某青海分公司8.5萬噸電解鋁技改項目（以下稱“8.5工程”）中氟化鹽配料係統的技改，采用PLC+稱重顯示儀表（接稱重傳感器）+工業計算機的方式，成功地實現了氟化鹽配料的自動化，應用效果較好。
1控製係統概述
控製係統的構成是在現用配料係統基礎上，結合擴建新係統工藝設備配置的自動控製方案。新擴建的“8.5工程”氟化鹽配料係統包括東、中兩套係統，每套係統有2個氧化鋁料倉、4台氟化鹽定容下料器、2台稱重顯示儀表；控製配料係統包括2台工業控製機、1套PLC控製係統、2個現場操作箱以及配料秤的控製裝置。其中工業控製機主要完成配方管理、曆史數據查詢。控製係統核心由一套SIEMENSS7-300係列PLC組成，主要完成:①原料的供給及輸送控製;②配方的物料配比控製;③通訊及數據交換。見圖1。
PLC和2台工業控製機組成以太網，便於今後廠內局域網的建立和數據傳輸。

圖1 “8.5工程”氟化鹽配料係統結構圖
2配料控製係統的工作原理及設計特點
配料控製係統的配料控製是根據操作人員輸入的配方配比及控製要求，由PLC按預先設定的氟化鹽配料的公斤數分批次計算後進行的。首先設定氧化鋁料鬥的高、低限，如高限設定為2500kg,低限設定為500kg，噸/鋁需配氟化鋁20kg，則在“配方數”欄內輸入：（2500-500）/20=100。PLC經過邏輯運算後，料鬥在下料過程中根據電子秤的實際測量值變化，控製氟化鹽下料氣缸的動作次數及動作間隔時間,即氧化鋁每下100kg，容量為1kg的定容氣缸動作1次，當氧化鋁下料速度加快時，氟化鹽下料氣缸的動作間隔時間相應縮短，從而實現氟化鋁的均勻配料。當料鬥實際料量達到低限值之後，PLC向料鬥低料閥及氟化鹽下料氣缸發出信號，停止下料，此次配料完成，隨即進入下次裝配料過程。在遠程終端上實時顯示氧化鋁料鬥的實際料量和氟化鹽下料氣缸的動作次數，工業控製機在CRT上用文字、動態圖形及數字顯示出當前的實際配料情況。
配料和輸送的控製設計必須結合淨化車間現場的
電磁攪拌技術在國際鋁行業已應用了50年，我國鋁行業的應用不到20年，大量推廣采用不過5、6年時間，在60+鋁熔爐上采用電磁攪拌技術不足1年。盡管如此，其效果還是顯而易見的。隨著科學技術的不斷發展和應用的不斷深入，社會對鋁及鋁合金製品的產品質量要求越來越高，電磁攪拌技術必將為我國有色金屬行業的發展發揮出更大的作用。

實際工況進行：
•料鬥上、下方安裝的運動機構-氣缸、密封、收塵裝置在啟動及停止過程中，若不對其進行必要的軟硬件處理,則會對配料係統的控製精度產生非常大的影響。
•傳感器的結構形式及安裝附件的結構形式。
•稱重料鬥的限位裝置及防震方式。
•稱重變換顯示裝置和PLC的信號連接形式及在程序上BCD信號誤碼處理設計等。
•各類閥門的結構在設計上要結合現場的工況特點，防止漏料、堵料、不到位等情況的發生。
•為了防止變頻器對電源的汙染，儀表和其他控製電源回路應加有電源濾波器，淨化電源。
•傳感器安裝方式的改進，使料鬥不易產生相對位移，避免了料鬥隨機偏移帶來的諸多麻煩和稱配料的精度不穩定性。
3稱重傳感器的信號采集
信號采集係統構成見圖2。

圖2信號采集係統構成
稱重傳感器實際上是一種將質量信號轉變為可測量的電信號輸出的裝置。選用稱重傳感器先要考慮傳感器所處的工作環境，這關係到傳感器能否正常工作以及它的安全和使用壽命，關係到整個衡器的可靠性和安全性。傳感器等級的選擇必須滿足下列兩個條件：①滿足儀表輸入的要求。稱重顯示儀表是對傳感器的輸出信號經過放大、A/D轉換等處理之後顯示稱量結果的，因此，傳感器的輸出信號必須大於或等於儀表要求的輸入信號的大小，即傳感器的輸出靈敏度計算結果須大於或等於儀表要求的輸入靈敏度。②滿足整台電子秤準確度的要求。電子秤主要是由秤體、傳感器、儀表三部分組成，對傳感器準確度的選擇，應略高於理論計算值，因為理論計算值往往受到客觀條件的限製，如秤體強度、儀表性能、秤的工作環境等因素，都會直接影響到秤的準確度要求。
電子秤的傳感器工作方式有三種：串聯、並聯和混合。其中並聯工作方式具有抗幹擾能力強、供橋電源數最少（僅有1個）等優點。之所以用並聯連接，還考慮到淨化車間配料現場的環境條件較差，如振動大、幹擾多、揚塵大等因素。
傳感器的安裝必須注意:①傳感器的引線電纜要萬方數據穿鐵管，距動力線不能太近，要大於50cm。②電纜必須是四芯或六芯屏蔽電纜。③在同一台秤上的3個傳感器量程必須一致，受力也最好一致，亦即所謂“壓四角”,輸出一致，才能取得滿意結果。安裝示意圖見圖3。

圖3料鬥稱重傳感器安裝示意
4上位機軟件設計
美國某公司推出的工控組態軟件IFIX是功能強大的工業自動化軟件產品。IFIX組態軟件提供了工業界所需的強大功能，包括實時監視和監督控製、報警和報警管理、曆史趨勢、統計過程控製、用戶安全係統、係統擴展、網絡功能等。它提供了可視化窗口進行過程處理，可使界麵提供圖形化的過程信息，包括原始數據、計算數據、變量、趨勢圖、報警等。IFIX強大的圖形功能將配料過程中的控點信息展現得一目了然。IFIX開放的開發接口，可嵌入用戶第三方語言源程序（如用C、VB等語言編製的程序），以良好的易用性和靈活性成為“8.5工程”擴、改建項目的工控軟件首選。配料控製係統還可通過交換機與企業內部網連接，能在控製室內設定現場控製參數；可顯示每台秤的漏料情況，以便操作人員采取相應的對策；在秤空信號長時間不出現配料中斷的情況下，操作人員可判斷產生的原因。
5結束語
在“8.5工程”氟化鹽配料係統技改項目的開發過程中，應用DDE技術把強大的組態軟件IFIX與快速開發工具VB相結合，使配方功能獲得很好的效果。不僅配方可以保存50多個，而且配方的修改、更新直至通訊下傳給PLC都方便靈活。

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