CN204894229U - 锆质密封料自动配料生产线的控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型所述的锆质密封料自动配料生产线的控制系统，由工业控制计算机作为主机分别与包括监控显示器、操作台、PLC控制单元相连接，PLC控制单元作为下位机分别与工业控制计算机和上料单元、料仓储存单元、称重计量单元、废料处理单元、混合搅拌单元、成品包装单元、除尘单元相连接，采用定量振动给料机、称重计量车、计量料仓的三重定量计量方式，以及混合搅拌机、混合机的双重搅拌混合工作方式，并具有机旁手动控制、控制室操作台联锁操作手动控制以及控制室工业控制计算机全自动控制操作三种操作方式，使得该系统的配料称重计量准确误差小、生产效率高、产品质量稳定、自动化程度高，适用于各种不定型耐火材料生产过程中使用。

Description

锆质密封料自动配料生产线的控制系统

技术领域

本实用新型涉及耐火材料生产技术领域，尤其涉及一种锆质密封料自动配料生产线的控制系统。

背景技术

在我国，耐火材料是指耐火度不低于1580℃的无机非金属材料，其组成一般由多种成分的无机非金属材料定量混合组成，在生产时需要将不同的成分分别计量，按照一定配比定量混合而成，这一过程叫做配料。锆质密封料是一种不定型耐火材料，具有流动性强，易操作施工等特点，锆质密封料是用优质锆莫砂骨，粉料，以磷酸铝为结合剂及外加剂，按最佳比例配制而成，它具有高温导热率低，抗热震性好，化学稳定，对熔融玻璃和液态金属具有良好的耐蚀性，在氧化气氛下工作稳定，不与熔融金属发生化学反应，常温下硬化、高温耐压强度高、热膨胀及收缩率小、耐溶液侵蚀性强等特点，是一种优良的热硬性不定形耐火材料，广泛应用在工业炉窑，钢水包及循环硫化床锅炉等各个领域。

然而随着科学技术的进步，各行各业对锆质密封料的需求呈现多样化趋势，锆质密封料产品向着小批量多品种方向发展，以满足细分市场的不同需求，使得锆质密封料生产企业正朝着生产过程自动化方向迈进，并采用自动配料生产线系统进行生产，配料过程是一个复杂过程，需要配料生产线的各个生产装置协调运行，但目前在用设备的自动控制系统存在设计结构不合理、驱动控制精度不高、系统故障率高等缺点，另外，还存在计量精度有限，使得锆质密封料产品质量的均匀性、稳定性较差，容易导致质量不稳定，从而造成质量事故。并且，我国耐火材料界曾经多次拟定不定型耐火材料的应用比例≥50%的目标，但由于技术与经济等多方面原因，至今尚未实现应用比例≥50%的目标，由此应大力推进不定型耐火材料生产、应用的自动化、智能化水平，提高不定型耐火材料质量及其稳定性，降低优质不定型耐火材料的生产成本，加快推进提高不定型耐火材料应用比例，达到发达国家具有的平均水平，进一步地节能降耗。因此，需要一种技术方案解决上述问题。

发明内容

针对以上现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种配料称重计量准确、生产效率高、产品质量稳定的锆质密封料自动配料生产线的控制系统，用于保证锆质密封料生产的顺利进行。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

锆质密封料自动配料生产线的控制系统，包括监控显示器、操作台、工业控制计算机、PLC控制单元、上料单元、料仓储存单元、称重计量单元、废料处理单元、混合搅拌单元、成品包装单元、除尘单元、斗式提升机、颗粒料料仓、细粉料料仓、称重计量车、废料料仓、混合搅拌机、成品包装机、除尘器、布料车、电磁振动给料器A、计量料仓、废料称重机、混合机、定量振动给料机、电磁振动给料器B、废品包装机。

控制系统采用主从式控制网络形式，其相互连接关系是：工业控制计算机作为主机分别与包括监控显示器、操作台、PLC控制单元相连接，PLC控制单元作为下位机分别与工业控制计算机和上料单元、料仓储存单元、称重计量单元、废料处理单元、混合搅拌单元、成品包装单元、除尘单元相连接，上料单元分别与PLC控制单元和斗式提升机、布料车相连接，料仓储存单元分别与PLC控制单元和颗粒料料仓、细粉料料仓、电磁振动给料器A、定量振动给料机相连接，称重计量单元分别与PLC控制单元和称重计量车、计量料仓、电磁振动给料器B相连接，废料处理单元分别与PLC控制单元和废料料仓、废料称重机、废品包装机相连接，混合搅拌单元分别与PLC控制单元和混合搅拌机、混合机相连接，成品包装单元与PLC控制单元与成品包装机相连接，除尘单元与除尘器相连接。

本实用新型的控制系统具有机旁手动控制、控制室操作台联锁操作手动控制及控制室工业控制计算机全自动控制操作三种操作方式。

有益效果：本实用新型所述的锆质密封料自动配料生产线的控制系统，与现有的技术相比：采用定量振动给料机、称重计量车、计量料仓的三重定量计量方式，以及混合搅拌机、混合机的双重搅拌混合工作方式，并具有机旁手动控制、控制室操作台联锁操作手动控制及控制室工业控制计算机全自动控制操作三种操作方式，使得该系统的配料称重计量准确、生产效率高、产品质量稳定，计量误差小，自动化程度高，密封性能好，适用于各种不定型耐火材料生产过程中使用。

附图说明

图1是本实用新型的组成结构示意图；

图中：1-监控显示器、2-操作台、3-工业控制计算机、4-PLC控制单元、5-上料单元、6-料仓储存单元、7-称重计量单元、8-废料处理单元、9-混合搅拌单元、10-成品包装单元、11-除尘单元、12-斗式提升机、13-颗粒料料仓、14-细粉料料仓、15-称重计量车、16-废料料仓、17-混合搅拌机、18-成品包装机、19-除尘器、20-布料车、21-电磁振动给料器A、22-计量料仓、23-废料称重机、24-混合机、25-定量振动给料机、26-电磁振动给料器B、27-废品包装机。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型进行详细地描述，但是应该指出本实用新型的实施不限于以下的实施方式。

如图1所示，是本实用新型的组成结构示意图，包括监控显示器1、操作台2、工业控制计算机3、PLC控制单元4、上料单元5、料仓储存单元6、称重计量单元7、废料处理单元8、混合搅拌单元9、成品包装单元10、除尘单元11、斗式提升机12、颗粒料料仓13、细粉料料仓14、称重计量车15、废料料仓16、混合搅拌机17、成品包装机18、除尘器19、布料车20、电磁振动给料器A21、计量料仓22、废料称重机23、混合机24、定量振动给料机25、电磁振动给料器B26、废品包装机27。

工业控制计算机3作为主机分别与包括监控显示器1、操作台2、PLC控制单元4相连接，采用一台工业控制计算机3作为上位机是整个控制系统的控制核心，管理、控制整个控制系统的运行情况，向PLC控制单元4发出控制信号并监控其执行等；监控显示器1是整个控制系统的标准输出，动态显示系统运行情况；操作台2由各种开关按钮组成，配以控制按钮来适应多变的过程控制，实现整个控制系统的主令控制、信号指示。

PLC控制单元4作为下位机分别与工业控制计算机3和上料单元5、料仓储存单元6、称重计量单元7、废料处理单元8、混合搅拌单元9、成品包装单元10、除尘单元11相连接，由一台西门子S7-300系列的PLC（CPU315-2DP）为主作为整个控制系统的下位机，监控整个控制系统的运行情况，执行分布式控制和操作任务，通过PLC完成所有传动及执行元件的输入、输出信号、检测信号等逻辑控制部分的手动及自动工艺控制、与作为上位机的工业控制计算机3进行实时的数据交换。

上料单元5分别与PLC控制单元4和斗式提升机12、布料车20相连接，上料单元5执行PLC控制单元4控制命令，将锆质密封料从原料仓库通过斗式提升机12、由地面提升到上层布料车20中进行上料的执行机构，然后，再通过布料车20水平移动，经位移传感器进行限位和定位后，布料车20的出料口对准下联设备料仓储存单元6中的颗粒料料仓13或细粉料料仓14的进料口，对料仓进行加料。

料仓储存单元6分别与PLC控制单元4和颗粒料料仓13、细粉料料仓14、电磁振动给料器A21、定量振动给料机25相连接，根据原料的不同使用特性，料仓储存单元6设置有10个颗粒料料仓13和10个细粉料料仓14，每个料仓均设置有料位传感器、实时检测料位存储位置，下部均设置有电磁振动给料器A21、定量振动给料机25以及溜槽、气动扇形阀，料仓储存单元6执行PLC控制单元4控制命令，打开气动扇形阀，将锆质密封料从颗粒料料仓13或细粉料料仓14中、通过电磁振动给料器A21、定量振动给料机25以及溜槽加入到下联设备称重计量车15中进行加料的执行机构，在操作台2上设有料仓选择开关，任选上联设备或下联设备的任意对位单位点，控制快、慢速配料及配料重量，定量振动给料机25把锆质密封料从料仓中定量、均匀、连续地，经过受料溜槽送到下联设备称重计量车15中去。

称重计量单元7分别与PLC控制单元4和称重计量车15、计量料仓22、电磁振动给料器B26相连接，根据原料的不同使用特性，称重计量单元7设置有称重计量车15和计量料仓22双重计量检定称重装置，保证整个系统计量称重的准确性和可靠性，并且称重计量单元7具有锆质密封料生产配方及每次称量次数、均可由工业控制计算机3设定及保存，称重计量车15和计量料仓22的下部均安装有称重传感器，检测其重量变化，并将重量转化成电信号传送给PLC控制单元4、工业控制计算机3，然后工业控制计算机3预先设定的锆质密封料生产配方及每次称量次数、控制称重计量单元7的计量称重，同时控制称重计量车15和计量料仓22的下部安装的气动扇形阀开启、关闭。

称重计量车15和计量料仓22设有“0”点自动跟踪功能，每运行1-10分钟自动测试“0”点一次，以确保称量精度，PLC控制单元4发出行车信号后，称重计量车15自动启动并到达指定仓位；同时自动启动车上相应的防尘装置，启动快速配料，监控显示器1改变配料重量显示，完成单点配料。在选择了卸料料仓号，称重计量车15与计量料仓22正确对位后，进行加料，由下联设备混合搅拌机17的料位是否空？决定是否卸料。操作台2设有混合搅拌机17选择按钮，计量料仓22在接到信号后，打开其下部的气动扇形阀完成卸料。

废料处理单元8分别与PLC控制单元4和废料料仓16、废料称重机23、废品包装机27相连接，废料处理单元8执行PLC控制单元4控制命令，将生产过程中出现的废料通过废料料仓16及下部的圆柱形溜槽、经废料称重机23称重、再由废品包装机27包装后，袋装输出的执行机构，溜槽出口处为气动扇形阀，用于废料通流与截止，废品包装机27的包装范围在50-100kg。

混合搅拌单元9分别与PLC控制单元4和混合搅拌机17、混合机24相连接，根据原料的配比特性，混合搅拌单元9设置有混合搅拌机17、混合机24双重混合搅拌装置，保证整个系统混合搅拌的均匀性和稳定性，在混合搅拌机17和混合机24内部分别设置有上中下三个料位传感器，用于检测高中低三处料位，上料位传感器检测到锆质密封料加满后上联设备出料口停止加料、同时打开混合搅拌动力电机进行混合搅拌工作，在混合搅拌机17、混合机24内还设置有电流传感器，由电流互感器和电流表来实时检测控制系统根据锆质密封料特性设定的工作电流，并将检测到的电流信号反馈给PLC控制单元4，PLC根据设定值与反馈值之间的偏差调节变频器的输出功率大小来控制动力电机的转速，使其在设定电流工况下稳定运行，当混合搅拌到所设定的时间后，混合搅拌机17和混合机24停止工作，打开其下部设置的出料口处气动扇形阀，使得混合搅拌后的锆质密封料进入下联设备，下料位传感器检测到混合搅拌机17和混合机24内的锆质密封料清理干净时，关闭其下部设置的出料口处气动扇形阀，等待下一工作循环。

成品包装单元10与PLC控制单元4与成品包装机18相连接，成品包装单元10设置在混合机24下方完成产品的自动包装，执行PLC控制单元4控制命令，其设置的成品包装机18可根据用户需求设定为不同的装袋重量，一是包装范围在25-50kg、包装速度为200包/小时、包装精度在±0.4kg，二是包装范围在800-1500kg、包装速度为20包/小时、包装精度：±5.0kg，成品包装机18是整个系统袋装包装输出的执行机构。

除尘单元11与除尘器19相连接，除尘单元11执行PLC控制单元4控制命令，由除尘器19构成整个系统除尘的执行机构，包括由整个生产线的各个进、出料点设置的集尘罩吸尘口、除尘风机、除尘器管道、电袋除尘器、排放烟囱、空压站、除尘管道等组成。

本实用新型的控制系统具有机旁手动控制、控制室操作台2联锁操作手动控制及控制室工业控制计算机3全自动控制操作三种操作方式。

机旁手动控制是在整个生产线的各个设备机旁设有手动操作箱，完成单机设备的启动或停止工作

控制室操作台2联锁操作手动控制是在在操作台2上设有料仓选择开关，任选上联设备或下联设备的任意对位点，控制其快、慢速配料及配料重量；发出行车启动信号后，称重计量车15自动启动并到达指定仓位，同时自动启动车上相应的防尘装置，密封伸缩套自动升、降，进行配料工作，监控显示器1显示改变配料重量后的显示情况，完成单点配料；在选择需要加料的料仓号，称重计量车15准确对位后，由下联设备的料位是否空、来决定是否进行加料。操作台2设有料仓选择按钮，称重计量车15在接到信号后，使其完成加料工作，一次配料过程结束；然后系统自动或人工手动依次延时启动相应混合搅拌机17、混合机24进行混合搅拌工作，待混合搅拌工作满足生产工艺时间后、系统自动或人工手动开启混合搅拌机17、混合机24的出料口处气动扇形阀，将混合搅拌后的物料送至下一工序，上述配料及混合搅拌过程在监控显示器1上均能显示。

控制室工业控制计算机3全自动控制操作是配料全过程为工业计算机控制，称重计量车15自动行走对位准确后，自动启动车上相应的防尘装置，密封伸缩套自动升、降，称重计量车15按预先设定的快、慢给料比例自动定值配料，变频器控制称重计量车15及给料设备的变速，称重计量车15自动定位出料。另外在自动配料过程中，若出现称量不准等问题，工业控制计算机3自动停止配料并给出汉字提示报警，待操作员故障排除后再给出继续配料指令；其中斗式提升机12与布料车20有动作联锁关系，颗粒料料仓13、细粉料料仓14、电磁振动给料器A21与定量振动给料机25有动作联锁关系，称重计量车15、计量料仓22和电磁振动给料器B26有动作联锁关系，废料料仓16、废料称重机23和废品包装机27有动作联锁关系。

Claims (1)

1.一种锆质密封料自动配料生产线的控制系统，包括监控显示器、操作台、工业控制计算机、PLC控制单元、上料单元、料仓储存单元、称重计量单元、废料处理单元、混合搅拌单元、成品包装单元、除尘单元、斗式提升机、颗粒料料仓、细粉料料仓、称重计量车、废料料仓、混合搅拌机、成品包装机、除尘器、布料车、电磁振动给料器A、计量料仓、废料称重机、混合机、定量振动给料机、电磁振动给料器B、废品包装机；其特征在于：由工业控制计算机分别与监控显示器、操作台、PLC控制单元相连接，PLC控制单元分别与工业控制计算机和上料单元、料仓储存单元、称重计量单元、废料处理单元、混合搅拌单元、成品包装单元、除尘单元相连接，上料单元分别与PLC控制单元和斗式提升机、布料车相连接，料仓储存单元分别与PLC控制单元和颗粒料料仓、细粉料料仓、电磁振动给料器A、定量振动给料机相连接，称重计量单元分别与PLC控制单元和称重计量车、计量料仓、电磁振动给料器B相连接，废料处理单元分别与PLC控制单元和废料料仓、废料称重机、废品包装机相连接，混合搅拌单元分别与PLC控制单元和混合搅拌机、混合机相连接，成品包装单元与PLC控制单元与成品包装机相连接，除尘单元与除尘器相连接。