CN104406666A - 一种皮带秤原料分料计量控制装置及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能满足工业现场连续、高效、无故障时间长的皮带秤原料分料计量控制装置，本发明的另一目的还提供上述皮带秤原料分料计量控制装置的控制方法。本发明与现有技术相比具有以下优点：提供的皮带秤原料分料计量控制装置对焦炭、球团、块矿等多种物料的区分计量，分料计量准确率达100%，降低了现场调度人员的工作强度。本发明彻底解决了一台皮带秤多物料区分计量，系统可自动完成各种物料的数据分解、查询、参数设置、计量报表、分析统计等功能，得到准确的信息汇总、分类，为原料平衡和炼铁系统成本核算提供了可靠的计量数据，具有很高的推广价值。
Description
技术领域
本发明属于计量技术领域，尤其涉及一种在大型冶金企业综合料场的皮带秤原料分料计量控制装置及其控制方法。
背景技术
国内外固体物料的输送量非常巨大，涉及到固体物料输送种类也非常多，主要包括各类矿石、煤炭、焦炭、石灰石、砂石、粘土、水泥、精矿、化肥、化工产品、工业盐、谷物等，甚至还有甘蔗、甜菜、木屑、烟草、烟丝、烟梗，其中大部分采用皮带运输机输送，由于各企业对皮带秤的计量数据有经济核算的要求，因此皮带秤计量的准确性显得尤为重要。
在大型冶金企业中，综合料场皮带物料消耗计量、数据存储、统计分析不仅是指导企业生产、计算生产指标的重要依据，也是企业成本核算和能耗管理的重要组成部分，对公司的生产、经营、决策起重要的支撑作用。为了保证皮带秤计量数据的准确性，大多数冶金企业采用了手工认证的方式，即由电子皮带秤仪表对物料进行计量，同时将电流信号输出到PLC采集站，经程序运算后将瞬时量、批累计、班累计、日累计等数据传输到上位人机监控画面（HMI），再由数据统计员实时记录每一批料的计量数据，凭借个人经验和计量规范分析计量数据是否异常，并对其中的异常数据进行人工修正，最后进行统计计算，这种计量方式人为因素成分较重，主要存在以下问题： 1、物料品种非常多并且生产厂家众多。物料品种多达十几种，物料厂家近百家，容易造成上料品种和数量的混淆，给物料结算造成困难。2、物料管理信息化水平低下，管理方式落后，采用手工记帐的方式，其数据的完整性和可靠性得不到保障。3、物料管理混乱，缺乏物料跟踪管理，调度人员不能随时随地掌握皮带上料情况，大脑的记忆负担重，不能准确地协调供料量、炼铁槽存、料线之间的关系。4、生产数据人工管理，工作繁重。在生产过程中，现场工人需要记录各种实时的生产信息，既影响生产的调配，也造成很大的不便。同时由于冶金企业生产原料品质变化大，原料品种也需要经常变化，现有的采集方式无法满足生产细化统计的需求，需要灵活且功能强大的动态计量管理功能。目前对于皮带秤物料自动区分计量的应用，大多数企业还在探索试验阶段，采用的手段五花八门，但总体来讲都是对人的依赖比较大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中的缺点而提供一种能满足工业现场连续、高效、无故障时间长的皮带秤原料分料计量控制装置，本发明的另一目的还提供上述皮带秤原料分料计量控制装置的控制方法。
为解决本发明的技术问题采用如下技术方案：
一种皮带秤原料分料计量控制装置，包括皮带秤，所述皮带秤连接称重控制仪表，所述称重控制仪表连接一可编程逻辑控制器，所述可编程逻辑控制器连接分料监控计算机。
所述皮带秤为SA-600型8单元阵列式皮带秤，所述皮带秤由多个称重单元组成阵列。
所述称重控制仪表采用201H称重仪表，所述称重仪表采用87C520 CPU和24位A/D转换器。
所述可编程逻辑控制器采用美国罗克韦尔ControlLogix5000系列PLC。
上述一种皮带秤原料分料计量控制装置的控制方法， 包括a、将称重控制仪表安装于现场，可编程逻辑控制器安装于控制室控制柜中，分料监控计算机安装于调度操作台上，皮带秤安装于物料输送皮带机的支架上，皮带秤信号通过通过信号电缆送至称重控制仪表，称重控制仪表称重信号通过信号电缆送至可编程逻辑控制器，分料监控计算机通过以太网通讯电缆与可编程逻辑控制器实现通讯；
b、物料输送皮带机上物料输送时，调度人员通过分料监控计算机的监控画面选择所输送的品种、发货单位、收货单位、物料厂家、取料方式、货位、开始时间关键参数，分料监控计算机选择的信息传输到可编程逻辑控制器中，可编程逻辑控制器对现场称重控制仪表送来的电流信号进行处理，经过可编程逻辑控制器程序运算后将累计量通过分料监控计算机实时反馈给料场调度，物料输送完成后，料场调度人员通过分料监控计算机单击“清零”按钮，可编程逻辑控制器完成本批物料重量的累计，并将本批数据存入分料监控计算机本地数据库。
所述可编程逻辑控制器可完成每种物料班累计、日累计的计算，最终输出班报、日报报表。
其中可编程逻辑控制器对上料累计量计算公式：
（kg） -----------------（1）
其中，W—单位皮带上料的重量，kg/m
v—皮带的运行速度，m/s。
本发明与现有技术相比具有以下优点：提供的皮带秤原料分料计量控制装置对焦炭、球团、块矿等多种物料的区分计量，分料计量准确率达100%，降低了现场调度人员的工作强度。本发明彻底解决了一台皮带秤多物料区分计量，系统可自动完成各种物料的数据分解、查询、参数设置、计量报表、分析统计等功能，得到准确的信息汇总、分类，为原料平衡和炼铁系统成本核算提供了可靠的计量数据，具有很高的推广价值。
附图说明
图为本发明中皮带秤原料分料计量控制装置示意图；
图中：1-称重控制仪表 2-可编程控制器3-分料监控计算机 4-物料输送皮带机 5-皮带秤。
具体实施方式
如图1所示，一种皮带秤原料分料计量控制装置，包括皮带秤5，皮带秤5连接称重控制仪表1，称重控制仪表1连接一可编程逻辑控制器2，所述可编程逻辑控制器2连接分料监控计算机3。
其中皮带秤5采用南京三埃公司生产的SA-600型8单元阵列式皮带秤，该皮带秤5由多个称重单元组成阵列，可在恶劣环境下可靠工作，具有极高的称重稳定性，误差可长期保持在2‰以内。称重控制仪表1采用南京三埃公司生产的201H称重仪表，该称重控制仪表1采用87C520 CPU和24位A/D转换器，其职能化得PID电流输出可以通过调速器或变频器对各种滑差电机以及交流电机进行调速控制，可与各种不同规格的皮带秤1的秤架组合使用，对各种散状原料进行连续计量和定量配料。该称重控制仪表1具有4-20ma标准电流输出功能，可将该电流信号通过电缆接到可编程逻辑控制器2的模拟量输入模板。可编程逻辑控制器2采用美国罗克韦尔ControlLogix5000系列PLC，该可编程逻辑控制器2与其他微型计算机相比，更适于在恶劣的工业环境中运行，且数据处理功能大大增强，编程指令具有模块化功能，能够解决就地编程、监控、通讯等问题，该可编程逻辑控制器2对现场称重控制仪表送来的4~20mA电流信号进行处理，经过运算得出皮带秤瞬时量、批累计、班累计、日累计等数据。分料监控计算机3采用研华ARK系列工控机，满足工业现场连续、高效、无故障时间长等优点，可通过以太网与可编程逻辑控制器2实现数据交换，料场调度人员通过该分料监控计算机3可对每批物料的品种、厂家、发货单位、收货单位、取料方式、开始时间等关键数据进行选择，在上完一种料后点击“清零”按钮，对本批数据进行清零并保存，同时通过该分料监控计算机3实时监控皮带料流，并以此判断和控制给料数量。
上述一种皮带秤原料分料计量控制装置的控制方法，a、将称重控制仪表1安装于现场，可编程逻辑控制器2安装于控制室控制柜中，分料监控计算机3安装于调度操作台上，皮带秤5安装于物料输送皮带机4的支架上，皮带秤5信号通过通过信号电缆7送至称重控制仪表1，称重信号通过信号电缆7送至可编程逻辑控制器2，分料监控计算机3通过以太网通讯电缆8与可编程逻辑控制器2实现通讯；
b、物料输送皮带机4上物料输送时，调度人员通过分料监控计算机监控画面选择所供物料的品种、发货单位、收货单位、物料厂家、取料方式、货位、开始时间关键参数，可编程逻辑控制器2对现场称重控制仪表1送来的电流信号进行处理，经过可编程逻辑控制器2程序运算后将累计量通过分料监控计算机3实时反馈给料场调度，物料输送完成后，料场调度人员通过分料监控计算机3单击“清零”按钮，可编程逻辑控制器2完成本批物料重量的累计，并将本批数据存入分料监控计算机3本地数据库，以供查询。
可编程逻辑控制器2可完成每种物料班累计、日累计的计算，最终输出班报、日报报表。
体分料计量方法：
当物料开始输送时，料场调度人员通过分料监控计算机3选择物料品种、厂家、发货单位、收货单位、取料方式，并单击“开始”按钮获取上料开始时间，PLC 2对上料量开始累计。皮带秤累计量计算公式：
（kg） -----------------（1）
其中，W—单位皮带上料的重量，kg/m
v—皮带的运行速度，m/s
假设物料运输皮带的长度为l，运行时间为tl，在时间tl内输送的物料重量为Q，由公式（1）可知，只要测出单位皮带上料的重量和皮带的速度，就可以求得在时间tl里输送的物料重量，W的值可以由重量传感器测出，测出的值为模拟量，v的值可根据测速传感器测出。
物料输送完成后，料场调度人员通过分料监控计算机3单击“清零”按钮，PLC 2完成本批物料重量的累计，并将本批数据存入分料监控计算机3本地数据库。
Claims (7)
1.一种皮带秤原料分料计量控制装置，包括皮带秤，所述皮带秤连接称重控制仪表，其特征在于：所述称重控制仪表（1）连接一可编程逻辑控制器（2），所述可编程逻辑控制器（2）连接分料监控计算机（3）。
2.根据权利要求1所述的一种皮带秤原料分料计量控制装置，其特征在于：所述皮带秤（5）为SA-600型8单元阵列式皮带秤，所述皮带秤（5）由多个称重单元组成阵列。
3.根据权利要求1所述的一种皮带秤原料分料计量控制装置，其特征在于：所述称重控制仪表（1）采用201H称重仪表，所述称重仪表（1）采用87C520 CPU和24位A/D转换器。
4.根据权利要求1所述的一种皮带秤原料分料计量控制装置，其特征在于：所述可编程逻辑控制器（2）采用美国罗克韦尔ControlLogix5000系列PLC。
5.上述任意一种皮带秤原料分料计量控制装置的控制方法，其特征在于：
a、将称重控制仪表（1）安装于现场，可编程逻辑控制器（2）安装于控制室控制柜中，分料监控计算机（3）安装于调度操作台上，皮带秤（5）安装于物料输送皮带机（4）的支架上，皮带秤（5）信号通过通过信号电缆送至称重控制仪表（1），称重控制仪表（1）称重信号通过信号电缆送至可编程逻辑控制器（2），分料监控计算机（3）通过以太网通讯电缆与可编程逻辑控制器（2）实现通讯；
b、物料输送皮带机（4）上物料输送时，调度人员通过分料监控计算机（3）的监控画面选择所输送的品种、发货单位、收货单位、物料厂家、取料方式、货位、开始时间关键参数，分料监控计算机（3）选择的信息传输到可编程逻辑控制器中（2），可编程逻辑控制器（2）对现场称重控制仪表（1）送来的电流信号进行处理，经过可编程逻辑控制器（2）程序运算后将累计量通过分料监控计算机（3）实时反馈给料场调度，物料输送完成后，料场调度人员通过分料监控计算机（3）单击“清零”按钮，可编程逻辑控制器（2）完成本批物料重量的累计，并将本批数据存入分料监控计算机（3）本地数据库。
6.根据权利要求5所述的一种皮带秤原料分料计量控制装置的控制方法，其特征在于：所述可编程逻辑控制器（2）可完成每种物料班累计、日累计的计算，最终输出班报、日报报表。
7.根据权利要求5或6所述的一种皮带秤原料分料计量控制装置的控制方法，其特征在于：可编程逻辑控制器（2）程序运算公式为：
-----------------（1）
其中，W—单位皮带上料的重量，kg/m
v—皮带的运行速度，m/s
假设物料运输皮带的长度为l，运行时间为tl，在时间tl内输送的物料重量为Q，由公式（1）可知，只要测出单位皮带上料的重量W和皮带的速度v，就可以求得在时间tl里输送的物料重量，W的值可以由重量传感器测出，测出的值为模拟量，v的值可根据测速传感器测出。
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