的定量輸出信號(hào)，通過(guò)PLC控制每一臺(tái)變頻器的輸出頻率，從而控制相應(yīng)振動(dòng)給料機(jī)的粗細(xì)加料量及每一臺(tái)稱重料斗的開(kāi)關(guān)料門(mén)動(dòng)作。
    工控機(jī)通過(guò)RS232接口與稱重顯示儀表通訊，將獲得的每臺(tái)秤的稱重?cái)?shù)據(jù)顯示在監(jiān)控畫(huà)面上，用戶可在稱重顯示儀表面板或工控機(jī)的操作界面上對(duì)配方進(jìn)行調(diào)整。
    系統(tǒng)的每一次配料工作過(guò)程中，利用PLC強(qiáng)大的邏輯控制功能，使11臺(tái)振動(dòng)給料機(jī)按一定邏輯采取順序和同步兩種工作方式，3臺(tái)稱重料斗也同時(shí)工作，節(jié)省了時(shí)間和成本。

    3、配料過(guò)程
    每次稱重前，各定量稱重料斗均放空物料，保持空秤靜止?fàn)顟B(tài)，料斗門(mén)亦處于關(guān)閉狀態(tài)。
    首先，PLC發(fā)出啟動(dòng)信號(hào)給1#、4#、8#振動(dòng)給料機(jī)變頻器,開(kāi)始分別對(duì)1#、2#、3#定量稱重料斗進(jìn)行定量配料。
    3.1  1#稱重料斗的配料過(guò)程：
    1#定量稱重儀表定量值先設(shè)為150kg， PLC對(duì)1#變頻器發(fā)出啟動(dòng)和粗加料信號(hào)，則1#變頻器控制1#振動(dòng)給料機(jī)對(duì)1#定量稱重料斗以較高頻率進(jìn)行鐵粉1的粗加料，當(dāng)鐵粉1的重量值接近150kg時(shí)，1#稱重儀表發(fā)出定量信號(hào)給PLC，PLC再通過(guò)1#變頻器控制1#振動(dòng)給料機(jī)較低頻率進(jìn)行細(xì)加料，當(dāng)鐵粉1的重量值達(dá)到150kg時(shí)，停止加料，秤體靜止后，由PLC控制1#定量稱重料斗的卸料、關(guān)料門(mén)，這樣，就完成了一次稱重過(guò)程。仍保持1#定量稱重料斗定量值為150kg，如上循環(huán)五次稱重過(guò)程，就完成了鐵粉1的100份用量共750 kg的定量稱重。
    然后，PLC將1#定量稱重料斗定量值改為100kg，啟動(dòng)2#給料機(jī),稱重一次，即完成了鐵粉2的100份用量100 kg的定量稱重。
    接著，PLC將1#定量稱重料斗定量值改為160kg，啟動(dòng)3#給料機(jī),稱重一次，即完成了粗鋁粉的100份用量160 kg的定量稱重。（見(jiàn)表2）

表2

    3.2 2#稱重料斗的配料過(guò)程見(jiàn)表3

表3

    3.3 3#稱重料斗的配料過(guò)程見(jiàn)表4

表4

    當(dāng)三臺(tái)稱重料斗都完成各自100份用量的定量稱重后,系統(tǒng)也就完成了一次完整的配料過(guò)程。在這一過(guò)程中，1#定量稱重料斗負(fù)責(zé)加料3種，共稱重7次；2#定量稱重料斗負(fù)責(zé)加料4種，共稱重5次；3#定量稱重料斗負(fù)責(zé)加料4種，共稱重5次。各稱重料斗在某次配料過(guò)程中的稱重次數(shù)大體相當(dāng)，都不會(huì)有太多的待機(jī)時(shí)間，較合理地利用了時(shí)間和資源。

    4、PLC的電氣連接和軟件編制
    以一套振動(dòng)給料機(jī)的控制回路為例，PLC與二次儀表和變頻器的接線如圖3所示，某次配料工作過(guò)程PLC控制的一臺(tái)稱重料斗的程序流程如圖4所示。
    為確保系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，下級(jí)皮帶輸送機(jī)的運(yùn)行信號(hào)和集料器的已卸料信號(hào)應(yīng)作為啟動(dòng)下一次配料的聯(lián)鎖信號(hào)；當(dāng)某一臺(tái)振動(dòng)給料機(jī)或稱重料斗因?yàn)橐馔夤收贤�機(jī)時(shí)，PLC立即停止其余配料的給料，以便于檢修，防止出現(xiàn)廢料。

    5、結(jié)束語(yǔ)
    采用重力式自動(dòng)裝料秤組成配料系統(tǒng)的應(yīng)用， 解決了在冶金試驗(yàn)和生產(chǎn)過(guò)程中，遇到的較大配比值、較高準(zhǔn)確度與資金投入的矛盾，縮短了配料時(shí)間，提高了工作效率，增加了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，收效顯著，值得推廣。

<全文完>