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球磨機(jī)研磨時(shí)間控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

2008/10/9 9:56:00

摘要：本文就如何實(shí)現(xiàn)硬質(zhì)合金原料研磨時(shí)間的自動(dòng)控制，介紹了控制系統(tǒng)的組成、配置、功能及關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)。該系統(tǒng)已在使用單位球磨工序穩(wěn)定運(yùn)行半年，達(dá)到了設(shè)計(jì)目的，滿足了工藝要求。

關(guān)鍵詞： 球磨/卸料時(shí)間自動(dòng)控制監(jiān)控系統(tǒng)

The Realization of Milling Time of Ball Miller by Auto Control System

Zigong Cemented Carbide Co., Ltd. Wang Xiaoyang Guan Mingliang

Abstract：The composition, configuration, function and the key technical points are presented in this paper to demonstrate how the auto control of the milling time of WC raw material is realized. The auto control system has been proved successfully meeting the process requirements after running stably for more than half a year.

Key Words: Ball Milling/Discharging Time Auto Control Monitoring System

1.前言：

硬質(zhì)合金原料的生產(chǎn)過程由多道工序組成，其中球磨工序的物料研磨時(shí)間是非常重要的一個(gè)工藝參數(shù)。如隨意提前或推遲球磨機(jī)各個(gè)工藝段的執(zhí)行時(shí)間，在停電、機(jī)械故障等情況下無法按照設(shè)定的時(shí)間進(jìn)行球磨，或未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并繼續(xù)執(zhí)行尚余的研磨時(shí)間，均會造成球磨料的理化指標(biāo)不合格，影響后續(xù)的生產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量也無法得到保證。目前，硬質(zhì)合金生產(chǎn)廠都是采用各種球磨機(jī)來完成WC原料的研磨，通過不同的研磨時(shí)間，生產(chǎn)出硬質(zhì)合金所需的粉末料。我公司球磨機(jī)種類繁多，設(shè)備大多已使用了幾十年，原采用人工定時(shí)控制方式，不僅技術(shù)落后，使球磨工藝時(shí)間的控制隨意性極大，產(chǎn)品質(zhì)量的好壞完全取決于操作工的素質(zhì)和責(zé)任心；而且對設(shè)備的運(yùn)行狀況以及生產(chǎn)過程也不能進(jìn)行有效的監(jiān)控和管理。為此，我們設(shè)計(jì)了一套以西門子S7 300 PLC為核心的控制系統(tǒng)，對該類設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造。增加相應(yīng)的自動(dòng)檢測控制手段，改變控制和管理模式，消除人為因素對產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)造成的不利影響，確保下達(dá)的球磨工藝得以不折不扣的執(zhí)行，球磨時(shí)間的控制精度得以提高，達(dá)到改善產(chǎn)品質(zhì)量的目的。

2.球磨工藝流程及功能要求

球磨機(jī)的主要功能就是將塊狀的物料經(jīng)過球磨機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，在球磨機(jī)內(nèi)和磨球互相作用，磨成粉末狀。工藝過程如下：

裝入原料—蓋上無縫蓋—啟動(dòng)球磨機(jī)—時(shí)間到—停止球磨—自動(dòng)或點(diǎn)動(dòng)將進(jìn)料口朝上—換成卸料柵蓋—啟動(dòng)球磨機(jī)－－時(shí)間到—卸料完成，生產(chǎn)完成。

1）球磨階段

第一次啟動(dòng)球磨機(jī)時(shí)，如果進(jìn)料口的位置不在正確位置上，可手工點(diǎn)動(dòng)使球磨機(jī)的進(jìn)料口回到正確位置上，此時(shí)可以將原料放入球磨機(jī)內(nèi)。原料裝入后，將轉(zhuǎn)位開關(guān)換到球磨，準(zhǔn)備進(jìn)入球磨階段。

設(shè)定球磨時(shí)間，如果沒有設(shè)定，將使用原來的時(shí)間設(shè)定值。按下啟動(dòng)按鈕，啟動(dòng)球磨機(jī)開始球磨。此時(shí)將顯示該球磨機(jī)處于球磨狀態(tài)，并且顯示剩余的球磨時(shí)間。

設(shè)定時(shí)間到后，球磨機(jī)自動(dòng)停止，將顯示該球磨機(jī)球磨結(jié)束，處于卸料階段。

2）卸料階段

將進(jìn)料口的蓋子換成帶柵格的卸料蓋，此時(shí)進(jìn)料口變成卸料口，將轉(zhuǎn)換開關(guān)的位置打到卸料擋，啟動(dòng)球磨機(jī)。此時(shí)顯示該臺球磨機(jī)處于卸料階段，并顯示卸料所需的剩余時(shí)間。設(shè)定時(shí)間到后，自動(dòng)停止球磨機(jī)，并且卸料口處于正上方的位置。

要實(shí)現(xiàn)的主要功能：

1）球磨機(jī)嚴(yán)格按照工藝段設(shè)定時(shí)間停機(jī)；

2）故障情況下時(shí)間保持功能（即在故障恢復(fù)后能按照剩余未研磨時(shí)間繼續(xù)完成操作）；

3）具備運(yùn)行工藝參數(shù)顯示、設(shè)定、記錄以及報(bào)警顯示、記錄功能；

4）自動(dòng)歸位

為了提高生產(chǎn)效率，無需操作人員每次點(diǎn)動(dòng)將進(jìn)料口置于正確位置，球磨機(jī)每次停機(jī)后自動(dòng)回到正確位置。

5）系統(tǒng)安全

操作人員要獲得相應(yīng)權(quán)限的用戶名和密碼，才能進(jìn)行正常的操作，并記錄下相關(guān)的信息。

為防止操作人員在現(xiàn)場的誤操作，設(shè)置監(jiān)控授權(quán)；現(xiàn)場設(shè)備正常運(yùn)行和處于檢修時(shí)，監(jiān)控計(jì)算機(jī)上無權(quán)遠(yuǎn)程操作。

6）系統(tǒng)能夠進(jìn)行手動(dòng)/自動(dòng)選擇，遠(yuǎn)程/就地啟動(dòng)設(shè)備授權(quán)，各子系統(tǒng)互相獨(dú)立，不會因?yàn)橐慌_設(shè)備故障而影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。

3.控制系統(tǒng)構(gòu)成及配置

根據(jù)上述生產(chǎn)工藝流程及要求，本次對生產(chǎn)現(xiàn)場的6臺球磨機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和監(jiān)控管理。所要控制的是球磨、卸料兩個(gè)主要階段，控制對象全部為數(shù)字開關(guān)量，并遵循順序控制方式。6臺球磨機(jī)共48個(gè)輸入點(diǎn)和6個(gè)輸出點(diǎn)，具體是：系統(tǒng)啟動(dòng)/停止、電機(jī)啟動(dòng)/停止、電機(jī)故障、轉(zhuǎn)速傳感器、球磨/卸料、維修等開關(guān)量信號。

由于現(xiàn)場的的6臺球磨機(jī)分別放置在兩個(gè)房間， I/O點(diǎn)相對比較分散，因此設(shè)計(jì)的監(jiān)控系統(tǒng)有監(jiān)控計(jì)算機(jī)（上位機(jī)）、通訊連接網(wǎng)絡(luò)、下位機(jī)PLC+I/O、現(xiàn)場操作箱、球磨機(jī)組成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1所示：