球磨機研磨時間控制系統的實現
2008/10/9 9:56:00
摘要：本文就如何實現硬質合金原料研磨時間的自動控制，介紹了控制系統的組成、配置、功能及關鍵技術點。該系統已在使用單位球磨工序穩定運行半年，達到了設計目的，滿足了工藝要求。
關鍵詞： 球磨/卸料時間 自動控制 監控系統
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：
硬質合金原料的生產過程由多道工序組成，其中球磨工序的物料研磨時間是非常重要的一個工藝參數。如隨意提前或推遲球磨機各個工藝段的執行時間，在停電、機械故障等情況下無法按照設定的時間進行球磨，或未能及時發現并繼續執行尚余的研磨時間，均會造成球磨料的理化指標不合格，影響后續的生產，產品質量也無法得到保證。目前，硬質合金生產廠都是采用各種球磨機來完成WC原料的研磨，通過不同的研磨時間，生產出硬質合金所需的粉末料。我公司球磨機種類繁多，設備大多已使用了幾十年，原采用人工定時控制方式，不僅技術落后，使球磨工藝時間的控制隨意性極大，產品質量的好壞完全取決于操作工的素質和責任心；而且對設備的運行狀況以及生產過程也不能進行有效的監控和管理。為此，我們設計了一套以西門子S7 300 PLC為核心的控制系統，對該類設備進行技術改造。增加相應的自動檢測控制手段，改變控制和管理模式，消除人為因素對產品質量波動造成的不利影響，確保下達的球磨工藝得以不折不扣的執行，球磨時間的控制精度得以提高，達到改善產品質量的目的。
2.球磨工藝流程及功能要求
球磨機的主要功能就是將塊狀的物料經過球磨機轉動，在球磨機內和磨球互相作用，磨成粉末狀。工藝過程如下：
裝入原料—蓋上無縫蓋—啟動球磨機—時間到—停止球磨—自動或點動將進料口朝上—換成卸料柵蓋—啟動球磨機－－時間到—卸料完成，生產完成。
1）球磨階段
第一次啟動球磨機時，如果進料口的位置不在正確位置上，可手工點動使球磨機的進料口回到正確位置上，此時可以將原料放入球磨機內。原料裝入后，將轉位開關換到球磨，準備進入球磨階段。
設定球磨時間，如果沒有設定，將使用原來的時間設定值。按下啟動按鈕，啟動球磨機開始球磨。此時將顯示該球磨機處于球磨狀態，并且顯示剩余的球磨時間。
設定時間到后，球磨機自動停止，將顯示該球磨機球磨結束，處于卸料階段。
2）卸料階段
將進料口的蓋子換成帶柵格的卸料蓋，此時進料口變成卸料口，將轉換開關的位置打到卸料擋，啟動球磨機。此時顯示該臺球磨機處于卸料階段，并顯示卸料所需的剩余時間。設定時間到后，自動停止球磨機，并且卸料口處于正上方的位置。
要實現的主要功能：
1）球磨機嚴格按照工藝段設定時間停機；
2）故障情況下時間保持功能（即在故障恢復后能按照剩余未研磨時間繼續完成操作）；
3）具備運行工藝參數顯示、設定、記錄以及報警顯示、記錄功能；
4）自動歸位
為了提高生產效率，無需操作人員每次點動將進料口置于正確位置，球磨機每次停機后自動回到正確位置。
5）系統安全
操作人員要獲得相應權限的用戶名和密碼，才能進行正常的操作，并記錄下相關的信息。
為防止操作人員在現場的誤操作，設置監控授權；現場設備正常運行和處于檢修時，監控計算機上無權遠程操作。
6）系統能夠進行手動/自動選擇，遠程/就地啟動設備授權，各子系統互相獨立，不會因為一臺設備故障而影響整個系統的運行。
3.控制系統構成及配置
根據上述生產工藝流程及要求，本次對生產現場的6臺球磨機實現自動控制和監控管理。所要控制的是球磨、卸料兩個主要階段，控制對象全部為數字開關量，并遵循順序控制方式。6臺球磨機共48個輸入點和6個輸出點，具體是：系統啟動/停止、電機啟動/停止、電機故障、轉速傳感器、球磨/卸料、維修等開關量信號。
由于現場的的6臺球磨機分別放置在兩個房間， I/O點相對比較分散，因此設計的監控系統有監控計算機（上位機）、通訊連接網絡、下位機PLC+I/O、現場操作箱、球磨機組成。系統結構圖1所示：
圖1：系統結構圖
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