自动定量装车系统
技术方案
地 址：江苏省徐州市驿城科技园 邮 编：221004
电 话：（0516）66633365
传 真：（0516）87985365
1．制造标准和规范
本次设备的设计、制造、包装、运输、储存、验收遵照下列标准及其它有关中国国家标准和规范：
GB/T7721-1995 电子皮带秤
JJG650-90 电子皮带秤试行检定规程
GB7551-87 电阻应变称重传感器
JJG669-90 称重传感器
DLJ52 电力建设施工及验收规范
GB985 气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸
GB986 埋弧焊焊缝坡口的基本形式和尺寸
GB3323 钢溶化焊对接接头射线照相和质量分级
GB11345 钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级
GB1184 形状和位置公差、未注公差的规定
GB1801 公差与配合尺寸至500mm孔、轴公差带与配合
GB/T1804 一般公差线性尺寸的未注公差
GB1764 漆膜厚度测定法
GB8923 涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级
JB/ZQ4000.7 锻件通用技术要求
GB/T14211 机械密封试验方法
JB4127 机械密封技术条件
JB/ZQ4286 包装通用技术条件
GB7251 低压成套开关设备
GBJ55 工业与民用通用设备电力装置设计规范
GB3859 半导体电力变流器
SD19 电测量仪表装置设计技术规程
2．概述
徐州华隆公司的称重给料机是对散状物料进行连续输送和计量的理想设备，具有结构简单、称量准确、使用稳定、操作方便、维护量小等优点，广泛应用于冶金、电力煤炭、矿山、港口、化工、建材、公路等行业。它单机可用于计量输送又可多机组合进行计量配料又称称重给料机，用于对各种粉状、颗粒状物料进行连续输送的动态计量，为特殊工业现场的生产、控制、管理提供准确性的计量数据。
徐州华隆公司的自动定量装车系统是随着现代工业生产的高度自动化和过程控制的日益复杂化而发展起来的，它融和自动控制技术、计算机技术与通讯技术为一体，具有技术先进、功能完备、应用灵活、运行可靠等优点，并且随着计量仪表智能化程度的提高，使配料系统控制更灵活，功能更强。是企业生产工艺过程较理想的控制系统。
3．计量带式给料机技术要求
3.1配置要求
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出料调节方式 |
变频计量调节 |
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驱动滚筒直径 |
320 |
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胶带宽度 |
900mm |
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给煤机机结构尺寸 |
根据图纸确定mm |
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减速机 |
SEW品牌 |
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出料调节范围 |
60～800吨/小时 |
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电机功率 |
5.5KW |
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电压 |
380/660V |
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带速 |
0——0.48米/秒 |
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绝缘等级 |
F级 |
|
防护等级 |
IP55 |
五个筒仓设五个称重控制箱，一台控制箱集中控制四台给煤机，控制箱包含称重仪表四套（每2台为一个装车单元，互相关联）、PLC一套、液晶显示一套，每台给煤机配套防爆变频器、速度传感器及称重传感器等设备，实现计量装载。每个筒仓配套汽车检测系统一套包括液晶显示屏一套（1400mm×700mm）汽车控制进出、装满、计量等语音控制一套，实现整个装车过程实时检测。成套装置具备语音提示功能、液晶显示动态装量、闪烁车辆前行提示行程、磁卡信号接入、信号采集包括确定待装车辆位置及洒煤闭锁给煤机启停、待装车辆车帮高度控制給煤速度和启停、控制刮煤器起放等功能。
3.2计量带式给料机技术规范表
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设备名称 |
电子配料秤 |
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规格型号 |
厂家配置 |
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称量物料 |
煤炭 |
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输送能力 |
60～800t/h |
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电机功率 |
5.5kW |
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设备名称 |
电子配料秤 |
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规格型号 |
厂家配置 |
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称量物料 |
煤炭 |
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输送能力 |
60～800t/h |
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电机功率 |
5.5kW |
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计量精度 |
≤0.25% |
|
控制精度 |
≤0.5% |
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工作方式 |
连续 |
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适应环境温度 |
机械部分–40℃～+60℃；电气部分 –10℃～+40℃ |
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适应环境湿度 |
≤95% |
|
电源 |
控制部分：220AC （+10%～15%）50HZ
动力部分：380/660VAC （+10%～15%）50HZ |
4．系统配置如下：
1）计量带式给煤机，每台给煤机配套防爆变频器、速度传感器及称重传感器等设备，实现计量装载。
1）设五个称重控制箱一台控制箱集中控制四台给煤机
2）控制箱包含称重仪表四套（每2台为一个装车单元，互相关联）
3）每个控制箱配置PLC一套
4）每个筒仓配套汽车检测系统一套包括液晶显示屏一套（1400mm×700mm）汽车控制进出、装满、计量等语音控制一套，实现整个装车过程实时检测。
5）成套装置具备语音提示功能、液晶显示动态装量、闪烁车辆前行提示行程、磁卡信号接入、信号采集包括确定待装车辆位置及洒煤闭锁 给煤机启停、待装车辆车帮高度控制給煤速度和启停、控制刮煤器起放等功能。
6)计算机管理系统，包括智能管理软件。
7）配料秤仪表形成单独的闭环调节系统，可以直接对现场的配料秤进行控制。仪表采集现场传感器（称重、速度等）的信号。仪表根据流量设定值进行调节运算，控制称量带式输送机的运行速度，完成物料配比。
8）就地控制箱
5．系统组成及工作原理
本次提供的HL-2000集散式配料系统，由一套工控机管理系统，一套电气控制系统，及30套单回路闭环控制回路组成；每个闭环控制回路包括称重给料机（含称重控制显示器、称重传感器、测速传感器等）、变频器、电气控制系统等组成。并留有DCS通讯接口。
物料通过料仓给料设备输送到称重给料机上，当物料通过秤的同时,重量信号和速度信号送到称重仪表。称重仪表将载荷重量电信号和速度信号经过运算和处理得出电子皮带秤
的瞬时流量和累计运料量，分别在称重显示器上显示。
配置的HL2105仪表是一款高性能的智能称重仪表，现场元件（称重传感器和测速传感器）、仪表和变频调速控制器形成闭环控制。称重仪表内置的智能软件调节器对瞬时流量与设定流量进行实时比较后，输出一电流信号，用来控制变频器，进而控制给料机运行速度，从而达到调节至用户所设定的流量的目的。智能称重仪表可手动设置流量，也可通过计算机与仪表的双向通讯设定配比。
其调节过程如下：当下料增大时，流量增大，与流量成正比的调节输出控制电流减少（即反向调节），控制输出减少，给料机给料量减少，反之亦然。如此形成一个低层闭环，反复调节并保持最佳控制状态。
上位机和各称重仪表、变频器、PLC等电气控制系统对各回路的数据进行集中管理，实时采集各个仪表中流量和累计重量数据，以实时曲线和历史曲线的形式显示数据，并形成各种统计报表。自动配煤系统留有DCS接口，方便接入备煤集控系统，PLC实现称重给料机的顺序启停、报警等，实现远程自动控制,自动配煤操作室系统自动、半自动及手动控制。
工作原理图
料
仓
4-20mA
6.各部分设备的性能特点
6．1输送系统（输送部分仅供参考）
a).驱动装置由电机、减速机、联轴器等组成，根据运输物料量大小合理选用。
b).输送机架为一刚性较强的框架，用槽钢焊接成一个整体，支腿与机架的纵梁之间用螺栓连接，支腿的下部与基础预埋板焊接，减少因震动引起的计量误差，安装简单且稳定性好。
c).传动滚筒采用厚壁无缝钢管制造，为增大主动滚筒对环形胶带的摩擦系数，特采用包胶型滚筒。在包胶的同时将外圆车成腰鼓形，确保皮带长期运行不跑偏不打滑。
d).张紧装置：采用螺旋张紧装置，可以根据运行情况，进行随时调整，以保证皮带有一个恒定的张力，从而保证皮带秤计量精度。
e).平形托辊：保证运料要求，且运行平稳。为减少下料时对胶带的冲击，降低计量误差，进料口下的承载托辊密布，托辊间距在200mm以内，称重区域内采用计量托辊，其轴承采用高精度D级迷宫式密封，保证不锈蚀，转动灵活。
f).轴及轴承均采用迷宫式密封，轴承寿命在30000小时以，为保证计量精度称重区域采用计量托辊，轴承采用进口高精度轴承（瑞典SKF）。
g).裙边胶带：输送机采用环形橡胶裙边带，胶带采用硫化、冷压或热压胶接，接头牢固可靠，厚薄均匀，拉力强度高，环形两边周长一致，排除胶带物理性跑偏。
h).清扫装置：内清扫，采用V形结构，双面清扫，可防止物料粘传动滚筒及胶带内壁；外清扫采用弹簧清扫结构，装在卸料端滚筒的下部，可调节弹簧的压力，保证刮板均匀轻压在胶带上。粘料通过两次清扫，可有效的与皮带及滚筒脱离，物料不被重复称重，保证称量精度同时延长皮带使用寿命。
6.2计量系统
计量系统（称重装置）根据输送机长度及物料流量大小等参数设计，由称重桥架、称重传感器、测速装置、称重控制仪表等组成。
(1)称重桥架
·双传感器，保证计量段长度的同时，又保证计量精度；
· 称重桥架结构简单，无运动磨损件，维护量少；
· 支点采用无磨擦橡胶耳轴支点，具有防潮、防尘、防腐、抗振动、抗偏载功能；
· 耳轴采用特殊橡胶材料制成，具有安装简单、维护方便、使用寿命长特点；
· 称重传感器采用独特球面垫联接方式，回复性能好，称重稳定。
·传感器布置形式采用双传感器、计量秤两边布置，易维护，且安装了机械限位装置，起到保护作用。
（2）测速装置
· 测速传感器与测速滚筒之间为独特的软连接结构。这种连接方式在正常的运行当中避免了以往轴套式硬连接所带来的传感器抖动，解决了测速传感器安装时与测速滚筒不同轴的隐患，大大降低了测速传感器的损坏。
·适用于0.1m/s--1m/s速度设备上。
（3）称量传感器：每台秤两只称重传感器
美国威世公司KPS型称重传感器，材料为不锈钢，性能稳定，精度优于0.3‰，具体参数如下：
· 非线性： 小于额定输出的0.03%
· 重复性： 小于额定输出的0.03%
· 滞 后： 小于额定输出的0.03%
· 温度灵敏度： 零值时为±0.0003%℃
· 激励电压： 由积算器提供10VDC
· 防护等级： 油浸后为IP68
(3)称重显示仪表（HL2105）（专利技术）：
· 全中文菜单显示，操作简便灵活；
· 四排大液晶显示数据，流量、速度、累计量、载荷、时间可设定为同屏显示；
· 每秒50次∑-△A/D转换，整机综合精度优于0.01%；
· 内有软件PID调节功能，可直接控制给料设备运行，进行配料，省去了PID调节器专用设备；
· 引导式菜单操作，仪表具备自诊断、报警提示、脉冲输出以及手动/自动空秤调零和零点自动跟踪功能，并可实现模拟或实物检验误差自动修正；
· 数据存储，DALLAS保持数据可达10年；
· 系统具有累计脉冲输出功能；
· 具有极可靠的掉电保护内部数据的功能；
· 双路可编程4～20mA模拟电流输出端口（采用12位D/A转换器），可用于配料控制和远传输出；
· 一路可编程4—20mA模拟电流输入端口，可用于远程设定或接收其它设备信号；
· 四路可编程数字信号输出端口（第四路端口为固态继电器输出，用于远传累重脉冲输出），其它可用于报警和控制；
· 三路可编程数字输入，可用于现场状态检测等；
· 具有RS232/RS485串行通讯端口，用于远程通讯及控制；
· 具有打印输出功能。
6.3自动控制系统
6.3.1电控系统
a．配料方式
全自动配料控制方式：工控机通过与PLC的通讯自动控制设备的启停，换仓等工序，自动配煤系统与备煤PLC系统接点联系，联锁停车；通过与称重仪表的通讯设定流量；启动配料系统后，各系统内每台称重给料机将根据设定的流量要求，自动控制流量。每台皮带称重给料机通过工控机组成一个多料种自动配料系统，每台皮带秤可根据计算机上选定的配方表上规定的流量（或配比）进行配料；工控机实时监视现场配料数据及设备运行状态等。
自动配料控制方式：配料秤仪表形成单独的闭环调节系统，可以直接对现场的配料秤进行控制。仪表采集现场传感器（称重、速度等）的信号。仪表根据流量设定值进行调节运算，控制称量带式输送机的运行速度，完成物料配比。并通过控制箱上的旋钮，按钮等，PLC选中运行设备，并控制设备的启停等
手动配料控制方式：当切换到手动配料工作状态，通过现场箱启停设备，手动调节调速电位器控制电机转速，控制配料系统工作。
b．操作规程
①：计量形式为给煤机称重式定量计量；
②：操作方式为磁卡刷卡自动对应信息读取；
③：操作流程（单台车辆进入仓下时限控制在10分钟7辆）
现金客户：领卡储存车辆信息（车牌号、车型…）---一次缴费刷卡补登磁卡信息（缴费金额、装煤量、装煤通道号、待装区大约等待时间[打印票据]）---二次进入装成平台刷卡（装车、平煤）---三次投卡放行。
客户需复磅：进入场区车皮称重领卡，装煤结束出口复磅。
合同客户：持时段卡（仓下不能使用）领装车卡（车牌号、车型、装煤量、装煤通道号、待装区大约等待时间）---二次进入装成平台刷卡（装车、平煤）---三次投卡放行。
计量装置要求最大限度精准，要有实测数据。
C.系统通过PLC及电控设备实现顺序启动、停止操作具体如下：
·自系统的最终设备开始，逆物料运输方向依次启动，保证料头对齐；
给料机与斗提机联锁，必须先开启斗提机，才可以再开启给料机。
·停车时，先停给料设备，然后自生产系统的始端设备开始，顺物料运输方向，依次停车，保证料尾对齐。
·当某一设备发生事故时，其后面（物料动输方向为前）的所有设备立即停止运转，而它前面的设备仍继续运行，直到收到料空信号为止，以免设备带料，影响下次启动。
·若遇紧急情况，可就地进行解锁或就地停车。
D．控制箱/柜设置
·电源柜、仪表柜、放在配料控制室，监视及控制现场设备；每台秤机旁安置一只现场操作箱，作调试及故障时使用；柜内均设置了照明；
·电气元件均采用国内、外名牌产品，电源电缆接口和信号电缆分开设置,满足NEMA标准；
·所有开关量接点均应为无源接点，接点容量不小于3A，220VAC；所有输入输出电流信号均为标准4-20mA；
·柜内的强电动力回路、强电控制回路和弱电信号回路采取分隔布置，防止强电回路干扰弱电信号回路，利于运行及安全检修的要求；
·控制箱设置PLC、变频器及中间继电器、旋钮、按钮、指示灯等低压电气元件。
·现场箱20只，设置机旁/集中切换开关，各种状况指示灯。
E.可编程控制器（PLC）
可编程控制器（PLC）采用日本欧姆龙公司系列产品。主要用于对称量和给料系统的过程控制和管理，实现对圆盘给料机的顺序启动、报警以及系统自动、半自动及手动控制，实现联锁停车。
日本欧姆龙PLC适应于各种场合中的检测、监测及控制的自动化。具有强大的功能，无论在独立运行或相连成网络皆能实现复杂控制功能。详细的功能如下：
◆ 极高的可靠性
◆ 丰富的指令集
◆ 易于掌握
◆ 便捷的操作
◆ 丰富的内置集成功能
◆ 实时特性
◆ 留有通讯接口。通过接口可实现对变频器和工业PC机的通信。
◆丰富的扩展模块
F.变频控制器：
选用法国施耐德公司ATV系列产品，该变频器是以微处理器为基础的新型智能型电机调速控制器，可直接控制电动机的速度，具有低噪声，调节范围大，调节质量高，转矩矢量控制，起动力矩大，自调整等特点。其基本特点如下：
自动/手动调速功能
自动/手动无扰动切换功能
各种保护（过/欠电压、过载、过流、过热、短路等）功能
自动诊断故障功能
报警指示及报警输出功能
人机画面接口功能
转矩反馈（模拟式和数字式）功能
速度反馈（模拟式和数字式）功能
输入/输出控制功能
停电保持数据功能
频率、电流、电压等参数分别在变频柜和现场箱上显示
变频器故障+工频旁路（包括过载、短路、缺相、欠压、接地等）
注：如变频器出现过载、短路、缺相、欠压、接地等情况，变频器发出报警信号，自动停止圆盘给料机的运行，同时向DCS系统发出报警。
G地灯
地灯（间隔500mm）闪烁要求根据车辆位置提示车辆前行长度，可由红色（停车位置）、绿色（车辆长度和前行长度）组成；煤仓每个通道入口安装三个圆形红、黄、绿箭头式指示灯
6.3.2管理系统
a.工业控制计算机
选用台湾研华公司生产的IPC510系列工控机，主要完成数据管理、系统监控、报表输出等功能。
·独特的结构，专门为恶劣环境而设计的；
·耐高温/低温、振动、电磁、干扰、潮湿、粉尘、盐雾等；
·连续运行平均无故障时间大于50000小时；
·系统容易升级换代；
·主要配置如下：·主要配置如下：CPU：E3400内存2G；硬盘500G；鼠标\键盘、液晶显示器
·PCI-1602通讯卡,与PLC通讯
b.系统软件
·软件在WINDOWS平台上开，通过工控机内
置通讯卡和RS485总线采集称重仪表的数据,利用双向通讯的功能，可以通过工
控机远程操作和控制相关的电气设备、调整下料量、收集故障点、存储数据并生成相应的报
表，通过网络，可以和企业的局域网连结，提供快捷高效的管理。
·根据物料主成份自动控制原料的料量及配比。根据工艺要求，可随时、方便地选定、修改、
更换配料比及流量。当物料组份发生变化时，可方便地变更组份，反应各组份的变化量。
·人机界面显示皮带秤的给定流量、实际流量、累计流量、总流量、设定百分比、实际百分比、运行/停止状态、超限报警等。
·自动实现设备顺序控制及联锁控制，能实现对设备的各种操作包括启/停、手/自动切换、单动、机旁启动/停等。
·具有友好的人机界面，操作方便、简单、直观，系统具有可靠的稳定性、安全性、准确性。
·能根据现场实际需要修改系统的控制参数、时间设置参数、电子秤的计量参数、打印时间间隔、报警时间进行等。
·根据工艺要求动态显示生产工艺流程、能用实时趋势和历史趋势显示各生产数据保存时间间隔可调。
·打印各种原料累计消耗量、混合料累计量的班、日、月、季、年报表。
·系统具有故障自诊断及报警功能。 |
