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某青海分公司8.5萬噸電解鋁技改項目（以下稱“8.5工程”）中氟化鹽配料系統(tǒng)的技改，采用PLC+稱重顯示儀表（接稱重傳感器）+工業(yè)計算機的方式，成功地實現(xiàn)了氟化鹽配料的自動化，應(yīng)用效果較好。
1控制系統(tǒng)概述
控制系統(tǒng)的構(gòu)成是在現(xiàn)用配料系統(tǒng)基礎(chǔ)上，結(jié)合擴建新系統(tǒng)工藝設(shè)備配置的自動控制方案。新擴建的“8.5工程”氟化鹽配料系統(tǒng)包括東、中兩套系統(tǒng)，每套系統(tǒng)有2個氧化鋁料倉、4臺氟化鹽定容下料器、2臺稱重顯示儀表；控制配料系統(tǒng)包括2臺工業(yè)控制機、1套PLC控制系統(tǒng)、2個現(xiàn)場操作箱以及配料秤的控制裝置。其中工業(yè)控制機主要完成配方管理、歷史數(shù)據(jù)查詢?？刂葡到y(tǒng)核心由一套SIEMENSS7-300系列PLC組成，主要完成:①原料的供給及輸送控制;②配方的物料配比控制;③通訊及數(shù)據(jù)交換。見圖1。
PLC和2臺工業(yè)控制機組成以太網(wǎng)，便于今后廠內(nèi)局域網(wǎng)的建立和數(shù)據(jù)傳輸。

圖1 “8.5工程”氟化鹽配料系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
2配料控制系統(tǒng)的工作原理及設(shè)計特點
配料控制系統(tǒng)的配料控制是根據(jù)操作人員輸入的配方配比及控制要求，由PLC按預(yù)先設(shè)定的氟化鹽配料的公斤數(shù)分批次計算后進行的。首先設(shè)定氧化鋁料斗的高、低限，如高限設(shè)定為2500kg,低限設(shè)定為500kg，噸/鋁需配氟化鋁20kg，則在“配方數(shù)”欄內(nèi)輸入：（2500-500）/20=100。PLC經(jīng)過邏輯運算后，料斗在下料過程中根據(jù)電子秤的實際測量值變化，控制氟化鹽下料氣缸的動作次數(shù)及動作間隔時間,即氧化鋁每下100kg，容量為1kg的定容氣缸動作1次，當(dāng)氧化鋁下料速度加快時，氟化鹽下料氣缸的動作間隔時間相應(yīng)縮短，從而實現(xiàn)氟化鋁的均勻配料。當(dāng)料斗實際料量達到低限值之后，PLC向料斗低料閥及氟化鹽下料氣缸發(fā)出信號，停止下料，此次配料完成，隨即進入下次裝配料過程。在遠程終端上實時顯示氧化鋁料斗的實際料量和氟化鹽下料氣缸的動作次數(shù)，工業(yè)控制機在CRT上用文字、動態(tài)圖形及數(shù)字顯示出當(dāng)前的實際配料情況。
配料和輸送的控制設(shè)計必須結(jié)合凈化車間現(xiàn)場的
電磁攪拌技術(shù)在國際鋁行業(yè)已應(yīng)用了50年，我國鋁行業(yè)的應(yīng)用不到20年，大量推廣采用不過5、6年時間，在60+鋁熔爐上采用電磁攪拌技術(shù)不足1年。盡管如此，其效果還是顯而易見的。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用的不斷深入，社會對鋁及鋁合金制品的產(chǎn)品質(zhì)量要求越來越高，電磁攪拌技術(shù)必將為我國有色金屬行業(yè)的發(fā)展發(fā)揮出更大的作用。

實際工況進行：
•料斗上、下方安裝的運動機構(gòu)-氣缸、密封、收塵裝置在啟動及停止過程中，若不對其進行必要的軟硬件處理,則會對配料系統(tǒng)的控制精度產(chǎn)生非常大的影響。
•傳感器的結(jié)構(gòu)形式及安裝附件的結(jié)構(gòu)形式。
•稱重料斗的限位裝置及防震方式。
•稱重變換顯示裝置和PLC的信號連接形式及在程序上BCD信號誤碼處理設(shè)計等。
•各類閥門的結(jié)構(gòu)在設(shè)計上要結(jié)合現(xiàn)場的工況特點，防止漏料、堵料、不到位等情況的發(fā)生。
•為了防止變頻器對電源的污染，儀表和其他控制電源回路應(yīng)加有電源濾波器，凈化電源。
•傳感器安裝方式的改進，使料斗不易產(chǎn)生相對位移，避免了料斗隨機偏移帶來的諸多麻煩和稱配料的精度不穩(wěn)定性。
3稱重傳感器的信號采集
信號采集系統(tǒng)構(gòu)成見圖2。

圖2信號采集系統(tǒng)構(gòu)成
稱重傳感器實際上是一種將質(zhì)量信號轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y量的電信號輸出的裝置。選用稱重傳感器先要考慮傳感器所處的工作環(huán)境，這關(guān)系到傳感器能否正常工作以及它的安全和使用壽命，關(guān)系到整個衡器的可靠性和安全性。傳感器等級的選擇必須滿足下列兩個條件：①滿足儀表輸入的要求。稱重顯示儀表是對傳感器的輸出信號經(jīng)過放大、A/D轉(zhuǎn)換等處理之后顯示稱量結(jié)果的，因此，傳感器的輸出信號必須大于或等于儀表要求的輸入信號的大小，即傳感器的輸出靈敏度計算結(jié)果須大于或等于儀表要求的輸入靈敏度。②滿足整臺電子秤準(zhǔn)確度的要求。電子秤主要是由秤體、傳感器、儀表三部分組成，對傳感器準(zhǔn)確度的選擇，應(yīng)略高于理論計算值，因為理論計算值往往受到客觀條件的限制，如秤體強度、儀表性能、秤的工作環(huán)境等因素，都會直接影響到秤的準(zhǔn)確度要求。
電子秤的傳感器工作方式有三種：串聯(lián)、并聯(lián)和混合。其中并聯(lián)工作方式具有抗干擾能力強、供橋電源數(shù)最少（僅有1個）等優(yōu)點。之所以用并聯(lián)連接，還考慮到凈化車間配料現(xiàn)場的環(huán)境條件較差，如振動大、干擾多、揚塵大等因素。
傳感器的安裝必須注意:①傳感器的引線電纜要萬方數(shù)據(jù)穿鐵管，距動力線不能太近，要大于50cm。②電纜必須是四芯或六芯屏蔽電纜。③在同一臺秤上的3個傳感器量程必須一致，受力也最好一致，亦即所謂“壓四角”,輸出一致，才能取得滿意結(jié)果。安裝示意圖見圖3。

圖3料斗稱重傳感器安裝示意
4上位機軟件設(shè)計
美國某公司推出的工控組態(tài)軟件IFIX是功能強大的工業(yè)自動化軟件產(chǎn)品。IFIX組態(tài)軟件提供了工業(yè)界所需的強大功能，包括實時監(jiān)視和監(jiān)督控制、報警和報警管理、歷史趨勢、統(tǒng)計過程控制、用戶安全系統(tǒng)、系統(tǒng)擴展、網(wǎng)絡(luò)功能等。它提供了可視化窗口進行過程處理，可使界面提供圖形化的過程信息，包括原始數(shù)據(jù)、計算數(shù)據(jù)、變量、趨勢圖、報警等。IFIX強大的圖形功能將配料過程中的控點信息展現(xiàn)得一目了然。IFIX開放的開發(fā)接口，可嵌入用戶第三方語言源程序（如用C、VB等語言編制的程序），以良好的易用性和靈活性成為“8.5工程”擴、改建項目的工控軟件首選。配料控制系統(tǒng)還可通過交換機與企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)連接，能在控制室內(nèi)設(shè)定現(xiàn)場控制參數(shù)；可顯示每臺秤的漏料情況，以便操作人員采取相應(yīng)的對策；在秤空信號長時間不出現(xiàn)配料中斷的情況下，操作人員可判斷產(chǎn)生的原因。
5結(jié)束語
在“8.5工程”氟化鹽配料系統(tǒng)技改項目的開發(fā)過程中，應(yīng)用DDE技術(shù)把強大的組態(tài)軟件IFIX與快速開發(fā)工具VB相結(jié)合，使配方功能獲得很好的效果。不僅配方可以保存50多個，而且配方的修改、更新直至通訊下傳給PLC都方便靈活。

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