华润水泥（封开）有限公司 广东肇庆 526000
摘要：梅特勒托利多水泥称计量精度高，运行稳定可靠，但在现场运行中，由于安装与工艺方面不利因素，难免有故障出现。所以，计量现场管理人员熟悉计量称工艺原理、电气原理、与其软件核心算法是非常重要的。在几年工作实践中，计量称各方面得到优化，其运行、计量精度非常稳定。
关键词：工艺流程；自由口通讯；优化
一、水泥计量称工艺流程图：
系统启动前，中控操作人员先设好人机界面上的称单仓切仓值与空仓值，然后启动系统进料。此时A1闸板打开A仓进料门打开进料，开始比较当前值和单仓设定值，如果A仓达到满仓设定值就开始打开B仓，B进料门闸板A3、B1打开并都到位后，A仓进料门A1开始关闭。A仓进料门A1关到位后并待A仓重量数据稳定，记下A仓毛重，然后开始打开放料门放料。水泥称放料门有气动阀和流量阀，其中流量阀由S7-200模拟量模块输出信号来控制。当A仓放料达空仓值，立即关起放料门气动阀与流量阀，待仓重稳定后，就开始记下空仓值，最后算出A仓净重并记下秤数。B仓重复A仓的工作流程，并不断循环，这样就完成动态进料静态计量方法。
二、计量称电气主要组成部份：
1、电气原理方框图：
2、基于S7-200的PLC的计量控制数据传输：
（1）重量信号采集：每个计量仓三个150吨称重传感器信号线接至现场一个三合一扫线盒，接线盒输出一组重量信号至电力室PHANTER称重仪表，然后称重仪表把传感器信号转换为重量数据并显示。
（2）仪表与S7-200的通讯：由于仪表有一个支持RS232通讯协议的通讯口，而S7-200 CPU226 PLC有两个支持RS485的通讯口，不能直接通讯，所以需要一条RS232转RS485的西门子PPI转换通讯电缆才能使两者通讯。由于西门子S7-200 PLC支持多种通讯协议，而本设备采用自由口通讯协议，从仪表存储器中读取重量与相关状态控制数据，完成数据的传输。
（3）控制、操作系统：中控室上位机电脑装CP5611通讯卡，并且安装托利多专用操作软件，通过OPC通讯协议与S7-200PLC建立数据输送。
（4）现场控制柜上还有TP177B触摸屏，提供现场监控与参数修改。
（5）S7-200PLC是现场控制的核心，其按照工艺流程来控制现场的设备，并采样现场设备的状态。
三、自由口通讯的数据包重量数据处理：
1、仪表重量数据内容为ASCAL码格式，数据包总共18个字节，重量数据为数据区3共6个字节，具体数据包如下：
（2）数学转换要点：
ASCAL码转BCD码，根据计算机数据转换原则，如ASCAL码35等于5，所以第一步转换后，353734313039这个数据的3去除得574109，而这个数据是BCD码，必须转换为16进制，其十进制值为574109（57*10000+4109），转换后十六进制数8C29D，此16进制数即可为PLC软件所处理。
3、计量称系统优化
（1）下料流量的自动调节。
优化前，流量调节阀均人为调节，由于料流不稳定，必须人为及时调整，这大大增加了操作人员的劳动强度。
优化后，流量自动调节，采用西门子PLC S7-200的PID向导功能，轻松完成对流量阀的自动调节。由于调节阀为电动执行机构，频繁调节会造成电机过热而损坏。因此在向PID向导中设定较大的数据采样时间、较小比例系数，可有效减少系统的灵敏度，达到控制要求。调用系统块情况如下：
（2）减少风路对计量过程的影响：
经过现场排查，重量数据比较发现，影响计量的主要因素如下：
1）水泥输送过程中必须有收尘设备，防止污染环境，但收尘风机负压会造成水泥称80-300KG重量数据的波动。当计量称采样稳定重量数据值时，就不能真时的反映实际的重量，会出现的情况是，在采样数据时，毛重实际轻了80-300KG，而皮重比实现稍轻约60KG至100KG，计算的实际净重数据比实际净重小了，从而造成水泥多发的现象。
2）计量仓正常下料时，需要罗茨风机吹风扰动水泥才能正常下料。而计量仓放料门易因羊毛毡破损，在罗茨风机风压的作用下而发生放料门漏料现象，影响计量精度。
为了达到水泥出厂国家商用计量+/-3‰之内的标准，经过技术人员现场大量考证，现采用的技改措施如下：
1）在A、B计量仓每个收尘风管加装一个气动蝶阀，当计量称数据采样前，由PLC发出指令关气动碟阀，经过延时3秒并经软件物料稳定程序判定后，PLC采样的数据准确性较高。
2）计量仓放料停止时，必须让下料门无罗茨风机风压，减少计量仓进料时的不正常漏料。所以，采用在A/B仓下料风路处各加装一个电动球阀来解决工艺上的缺陷，每个仓停止放料时，电动球阀立即关停，从而关断罗茨风机风压。
（3）计量称净重自动累加与装船最后一仓处理：根据装船作业单，设定水泥发货量，通过比较累加值与发货量，计算出最后一仓，当累加值等于发货量时，放料计量仓下料门关停停止放料，整个作业过程结束。
（4）控制电路的优化：原来设计的控制电路由一个小容量的隔离变压器隔离供电。电磁阀驱动电源取自隔离变压器，后来发现隔离变压器容易烧毁，检查发现为电磁阀原因造成变压器过负荷而烧毁。采取的措施为电磁控制电源与隔离变压器电源分开，并由空极空开单独控制，从而有避免隔离变压器损坏的问题。
（5）工艺的优化。操作的软件独立于公司的西门子DCS控制系统，其操作由局控室远程单独操作并监控。所以码头前沿装船机的操作人员不能监控计量状况，有什么情况要处理必须先联系中控操作人员并要求操作处理，有一定的滞后性。同时由于局控不能及时监控，极易造成设备问题不能及时处理而造成设备事故。现在码头前沿装船机上加装监控触摸屏，作业过程中，装船员可以观察系统运行情况，有什么异常情况，系统发出报警提醒装船人员并按要求及时处理停。
四、总结：
商业计量设备对一个工厂尤其重要，其涉及公司的财务结算。而计量管理人员必须精通电气控制与现场工艺原理，才能更好地开展计量管理工作。本文只是抛砖引玉，希望其能帮助现场的计量管理人员开展计量知识学习与管理工作，给企业带来实实在在的效益。
参考文献：
[1]西门子有限公司自动化驱动集团 深入浅出西门子S7-200PLC 北京航空航天大学出版社；
论文作者:陈浩,覃宏锦
论文发表刊物:《基层建设》2016年7期
论文发表时间:2016/7/7
标签：数据论文; 进料论文; 重量论文; 现场论文; 水泥论文; 操作论文; 通讯论文; 《基层建设》2016年7期论文;