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工程案例PLC对粉末冶金配料系统的实施方案

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PLC对粉末冶金配料系统的实施方案2021-03-11

0.引言
PLC在食品、化工、石油、钢铁冶金等行业应用越来越普遍,以我所在的钢铁行业为例,配料系统减去了人为的误差,通过精确的配料保证了球烧矿的高质量。以河北邯郸钢铁集团为例子,通过PLC对配料系统的准确控制,我们每年的残品率直线下降,减少了中间过程矿石的浪费,提高了整个企业的运行效益。
在粉末冶金自动化配料系统的控制应用场合,粉末冶金的配料比例是直接影响到产品的物化性能(如球团与烧结矿的强度、耐磨性、硬试),而 在物料运输过程中,会有多次的摔乱,如果硬度与强度都不能达到合格要求,那么在运输过程中烧结矿与球团矿会大量破碎,而造成髙炉内透气性不佳,最终冶炼出的钢水达不到要求进而严重影响到钢铁产品的质量。因此为了确保冶金企业的产品质量,PLC被大量引进,而随着科技的进步其相关的控制系统的软硬件都在得到不断的升级。 最终目的就是为了让配料更加精确。
1.配料系统的总体设计方案
以我厂PLC为例,整体控制系统分为四大部模块:数据采集、输 入控制、串行数据通信以及人机交互界面数据管理。每一个模块都是为了精确控制配料而开发设计的。数据采集就是为了给当班控制人员直接准确的矿物原料称量数据,以及原料储存量以及周期使用量,做到生产过程中不能少量、缺料、亏料。这些数据将会反馈到各个生产车间,料仓少量,需要及时添加物料、本班次需要多少物料就要在中间仓里准备相当的物料,以确保各个环节不能有断料的情况。要保持物料时刻是在正常运行的,那么数据采集模块就非常重要。输出控制部分是对采集的数据进行内部程序分析和判断。实现手动或自动来选择料仓编号位置、对各种配料库存量底线进行自动报警等功能,该功能在很大程度上帮助了我们的工作人员,不论在何种情况下,都会提醒我们的控制人员,知道什么时候该上料,什么时候停止上料。串行数据通信部分是将电子秤的数字显示器与PLC.PLC与触摸屏之间进行信息交换,最终所有的一切系统控制都会汇集在专门的系统软件上,控制人员只需通过点击相应的位置来进行控制如电器开关、转动运 输部件、水、气阀门等,人机界面很好地将整个生产线通过动态与静态图的形式显示在电脑屏幕之上,工作人员可以足不出户了解整个 生产配料的运行情况。而实时监控配料将运行画面传递在中控室大屏幕上。所以,即使工作人员不用现场察看也能将整个的运行情况 了解的一目了然。PLC的核心部分是其程序非常精密的软件系统, 当中包括了信号转换、运算、校正和判断,而所有的信息会最终岀现在人机交互界面上即电脑屏幕上。这是一套智能称重系统,它会根据生产要求的设定,自动判断生产是不是符合标准,同时为了保证安全生产,通过采集的数据来判断分析当前情况是不是安全生产状态, 同进它还会进行趋势预判,如果按照当前的生产参数继续生产,会不会遇到突发状况,而为了保证这样的突发状况不会出现,自动配料系统会自动给出安全阀值。因为它的智能化,一来确保了我们公司的产品, 二来又保证了我公司的生产安全,自打引入该系统以来,我厂的安全生产事故大有减少。
2. 配料工艺过程及控制方案
在矿物原料配料系统中的一个很重要环节就是水与矿粉的均匀混料,这也是配料的第一个环节。在储料仓装置下面安装有圆盘式给料机,给料速度与给料多少都由控制室工作人员对电脑进行控制,自动给料是根据称重配料系统最初设定的值进行给料的,当给料量达到设计值时,给料机自动停止。流量计通过连接配料系统,对水流大小进行控制和监测,并且通过称重仪表将流量数据转换成电流信号,PLC实时采集电流信号大小,并且时实调整流量开关,目的就是为了达到给水的准确。这是PLC显示其强大功效的第一步,因为人为的控制给料量与给水量都会或多或少存在误差,有时甚至是破坏性的。但是通过PLC却可以完全不用担心。因为给料机下安装了电子秤称重量装置,每给一次料都会进行数据计算,当数值累计达到设计值时,此时信息反馈给PLC,告诉它应该停止给料。
3硬件系统
整套控制系统是由可编程的控制器、电磁阀、调节阀等组成,整个称重系统自动化控制过程是通过控制相关的电动开关来现实的,而人机交互界面则是进行模拟的过程,所以一切的操作都是在电脑软件上完成,任何的点击都可以直接作用于现实的电动阀上。开关量控制最多的要属生产配料系统中电机开停控制, 配料系统釆用一款集模拟量和开关量于一体的可编程控制器,该软件根据当班工作人员的要求来完成相应的操作。PLC输出的电流信号大小控制变频器的输出频率,最终调节电机转速,这样就可以控制所有与电机有关的生产环节。
4.PLC程序设定方案
4.1系统设计
PLC是通过可编程控制软件来进行模拟实时控制电器开关的,那么一切的核心技术都集中在这套可编程的控制程序上。PLC系统的上位机和下位机之间的通信采用串口RS232C进行,通过协议采用toolbus通信参数一般为:波特率9600(标准),奇偶校验:奇校验,数据位:8位,停止位:1位。
4.2交互程序设计
自动配料系统的人机交互既可以釆用NS触摸屏,也可以采用电脑模拟画面。我厂根据生产实际情况,普遍采用电脑模拟画面。不论是 触模屏还是电脑模拟画面所包含的内容都是一样的。其中有登录画面、配料系统主菜单、配方管理画面、操作画面及预警画面,画面可以根据 控制模块的需要进行不断切换。
(1)登录画面,为了提高配料系统安全和稳定,登录画面都会有登录密码,这样一来可以减少其它非专业人士的误操作,二来可以根据不同的密码来判断当班负责人,因为我们厂采用的是一专业人士一密码的原则,这样可以数据查询当班责任人,有着清晰明确的问责制。
(2)系统主菜单,这是完全模拟生产线的画面,当中生产当中的各 个主要环节都在画面上呈现,可控部件只需用鼠标点击就可以控制其状态,参数的设计可以在线设定,设定完成之后,信号立马传输到称重仪表,这样相关的控制部件就会发生状态的改变,同时改变参数在线测定,当参数与设定的参数相符时,改变结束。
(3)配料管理系统,该配料系统是根据验算配料自动给出适宜的配料 参数,但是一般情况下仅供参考,生产时会根据实时的监控来改变参数,大多数情况下不完全符合配料提供的参数。
但是当物料出现波动时,配料系统会给岀调整值,这时意义就相当重要了,毕竟配料系统给岀的数据是经过准确计算的。
(4) 报警画面,这一画面就是对各个环节报警器的控制和监控,如果某一环节出现问题,会在该画面上明确显示哪一块出现问题,提醒工作人员到现场排查。
5.结语
以上内容是我根据我厂的配料系统自动化控制所总结,目的是分 析我厂的PLC配料的重要性,二来是对相关行业提供一点参考。总之 PLC配料在各生产企业所起到的作用是越来越大,当然只有不断地学 习才能真正了解与掌握该配料系统,从而提高生产效率。
 

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