一种耐火材料PLC自动配料控制系统技术方案

本发明专利技术涉及一种耐火材料PLC自动配料控制系统，它由WinCC系统、PLC控制系统、称重系统和振动给料系统组成。WinCC系统实现对整个配料过程实时的监控。PLC控制并行的下料方式，提高了生产效率。称重系统设置二次称重，使称量更准确。振动给料系统根据粉料和粒料的不同设置不同的振动给料器，减少设备故障、降低维修难度。

A refractory material PLC automatic batching control system

【技术实现步骤摘要】
一种耐火材料PLC自动配料控制系统
本专利技术属于耐火材料生产加工领域，具体地说是一种耐火材料PLC自动配料控制系统。
技术介绍
耐火厂的配料工艺基本上分为三大类：第一类采用人工配料，配料自动化程度低、工人劳动强度大，作业环境差；第二类采用传统的继电器接触器控制系统，自动化程度有所提高，但是只能完成固定配方的配料控制，不能根据配方的改变而改变配料工艺，控制方式不够灵活；第三类采用PLC控制系统完成耐火材料的配方控制与管理，可以根据不同配方改变配料工艺，然后把不同的原料称重并逐次加到料仓中混合，实现了自动配料。目前第一类的人工配料早已淘汰，第二类的继电器接触器控制系统由于配方固定而不能满足产品多样化和配方复杂化的趋势而逐渐被淘汰。第三类PLC控制系统目前已成为耐火厂主流的配料工艺，但自动化程度不高，配料都采用串行的方式（每种原料依次下到运料车或皮带机上），生产效率不高。同时，耐火厂的原料中既有粉料又有粒料，而目前的配料工艺基本都统一采用电磁振动给料，没有加以区分。另外，有的工艺把称重传感器和振动给料器都设置在料仓下边，边振动给料边称重，这样振动对称重造成较大干扰，使计量不够精确。
技术实现思路
针对以上问题，本专利技术提出一种新的耐火材料PLC自动配料控制系统，它能够实现任意数量配料配方的高精度控制和监控，提升了系统的自动化程度和生产效率，并针对粉料和粒料设置不同的给料方式，同时双重计量使称重更准确。本系统由WinCC系统、PLC控制系统、称重系统和振动给料系统组成，其控制功能框图见图1。WinCC为上位机软件，使用32位技术的过程监视系统，具备抢先式多任务的特点，适合对过程事件的快速反应，能很方便地生成人机界面，建立完整的过程监控解决方案，实时地监控生产现场，动态显示配料重量，自动监测系统是否正常运行，整个配料生产线运行状态一目了然。系统采用记事本文件的方式记录耐火产品配方，使用WinCC内置的C语言脚本(标准的ANSIC)，对配方文件进行读写，即实现了配方数据的调用、存储和修改等功能。系统还可记录打印各次配料结果，生成报警等。PLC控制系统完成料斗秤的测量值转化，仓位的监控，系统报警，运料小车的走行、定位、接料，以及电磁和电机振动给料器的电压控制等，是整个控制系统的核心。各个料仓的下料、料斗秤的接料采用并行的方式，同时下料，节约下料时间，提高生产效率。系统不但能够完成自动控制，还能实现上位机手动和现场手动控制。称重系统是配料控制中最重要的环节，它的精度和可靠性决定了配料的质量。本系统设计二次称重，第一次是料斗秤，按照配方由料仓进入料斗秤进行第一次称重；第二次是运料小车称重，运料车除用作运料用途外，还在运料小车底部加装电子秤，原料从料斗秤进入运料小车时再次称重复核，确保计量的准确，并能够检验料斗秤和整个系统的计量功能是否处于正常状态。料斗秤接料称重时料斗秤的振动给料器是关闭的，这样尽量减少振动以保证称量准确，同样运料小车接料并复核重量时小车的振动给料器也是关闭的，同时称重终端选用具有数字滤波和高品质噪声滤波功能的称重器，能极快地得到稳定的重量值，A/D转换速率达到300次/秒，显示速率为20次/秒，达到配料系统的控制精度要求。振动给料系统根据粉料和粒料的不同设计两种振动给料器，电磁振动给料器和电机振动给料器，粉料仓、粉料料斗秤和运料小车下边安装电磁振动给料器，粒料仓、粒料料斗秤下边安装电机振动给料器。由PLC计算出各料仓需要下放的物料量，经过模糊控制算法控制电磁铁的电压来实现给料速度的控制，使给料机上的物料流量发生变化，接近并保持在所设定的给料流量，从而实现定量给料的要求。新系统的生产线示意图见图2，其生产过程如下：系统采用记事本的形式记录下料配方，下料时通过上位机WinCC读取记事本配方并下传到控制器PLC中，控制器PLC根据下达的配方值启动料仓的电磁振动给料器或电机振动给料器下料，料仓下面的料斗秤计量下料量，当下料量接近配方量时，控制器PLC自动降低振动给料器的电压，减慢下料量，当达到配方量时停止振动下料。每个料仓的下料都是同时进行的，相互独立、互不干扰。当某一个料仓下料完毕，控制器PLC控制运料小车走行到该料斗秤下方，料斗秤底部的电动插板阀和振动给料器开启，料斗秤内原料下到运料小车内，小车底部的电子秤复核重量，出现误差及时报警。当这种原料卸净后，控制器PLC控制运料小车走行到下一个下好料的料斗秤下方，重复以上的操作，直至按配方把所有的原料都卸到运料小车里，控制运料小车走行到混料仓上方，开启小车底部的电动插板阀和振动给料器，把所有原料卸到混料仓中混料，进一步生成耐火材料。控制系统可以实时监视系统的运行状态，当控制装置触点不动作或料仓的库存量达到下限时系统会自动生成报警，报警信号可以通过上位机WinCC界面给予解除。本专利技术的耐火材料PLC自动配料控制系统具备以下优点：(1)本系统采用记事本配方、上位机WinCC和下位机PLC构成的配料控制系统，可以完成任意数量配料配方的高精度控制和监控，自动化程度高。(2)运料小车与料斗秤分离，各个料仓、料斗秤并行工作，运料小车优先走行到最先下料结束的料斗秤下方卸料，克服了现有的串行配料方式，整个的配料时间由最慢下料的料仓决定，缩短了整体配料时间，提高了生产效率。(3)原料既有粉料又有粒料。电磁振动频率高，振幅小，但不便于维修，适合粉料给料；电机振动频率略低，但振幅较大，后期维护比较简单，适合粒料给料。本生产线根据粉料和粒料的不同设置不同的振动给料器，减少设备故障率和降低维修难度。（4）称重采用双重计量系统，并且振动给料和称重计量分别进行，保证了计量的准确和可靠。附图说明图1为控制系统的控制功能框图。图2为控制系统的生产线示意图1-粉料仓；2-电磁振动给料器；3-粉料料斗秤；4-粒料仓；5-电机振动给料器；6-粒料料斗秤；7-运料小车；8-混料仓；9-小车轨道；10-料仓支耳；11-横梁。具体实施方式下面结合附图1和附图2对本专利技术做进一步的说明。由图1所示，上位机WinCC读取记事本配方并下传到控制器PLC中，控制器PLC根据配方控制原料仓仓位，料斗秤称量，运料车走行、接料、卸料，振动给料等以实现生产的正常运行，并把运行情况反馈回上位机WinCC中，出现异常报警。以某种耐火材料为例，需要4种原料，代号分别为A、B、C和D，A和B为粒料，C和D为粉料，比例为1:2:3:4，具体的生产线示意图见图2。用电葫芦把原料A、B吊装进粒料仓内，原料C、D进粉料仓。上位机输入配方，启动配料。A、B、C、D料仓底部的电动插板阀同时打开，振动给料器同时启动下料，各个料仓下边的料斗秤按配方要求称量下料量，当下料量达到配方要求的80%时，通过变频器调节减慢下料速度，直至达到重量要求后停止振动下料，关闭料仓底部阀门。A最先结束下料，运料小车马上运行到A料斗秤下边接料，料斗秤底阀打开，电机振动给料器启动下料，小车的电子秤复核重量，有问题发出警示，这里的电机振动给本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐火材料PLC自动配料控制系统，其特征在于它由WinCC系统、PLC控制系统、称重系统和振动给料系统组成，各个料仓下料和料斗秤接料采用并行的方式，料斗秤和运料小车二次称重，振动给料系统根据粉料和粒料的不同分别设置电磁振动给料器和电机振动给料器。/n

【技术特征摘要】
1.一种耐火材料PLC自动配料控制系统，其特征在于它由WinCC系统、PLC控制系统、称重系统和振动给料系统组成，各个料仓下料...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志君，姜连志，
申请(专利权)人：辽宁科技学院，
类型：发明
国别省市：辽宁;21