采用PLC控制炭素阳极配料.pdf

2 0 0 0年 5月 篱 7 卷 第 0期 { 采 用P L C 控 制 炭 素 阳 极 配 料 ／ 杨 志 强 商 庆 华 √李宇 桎 冲 龇 雌 “⋯川 1 川 摘 要 阐进了 用P I C控制 技术和变频调速 器相结合， 采用智能补 偿算岳． 白 ’动硅制寰素阳极生 产过程的 配料工作 。这种方 法控 精度 高 配 比准确 为控制阳极 质量提供 了准确 和有效 的手段 。 关 键 词 宅 q j 进 毛 兰 差 立 翌 苎 p L 1 引言 炭索阳极是铝电解工艺中至关重要 的原料 在炭素阳极 的生产过程中， 各种物料重量的配 比 准确与否， 直接决定了产品质量的好坏 国内目前 的炭素阳极配料过程 ， 一般是采用配料车 ， 用人工 控制配料下料量 这种方法很难确保配料 比例的 准确， 经常出现在混捏过程中发现配料有误差， 需 要进行朴油操作 ， 由于生坯质量问题 ， 影响电解效 率， 甚至有阳极断裂的现象发生 同时， 由于炭素 粉末很细， 造 成现场环境恶劣 ， 对配料工人的身体 髓康构 成很大威胁 ，因此设计 了配料过程的自动 控制系统， 采用先进的 P L C控制技术和配料智能 补偿算法， 运用变频调速方式控制 电机， 实现了炭 素阳极配料 的精确计量和 自动控制 ， 不仅减轻了 工凡劳动强度 ， 而且大大提高 炭素阳极的产品 质量 。 2 系统简介 配 料的原料存放在 7个储料仓中， 使用电振 给料器控制 下料量 。 料分别下到 3个配料仓内。 每 个配料仓安放在 3个称重传感器 上， 下方是气动 控制 阀． 控制下料闸板的开关。P L C通过模拟量 输入模板 ， 实时采样监测控制配料仓下料 。 在配料 仓平面 的下方采用变频控制的运输车， 负责 将 3 个配料仓 内配跨好的原料运送到混捏锅 内。该系 统 的 下 位机 采 用 日本三 菱公 司 的 A。 AS系列 P L 巴 卜 位机运行 I n t e l l u t i o n F I X工业监控软件 ， 实现全生产过程的实时监控 控制系统主要实现的功能包括 ① 自动配方 操作人员在计算机上输入生产产品种类和各种物 料的纯度 ， P L C 自动计算 出所需 各种物料 的重 量。② 自动配料 P L C根据通过计算得到的物料 配 比值 ， 自动控制 7个储料仓的电振给料器 ， 将给 定重量的物料送到配料仓内 3 自动配方 生产操作 人员在计算机 上输 入生产产品类 型、 各种配料的技术参数和所配物料的 尊重量 ， 根 据配方公式 ， 计算机能 自动计算出各种物料的配 比重量 ， 并 自动下载到 P I ， c作 为称重控制依据。 操作人员也可 在计算机上手工输入或调整各种 物料的配比。配方的原始依据来 自筛分的纯度结 果。 将纯度值按照要求填入表 1 ． 其理论配方方案 分别为 P 4 ， P 2 2 ， P 3 十1 ， P 4 一0 ． 5 ， P5 ～ 0 ． 07 5 表 1 配料 方案表 纯度物料4 2 l 0 5 0 1 5 0 ． 0 2 5 0 ． 0 1 5 4～ 2 mm A1 A 2 A 3 A4 2-- l mm 口 B l ～ O F i l I I 1 C1 C C C J C、 球磨粉 D_ D2 D 收尘粉 E E B 根据理论配方及处理分析结果进行第 1次估 算 4 ～2料重 G1 一P 2 ／ A2 ； 2 ～1 料重 G 2 一 尸 一 G A 3 ／ B2 ；球磨粉 G { 一 P 一 ／ D 收 收稿 日期 1 9 9 9 1 O - 2 7 杨志銎男． 1 9 6 B 年生 工程师。主要从事计算机与工业控制方面卉 勺 应用 ， u． ． 7 M 维普资讯 第 2 期 杨志 强 采用 P L C控 制炭 素阳极 配料 4 3 尘 粉 G ； 一 1 一 l 0 ； l ～0料重 G 。 一 1 一G 一G 2 一G ～ G 。根据估算结果， 带 人复算公式进行 自动复 算． 得出最终重量配 比值 ， 作为控制依据 。 4自动配 料 振动给料称量 系统采用 2步振料， 即快速振 料 9 0 后 ． 慢速振料 1 0 。采用微机控制整个振 料配料过程 ． 根据上次振料的终值与设定值之差 ， 进行本次振料值补偿 。 配料祢重系统的精确， 将直 接 影响工艺要求配 比的精确度 。从而影响生产工 艺的正常进行及产品的产量和质量 。若能准确估 计 以上原因引起的误差 ， 就能保证最终称量结果 在给定范围内。根据该系统对某物料重复称量的 特 专， 能利用过去的称量误差 数据对未来 空间物 料量的估计进行补偿 ， 保持误 差在最小范 围内波 动 。 控制算法如下 f Sl S．， ． 9 0 W S 一 S 2 S． r ． A Y C2 式 中， e ， 给定重量值 Ⅳ 与动态实测量 Ⅳ 之差 动态误差 ； 阶梯控制 切换界限 ， 即小于 9 0 快振． 大于 9 0 慢振 ， 2步给料界限 C ．一9 0 W ， C 一 1 9 0 ， ￡ 为始终 给定提前量 、 还可根据生产情况进行修改。 第 1次称量时的开关限值 能在 基础上补偿得 到 ， 这种补偿取决于第 次称量结束后 的静态误 差 W 一 W5 及其 变化 量 A e一 一 ％ 一 I ． } 1 一 B‘。 f ∑％ 一 t S k -- i 0． ≥ B 一 B s 肌一 P 一 ≤ 。 ， I ≥ F l O l l ≤ 式中， 对 的补偿 值； e 不灵敏带 ， 和 e 为第 次和第 一1 次静态重量误差。 当称量误差 超出不灵敏带 且有发散 趋势时 ． 采用累计补 偿 开始进入累加补偿的称量次数为 累积补 偿持续到称量误差区域收敛为止。当称量误差 向 内收敛时， 采用恒值补偿 ．一 旦进 入不灵敏带 之中， 则将补偿值清零 ， 则不对其进行补偿 5 结语 采用智能补偿算法能够较好的达到控制精度 要求， 误差在 2 以内， 优于设计要 求； 由于 3个 配料 仓配料工作同时进行 ， 每次配料时间限定在 7 mi n以内； P L C控制使得 现场基 本取消人工操 作 ， 提高了工作效率 ， 井减少了误动作的可能性 ， 减轻 了工人劳动强度 。 参考文献 1 姚广春． 冶金炭 素材料性能及 生 产工艺 北 京 冶金工 业出版社 ． 1 9 9 0 2 陆 玉峻． 新炭索工艺 哈尔滨工业大学 出版社 ， 1 9 9 0 3 朱 善君． 可编 程序 控制 系统． 北 京 清 华 大学 出版 社 ． 1 99 0 C a r b o n An o d e B l o c k s Do s i n g Co n t r o l l e d b y PLC Y a n g Z h i q i a n g Sh a n g Qi n g h u a Li Yu h u i Co n [ r o l OHi c e 0f CGW AC 、 Zh e n gz h o u， 4 5 0 0 4 1 Be i ma n Sp e c i a l l r o n - f t e e l Co Lt d Ab s t r a c t Th i s p a p e r e x p ou n d s t h a t t h e d o s i n g p r o c e d u r e o f a n o d e b l o c k s p r o d u c i n g p r o c e s s i s c o n t r o l l e d a u t o ma t i c a l l y wi t h c o m b i n e d P LC t e c h n o l o g y a n d f r e q u e n c y c o n v e F t e r a n d i n t e l l i g e n t c o m p e n s a t i o n a l g o r i t h m． Ke y wor d s i nt e l l i ge nt c o mpe n sa t i o n a l go r i t h m PI C a ut o ma t i c d o si n g， a no de b l oc ks 维普资讯