自动上料配料系统方案.docx

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自动上料配料系统方案

物料输送自动上料及配料系统方案

一、项目概述

锂电池负极材料生产线的前端DCS自动上料及配料系统。

该系统用于以石油炼解后的附产品石焦油为主要原料，通过物理及化学反应生产人工石墨生产线的自动上料、输送，自动配料，自动投放的系统控制，实现系统在线实时监测，信息、故障提醒、生成生产记录、统计报表等。

为业主提供准确可靠的数据报表、产出量报表等。

历史气候情况：

该地区属于中亚温湿气候，年平均气温为17.3℃。

其中，一月份最冷，平均气温4.7℃，历史上极端最低气温为零下15.1℃，七月份最热，平均气温29℃，极端最高温曾在8月初出现达40.4℃。

全年平均降雨量为1612毫米，最多年份达2264毫米，最少年份只有1237毫米，降雨量集中在4—6月份，占全年的54%,7—9月雨量减少，不到全年的28%。

年相对湿度平均为79%，无霜期年平均为260天左右，年日照时数达1803小时。

石焦油参数：

颗粒度（D50）8~10um，常规散装堆积密度为：

0.3~0.45，最低为：

0.22，挤压后最大密度为：

1.1含水率：

小于0.2%，物料安息角：

，硬度：

1-2.

工艺流程要求连贯、可靠、严禁出现跑漏冒等恶性事故的发生，确保系统全年正常生产。

生产线按年度需定期检查，提起排除故障隐患。

1、用户需求分析

（1）、产品规模生产要求系统具有更大的产能、更高的稳定性；

（2）、降低人工上料劳动强度、改善员工工作环境、提高计量精度；

（3）、粉体及液体物料均应自动上料、自动计量；

（4）、每次生产的不同配方（原料配比）均可在电脑上进行操作；

（5）、生产过程实现自动化控制及远程监控，同时可根据操作级别设置就地操作和急停。

（6）、对储料罐设置上限和下限报警，超限停机。

2、项目设计、制造、安装、检验标准

DCS自动上料及配料系统在设计、制造和验收过程中应符合国家相关技术规范和标准，并以最新版为准。

包括但不限于下列标准：

GB/T9969—2008工业产品使用说明书总则

GB/T14436—1993工业产品保证文件

GB/T6587—1986电子测量仪器

GB/T7724—2008称重显示控制器技术条件

JJG555—1996非自动秤通用检定规程

QB1563—2003衡器产品型号编制方法

GB/T7551—2008称重传感器

GB/T14249.1—93电子衡器安全要求

JJG649-90数字称重显示器

GB/T14249.2-93电子衡器通用技术要求

GB/T5185-1985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

GB1184形状和位置公差、未注公差的规定

GB1901公差与配合尺寸至500mm孔、轴工差带与配合GB/T1804一般公差线性尺寸的未注公差

GB1764漆膜厚度测定法

JB/TQ4000.3焊接通用技术条件

IEC/GB电动机技术标准

GB324-88钢焊缝符号表示法

GB8923涂装钢材表面锈蚀等级和除锈等级

GB9286色漆和清漆漆膜的划格试验

JB8产品标牌

JB/ZQ4000.3焊接通用技术要求

B/ZQ4286-86包装通用技术条件

GB4208外壳防护等级分类

TJ231（四）机械设备安装工程施工及验收规范

GBJ17-88钢结构设计规范

GB191-2000包装储运图示标志

GB3797-89电控设备第二部分装有电子器件的电控设备

GB4064-83电气设备安全设计导则

GB14285-93继电保护和安全自动装置技术规程

GB/T1459898-91电气装置安装工程电气设备交接试验标准

GB1497-85低压电器基本标准

二、本方案自动上料及配料系统组成

生产线配料主要完从与混料机下部料仓星型给料机下部开始：

通过1号物料输送机→2号物料输送机→1~12号下料器→1～12计量仓→1~12号仓下料排料阀→1~12号水平输送机→1~12号釜口气动球阀止。

换气除尘方式为单体仓顶除尘器1~12号。

配套的电动执行机构；辅助设备仓顶除尘器12套、配套输气管线一套和相关配套的气体助流装置；DCS控制系统（含软件）一套。

含，控制室的电器柜组的设计、制作、安装、调试及培训工作，并包含设备配套电路、气路的敷设，含走线管、桥架、电缆、馈线柜、变频柜、DCS柜，压缩空气管线及安装所需非标支架（接口为现场储气罐出气口法兰，储气罐在车间升顶处）等，及投料接口所需的软连接和配套安装法兰，合同为“DCS自动配料及输送系统”大包工程。

工艺流程

三、自动上料及配料计量控制系统组成

控制系统可实现上料及配料计量过程全部自动控制，包括各阀门、泵、电机、变频器、计量仪表的启动、停止，信号的传输、数据的记录、报表的处理和打印等。

四、系统描述

1、控制系统特点

（1）、结构简单，控制逻辑清楚；

（2）、采用控制领域内的主流产品（如研华工控机、PWC、施奈德电器件等），可靠性、稳定性好；

（3）、具有强大的软件功能，可实现生产过程实时、直观监控，各种配方管理，物料缺料提醒、异常情况报警等各种功能。

（4）、具有自动、半自动、手动功能，可在突发上位机故障时自行半自动操作，这种方法具有与全自动一样的精度和可靠性。

（5）、如果再需要扩充系统，仅需将新安装好的系统的传感器线、阀门控制线拉至控制室，接入操作台，并在软件界面上增加相应的功能模块即可，简单快捷；

（6）、具有液位检测功能。

根据不同公司要求，在原料罐和成品罐内可设置投入式液位计或液位开关，可对液位实时监控，避免事故的发生。

（7）、通过系统控制配合仓顶除尘器使用，可以有效去除残留在计量仓的余料，防止物料沉积，发生物料反应。

（8）、系统扩展升级，只更新系统软件，添加适当扩展模块或相应数量继电器即可。

2、控制流程描述

（1）、生产启动

操作台上设有各工艺环节的手动操控按钮及指示灯，以及启动按钮等。

用户可在操作台面板上按动按钮或直接用鼠标点击电脑屏幕上的启动按钮，即可以手动或自动启动相应的生产线开始生产。

（2）、配方管理

每次生产前可以设置输入本次配料的配方，按比例分配所需原料数量（也可采用缺省方式，即仍然使用上一次的配方）。

给自动上料提供数据依据。

（3）、生产过程动态计量

在生产启动的同时，PWC就将动态计量启动信号发给称重计量仪表，仪表即开始对各环节的重量进行采集、显示，并在不同的重量阶段采用快投料和慢投料策略，以兼顾提高效率和计量精度。

在到达目标值时，输出停止计量信号，由PWC控制关闭相关阀门、泵等。

同时完成卸料到反应釜的动作，计量仪表自动清零去皮。

（4）、数据存储

本次配料结束时，由上位机（电脑）对本次实际数据做存储，并可按要求做一定的精度分析，生成各类报表，用于生产统计、管理。

（5）、报表打印

可根据用户需求，在线或离线打印各种所需报表，如当成品日产量、原料消耗，原料库存，成品库存等等。

3、上料及配料计量过程

按下启动按钮，系统仪表启动，称重仪表清零。

然后给原料快投料和慢投料有效信号，系统打开阀门启动卸料阀、1号输送机，当物料到达2号输送机时启动2号输送机，通过2号输送机及2号输送机下星型卸料器给各个计量仓送料，同时仪表启动随时跟踪读取称重传感器信号，当重量接近达到预设的投料值时，仪表将关闭快投料信号，使系统进入慢加料过程，同时仪表继续随时跟踪读取称重传感器信号，仪表将判别料仓重量是否大于等于料目标值—料落差值。

如果大于等于则仪表关闭慢投料信号，停止加料过程（全部阀门及上料电机关闭），本次计量结束。

如果需要在同一个计量罐内累计加量计量则开始第二种物料的加料，此时仪表（电脑或就地显示屏在计量表格中显示2#料）首先清零显示输出M2（2#料），快投料和慢投料有效，其过程同上。

否则开始卸料，并通过水平输料机输送到反应釜。

依次完成所有料的加料过程后，仪表（电脑或就地显示屏在计量表格中显示2#料）将分别显示料斗中多种物料的重量，仪表输出卸料信号，系统开始卸料过程，当料斗中的重量等于或小于所设定的零区范围时，仪表关闭卸料信号，同时回到停止状态（运行输出无效，暂停输出无效）。

完成一次配料过程。

其中物料的落差初始值是根据经验设定的，随后在计量的过程中落差值根据实际测量值采用自学习的方式，逐次逼近目标值，使误差越来越小。

4、管道阀门工作管理

在配料系统启动后，系统PWC自动控制顺序开启各原料气动阀及称重上料阀，同时启动上料电机，加料结束自动关闭上料阀门及电机，开启卸料阀及搅拌电机，原料开始卸料，反应釜开始搅拌，反应釜搅拌结束，系统开启反应釜卸料阀门和卸料电机，把成品料输送到成品罐，本次配料结束。

灌装工人可以启动灌装机，进行装桶工序操作。

配料过程也可以由操作员按照工艺要求手动顺序按动操作台上的阀门、电机按钮，进行手动配料过程操作。

5、原料罐存料管理（备选）

原料罐上可以安装静态液位计（如雷达液位计、超声波液位计、浮子液位计、压力液位计等），随时检测液位变化，控制系统适时跟踪采集液位高度数据，并测量计算出原料存量、进料量、出料量等，生成数据报表，便于进行原料库存耗用等管理。

五、软件功能

新的系统软件含生产管理和数据管理两部分，生产管理主要完成对生产线工况的实时控制和监视，对各种计量数据做采集、存储，对各种状态做判别和故障报警。

数据管理则对生产数据进行分析、分类存储、提供查询、统计功能和应用户要求编制的各种报表的显示和打印功能。

六、系统控制方案

留给长陆来做

1、包括PWC选型

2、就地控制、显示

3、程序控制

4、变频电机控制方法（PID控制或变频器控制）

5、上位机软件控制、显示

6、通讯

7、预警报警设置

8、报价

附件一

计量仪表简述

1、功能及特点

◎具有内部温度补偿功能，从而提高连续计量精度；

◎开关量输入、输出控制；

◎全面板数字标定，过程简单，方便直观；

◎全自动快/慢速加料控制，可控制多种不同物料的配料；

◎完备的配方管理功能，配方既可通过仪表上的按钮输入也可通过上位机下装完成；

◎双向串行口功能，具有RS232/RS485，方便与上位机通讯；

◎落差修正功能；

◎自动零位跟踪功能；

◎自动清零功能；

◎上电自动清零功能；

◎抗干扰能力强.过流、过压等各项保护完善，防雷设计，运行可靠性高；

◎多重数字滤波功能；

◎密码保护标定及工作参数设置功能，供用户选用；

主显示：

六位，用于显示称重数据及仪表相关参数代号。

副显示：

六位，用于总重及参数信息。

料号显示：

一位，用于显示当前配料过程中，正在进行的料号。

状态指示灯：

¤运行，当仪表处于配料过程中，该指示灯亮。

¤大投，当仪表进行物料的大投时，该指示灯亮。

¤小投，当仪表进行物料的小投时，该指示灯亮。

¤卸料，当仪表进行物料的卸料时，该指示灯亮。

¤零位，当料斗上物料重量为0±1/4d时，该指示灯亮。

¤稳定，当料斗上物料重量变化在判稳范围内时，该指示亮。

键盘：

⊙【清零退出/►】用于清零显示数据，还用于退出仪表当前功能状态。

⊙【选项/▲】用于参数项的选择。

⊙【模式/〓】用于参数设置等功能选择。

⊙【确认/■】用于参数设置或调校时进入选项或确认仪表当前功能。

附件二

生产、管理软件描述

总体需求：

1．界面结构清晰、易懂，操作方便、简洁。

2．功能完善，分类明确、主次分明。

3．系统可定义、监视至多条生产线，并采集各生产线上必要的数据，每次计量结果存入数据库。

4．系统具有数据转储功能，具有对采集的数据进行不少于1年的记录存储能力。

5．具有定期统计、打印报表的能力。

6．系统首次使用时可为单机版，随用户监