扬州泰富特种材料有限公司 江苏扬州 225211
摘要：针对球团生产过程中料仓卸料犁的控制，本文详细阐述了实现料犁自动控制的设计过程，智能模拟了人工操作的习惯及步骤，弥补了人工操作或单纯的上下限控制产生的弊端。通过实践应用，所开发的控制系统运行稳定，可以精确按照设定的料量进行精确控制并切换布料仓位。
关键词：卸料犁；料仓；串级比较；优先控制；逻辑
1引言
扬州泰富特种材料有限公司球团生产工艺线路上有多环节需要料仓进行预配料、配料、造球分料等（流程如图1所示），料仓布料控制采用人工实时观察料位（重）进行料犁控制，也有采用设定的料仓（重）上下限位进行料仓布料自动切换。在实际的控制使用中，人工操作存在监控画面多、调整生产参数多等因素不能及时发现料仓料位变化，单纯的上下限控制缺少智能识别不能兼顾所有料仓的料位情况导致料仓欠料或爆仓的情况发生。2017年9月，公司成立球团生产自动化提升公关组，首先对料仓卸料犁自动控制进行了研发调试，10月份对生产线所有料仓进行了控制实施，几个月来该控制系统运行稳定，完全替代了人工布料操作。
2控制模型设计
设计控制系统为西门子S7400CPU扩展S7300站点，系统采集每个料犁的上下限位、每个料仓的重量信号，输出数字量信号控制卸料犁上升或下降动作，料犁的驱动采用电液推杆。本文以造球环节料仓为例，详细描述实现自动控制料犁布料的设计过程。该系统配置五个卸料犁对六个料仓进行布料控制，1#料仓处于皮带末端，在五个卸料犁都抬起的情况下对1#料仓进行布料。每个料仓配有称重系统，能够适时反映料仓的重量，操作工可以在HMI上按生产工艺要求选定需要启用的料仓并分别设定料仓的重量上下限。
图1 料仓流程
2.1自动模式启用
正常生产过程中，操作工完成仓位选择及仓重上下限设定后，（为了便于直观表述，本文以上限设定180t，下限设定为60t为例，将上下限数值直接做在控制程序里）点击HMI画面上自动投用按钮，控制程序开始判断识别目前哪个料仓正在布料，判断的依据是料仓选中信号为“1”，卸料犁下降到位信号为“1”。在布料达到设定的仓重180t后程序触发下一步的扫描，通过串级比较程序判断识别出选中的几个料仓里面哪个料仓料重最轻，然后自动控制料犁下降对该料仓布料。按照工艺布置顺序，程序具备当控制上游料犁压下后下游料犁延时抬起以对两个料犁间皮带上的矿料卸除干净的功能。
2.2串级比较功能实现
采用程序比较功能块，分别取1-6#料仓的重量同其他五个料仓重量进行串级比较，在每个料仓重量比较块上并联被比较仓的仓选信号，当该料仓作为备用仓没有被选中的时候，本级比较直接跳过。以2#料仓比较举例，程序以2#料仓的重量分别与1#仓重、3#仓重、4#仓重、5#仓重、6#仓重进行比较，如果2#仓重均小于其他仓重量，则程序判断2#仓重量最轻，在“触发判断”条件接通时，置位“M1.2”控制2#仓料犁下降，同时抬起上游正在加料的料犁或延时抬起下游正在加料的料犁。如果2#料仓重量大于某个其他料仓，“M1.2”将不会置位，2#料仓不会被加料，程序将执行其他串级比较，再次分别用1#、3#、4#、5#、6#等料仓的重量同其他料仓比较最终找出重量最轻的料仓进行加料。
2.3优先控制
在以上逻辑判断循环加料的基础上，考虑当前料仓加料还没有达到料仓设定的加料上限，而出现其他某个料仓料重达到了设定的下限值，按工艺要求必须中断当前加料的料仓转移到已达到下限重量的料仓，程序设计了优先加料控制。程序设计分别以各仓的仓重同设定的下限60t进行小于比较触发该料仓的优先加料权，串联自动控制选择和优先权锁定时间信号。该加料优先条件并联在串级比较的逻辑控制中，优先触发加料控制，同时抬起上游正在加料的料犁或延时抬起下游正在加料的料犁。
为了避免达到下限料重的料仓刚刚触发加料条件开始加料，又出现其他料仓达到下限料重而执行优先控制程序，设计了优先权锁定，该功能主要是为了保护上一个达到下限的料仓有一个合适的加料周期，该时间的定值以料仓进出料能力为依据，确保在加料周期内，料仓料位有一定幅度的增加。优先权锁定时间结束后，系统会继续扫描其它料仓是否有优先加料需求，如果没有优先加料需求，系统会继续对该料仓进行加料，直至加料到设定的上限值180t。如果有，将触发该料仓的优先锁定，进行一个锁定周期的加料时间。
3结束语
本系统采用串级比较、优先控制及优先锁定的设计思想，无需对输送带和卸料机构进行改动，在我公司料仓卸料犁的控制应用上取得了良好的效果，完全替代了人工进行布料自动控制，在检测信号可靠稳定的情况下，可以完全避免料仓欠料或爆仓情况的发生，在其它行业的多料仓控制上值得借鉴应用。
参考文献
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[2]阎子勤，刘一江矿仓料位自动检测控制系统[J]自动化技术与应用2008（9）
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作者简介
贺战 （1975-），男，高级工程师，本科，主要从事自动化工作。
论文作者:贺战,吴龙,叶锡军
论文发表刊物:《基层建设》2018年第24期
论文发表时间:2018/10/1
标签：卸料论文; 下限论文; 布料论文; 重量论文; 自动控制论文; 信号论文; 程序论文; 《基层建设》2018年第24期论文;