本文主要介紹了應用於藥芯焊絲自動配粉生產線的粉體配料係統的硬件組成、控製原理、程序設計，該係統實現了滿足藥芯焊絲生產要求的高精度快速自動化粉料配製。

藥芯粉料配製是藥芯焊絲生產過程中的關鍵環節，對藥芯焊絲產品質量和性能有重要影響。實現藥芯焊絲配粉係統的自動化，不僅可以提高配粉速度和精度，而且可以大大降低工人的勞動強度，降低生產成本，提高勞動生產率，同時也有利於企業技術信息的保密工作。為此，天津三英焊業有限公司結合藥芯焊絲生產工藝特點，與天津大學合作研製了 藥芯焊絲自動配粉生產線。

1藥芯焊絲自動配粉生產線的組成

藥芯焊絲藥粉的配製工藝流程如下：(1)預混粉配製一預混粉混合一烘幹一預混粉入倉；(2)金屬粉篩分一金屬粉入倉；(3)成品粉配製一成品粉混合一烘幹一交付下一工序。根據配粉工藝流程，藥芯焊絲自動配粉生產線由藥粉料倉、螺旋給料機、稱量料鬥、複核料鬥和粉體配料係統組成，料倉下方對應稱量料鬥，為了防止漏稱錯稱，並確保稱量精度，在稱量料鬥下設置複核料鬥，對每次稱量的粉料進行重量複核。每個稱量料鬥及複核料鬥上都配有3個稱重傳感器。傳感器沿料鬥徑向安裝並經接線盒將重量信號送至稱重儀表。複核料鬥由自行小車帶動，複核料鬥同時起到了集料鬥的作用。

為了減少投資，降低成本，充分利用現有車間和設備，將預混粉配製和成品粉配製安排在同一生產線上，前麵12個料倉供預混粉配製使用，後麵12個料倉供成品粉配製使用。可以分別配製預混粉和成品粉。

2藥芯焊絲自動粉體配料係統的硬件設計

藥芯焊絲自動粉體配料係統由上位機、可編程控製器(PLC)、稱重配料儀表、行程開關、變頻器、溫度傳感器等組成。配粉開始時，小車到達指定稱量料鬥下方，變頻器控製螺旋給料機雙速給料，稱量儀表將傳感器采集的質量信號輸出至PLC，到達設定質量值後，稱量料鬥的卸料閘門打開，將所配粉料卸到複核料鬥。若卸下的藥粉質量值在規定範圍內，則進行下一粉料的配製，否則停機報警。當所選配方中全部粉料均已配製完畢，複核料鬥閘門打開，將配好的粉料卸出，送至混粉機，開始下一周期的配粉流程。稱量過程中，小車的位置由行程開關控製。由於部分粉料需加熱除濕，因此這些料倉上有加熱保溫電路，溫度傳感器按一定時間間隔采集溫度信號並送至PLC，由PLC控製使料倉溫度保持在預定範圍。

在藥芯焊絲生產過程中，需經常根據用戶的特定要求調整粉料配方，並且在這些配方最終確定前需要進行大量的配粉樣品試驗，也就是說，在藥芯焊絲自動配粉生產線上還需要有完善的手動配粉功能，才能方便的對各種粉料進行配製試驗，為此，設計了手動控製麵板。

在正常情況下，上位機作為主機，發送各種命令，存儲各種數據。通過PLC控製配粉流程，在需要進行配粉樣品試驗時由手動控製麵板完成配粉流程的控製。上位機出現故障時也可以由控製麵板上的各手動按鈕作應急控製，控製麵板上的按鈕與上位機能實現相同的控製功能。

3，藥芯焊絲自動粉體配料係統工作原理

上位機作為主機控製時，首先選擇是預混粉配製還是成品粉配製，然後進行配方選擇，按下啟動按鈕後配粉生產線自動完成配粉工作，並將配粉數據存儲在上位機實時數據庫中，以便進行數據統計和報表打印。在手動控製麵板控製時，除選擇預混粉配製還是成品粉配製外還應選擇工作方式：手動、單步運行、單周期運行、自動及回原點。如果係統已經在初始位置，則可以按啟動按鈕開始配粉；若係統開始不在初始位置，則應首先選擇回原點工作方式，按回原點啟動按鈕，小車將返回原點位置。因為係統既可以配製預混粉，又可以配製成品粉，因而係統的原點也有兩個，預混粉配製時原點是位置0，成品粉配製時原點是位 置6。

在預混粉製備過程中，小車從位置0開始前進，分別在位置1，2，3，4，5，6(不同配方在某些位置不需配料)處配料，然後進至位置14卸料，所配粉料卸清後，根據命令選擇返回0位置或6位置，以便開始下一輪的預混粉配製或成品粉配製。

在成品粉配製過程中，小車從位置6開始前進，分別在位置6，7，8，9，10，11，12，13等處配料(不同配方在某些位置不需配料)，然後進至位置14卸料，所配粉料卸清後，根據命令選擇返回0位置或6位置，以便開始下一輪的預混粉配製或成品粉配製。

小車預混粉配製與成品分配製定位控製信號和配粉完成後卸料位置控製信號由固定在小車上的行程開關發出，並用調節擋鐵位置的方法來保證小車上的複核料鬥與稱量料鬥相對位置的準確性。

4藥芯焊絲自動粉體配料係統的軟件編製

4．1上位機程序

上位機主要實現配粉係統實時監控，由人機界麵、數據管理、係統接口等3個程序模塊組成。

藥芯焊絲自動粉體配料係統的人機界麵包括以下窗口：(1)主界麵：顯示係統版本號、密碼，並包括配方管理、預混粉配製、成品粉配製幾個選項，分別進不同窗口。

(2)配方管理界麵：當選擇主界麵的“配方管理”後進入，該窗口實現以下功能：添加新配方、修改原配方、配方打印。

(3)預混粉配製界麵：動態顯示預混粉配製流程。

(4)成品粉配製界麵：動態顯示成品粉配製流程。預混粉配製界麵和成品粉配製界麵有以下按鈕供流程操作與界麵切換：報表顯示、報警顯示、實時趨勢、連續生 產、單周期生產、啟動、停止。

(5)報表顯示界麵：與係統數據庫相連，顯示每次配粉數據，並能統計班、日、月配粉報表數據。

(6)報警窗口：顯示當前尚未處理的以及已經處理的各種故障報警。

(7)趨勢窗口：實時顯示當前配粉過程中粉料質量變化趨勢，通過質量曲線的變化可以直觀地看到係統工作情況。

數據管理模塊由實時數據庫組成，負責接收由稱重儀表、溫度傳感器、行程開關等傳來的各種數據，並對數據進行實時處理，同時數據庫還負責有關數據的存儲、統計，報表的形成，質量趨勢的變化以及過程報警的控製，數據庫通過人機界麵把這些過程信息提供給操作人員，是整個監控係統的核心。

係統接口模塊是上位機與PLC的接口，主要完成對PLC的監控，從PLC讀取實時數據，將來自人機界麵和實時數據庫的各種控製命令寫入PLC。

4．2PLC控製程序

PLC接收由上位機傳來的配方數據和控製指令，根據各輸入信號的狀態及儀表數據來控製配粉設備的進程，並對各種異常狀態做出相應報警和處理。

PLC的控製程序主要有以下兩部分：

(1)主控程序模塊：在上位機控製時，該模塊程序控製PLC從上位機取得配方數據，完成配方中所需要的各種粉料的配製，並將配粉數據返回上位機實時數據庫，以便上位機進行數據統計和報表打印。在手動控製麵板控製時，PLC按接收到的按鈕信號控製配粉流程。

(2)單種粉料自動稱量程序模塊：該稱重模塊由雙速給料控製算法實現對單種粉料稱量過程的控製，保證各粉料質量配比的精確性。設粉料給定質量值為，當落下粉料實測質量小於90％時，由螺旋給料機快速給料，以保證配粉速度，當落下粉料實測質量大於90％時，由快速給料改為慢速給料，以保證精度並避免產生超調，因為有落差的影響，當實測質量值等於一s時停止給料，s為終止給料提前量。

5結論

該自動粉體配料係統將應用於藥芯焊絲自動配粉生產線，對提高配粉精度和勞動生產率，改善生產環境，保障藥芯焊絲產品的質量有重要作用。該控製係統還可應用於其他類似稱重配料生產線，有較強的推廣價值。

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