前言

在國(guó)家政策和市場(chǎng)雙重推動(dòng)下，水泥等粉料散裝產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，但在整條水泥生產(chǎn)線中，水泥等粉料散裝環(huán)節(jié)的自動(dòng)化和智能化程度最低、工人工作環(huán)境最差。散裝環(huán)節(jié)普遍以人工操作為主，存在效率低、受人為因素干擾大、工人勞動(dòng)強(qiáng)度高、安全事故頻發(fā)等諸多問(wèn)題。這一方面是由于散裝與計(jì)量環(huán)節(jié)分離且計(jì)量與控制手段落后，導(dǎo)致裝車(chē)難以精確定量，為避免超載，單車(chē)重復(fù)裝卸的情況較為普遍，特別在道路限載檢查嚴(yán)格地區(qū)，這種現(xiàn)象格外突出；另一方面是粗放控制和管理帶來(lái)的二次揚(yáng)塵污染和資源浪費(fèi)等問(wèn)題，成為制約水泥廠綠色發(fā)展的主要問(wèn)題之一。冀東水泥重慶璧山有限責(zé)任公司為了加強(qiáng)水泥出廠的管理，采用了ERP智能發(fā)運(yùn)系統(tǒng)，以實(shí)施對(duì)散裝水泥的裝車(chē)、過(guò)磅、出廠實(shí)行“一卡通”的管理模式，取得了很好的使用效果，本文就此作一總結(jié)介紹。

該廠散裝系統(tǒng)共有三個(gè)散裝倉(cāng)，每個(gè)倉(cāng)的有效容量400t。原設(shè)計(jì)是在倉(cāng)底出料口設(shè)置一個(gè)充氣分料箱，分別通過(guò)氣動(dòng)閘閥和電動(dòng)流量閥將水泥送至兩個(gè)散裝頭（圖1中虛線部分）。但在實(shí)際使用中，因閥門(mén)開(kāi)口太小，出料不暢，流量不能滿足裝車(chē)的需要。后用戶將出料口移至倉(cāng)體錐部（圖1中實(shí)線部分），以加大料流速度，但下料量仍不理想，還經(jīng)常需要加壓縮空氣助流，跑冒現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生。而且，裝車(chē)過(guò)程全部是人工現(xiàn)場(chǎng)操作，工作環(huán)境差，且裝多裝少全靠經(jīng)驗(yàn)，裝滿溢出的現(xiàn)象屢見(jiàn)不鮮，不但加大清掃的工作量，而且污染了環(huán)境。

圖1 改造前的計(jì)量散裝系統(tǒng)

冀東公司要求對(duì)原有散裝系統(tǒng)進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人操作和定量灌裝。冀東集團(tuán)在散裝計(jì)量系統(tǒng)曾采用過(guò)地磅和沖板流量計(jì)，但地磅計(jì)量系統(tǒng)投資大、土建施工局限性大、磅下排水排灰難度大；而沖板流量計(jì)雖然安裝方便，但精度很低。因此，這次冀東重慶大區(qū)不考慮地磅和沖板流量計(jì)方案，選用了中建材（合肥）機(jī)電工程技術(shù)有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“我公司”）的集散裝和計(jì)重于一體的ERP智能發(fā)運(yùn)系統(tǒng)。

2.1  工藝設(shè)計(jì)

我公司根據(jù)該企業(yè)的具體工藝情況，進(jìn)行了針對(duì)性的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)。首先，為了保證系統(tǒng)下料穩(wěn)定暢通，并滿足增加計(jì)量設(shè)備的安裝空間，設(shè)計(jì)中將倉(cāng)的錐部割掉一部分以抬高倉(cāng)底板，并在倉(cāng)內(nèi)增加充氣箱；然后，在倉(cāng)底出口下設(shè)置了一個(gè)充氣分料箱，分別通過(guò)氣動(dòng)閘閥和電動(dòng)流量閥將水泥送至兩個(gè)散裝秤，再通過(guò)散裝頭裝車(chē)。收塵設(shè)備仍然使用原有的倉(cāng)頂收塵器作為散裝機(jī)收塵器。改造后的計(jì)量灌裝系統(tǒng)基本上保持了原有的工藝現(xiàn)狀（見(jiàn)圖2），以避免了更多的設(shè)備投資。

圖2 改造后的計(jì)量散裝系統(tǒng)

2.2  核心裝備及其性能

該散裝計(jì)量系統(tǒng)的核心設(shè)備是采用了新型科氏力秤。該秤的技術(shù)特點(diǎn)是：

（1）測(cè)量原理先進(jìn)。利用“科里奧利”力測(cè)量每一個(gè)瞬時(shí)扭矩，從而測(cè)出實(shí)際瞬時(shí)流量；與傳統(tǒng)的測(cè)量原理不同，質(zhì)量流的直接測(cè)量不受任何外力散裝計(jì)量系統(tǒng)影響，對(duì)風(fēng)壓、風(fēng)力的變化等干擾因素不敏感；計(jì)量系統(tǒng)運(yùn)行及其穩(wěn)定、可靠。

（2）計(jì)量精度高。正常工作狀態(tài)時(shí)，計(jì)量精度≤5%，可用于商業(yè)貿(mào)易計(jì)量。

（3）計(jì)量穩(wěn)定性高。測(cè)量不受任何外力影響，軸扭矩反饋控制速度僅為100ms；進(jìn)料通暢，出料順利，尤其適用大流量粉體物料的計(jì)量；目前設(shè)計(jì)的科氏力秤已達(dá)800m3/h。

（4）系統(tǒng)密封性好，不需配套收塵設(shè)施，環(huán)保性能好；而且設(shè)備體積小，不需做基礎(chǔ)，土建、安裝費(fèi)用低，另外，維護(hù)量小，維護(hù)成本也低。

2.3  控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)采用PLC控制系統(tǒng)對(duì)散裝過(guò)程進(jìn)行全程監(jiān)控，而且還能與ERP管理軟件結(jié)合，進(jìn)行整個(gè)散裝水泥發(fā)運(yùn)過(guò)程的自動(dòng)化控制，包括讀卡、裝車(chē)、計(jì)重及結(jié)算等系列控制；并對(duì)原散裝發(fā)運(yùn)環(huán)節(jié)存在的管理漏洞進(jìn)行了堵塞，防范了各種作弊現(xiàn)象；還可通過(guò)遠(yuǎn)程服務(wù)平臺(tái)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷，甚至可修改軟件，從而大大縮短了服務(wù)時(shí)間，充分體現(xiàn)了“即時(shí)服務(wù)”的概念。

散裝車(chē)讀卡后，車(chē)號(hào)、裝載量等數(shù)據(jù)即輸入系統(tǒng)，操作員只要放好散裝頭后，通過(guò)一鍵操作，系統(tǒng)即可自動(dòng)完成放料、計(jì)量、停料的整個(gè)裝車(chē)過(guò)程，并且將車(chē)號(hào)、設(shè)定裝載量、實(shí)際裝車(chē)量、裝車(chē)時(shí)間等數(shù)據(jù)記錄在案。同時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)安裝有攝像頭，可通過(guò)視頻觀察停車(chē)位置和進(jìn)行散裝頭的上下控制。在散裝控制室里一個(gè)人可以控制多臺(tái)散裝機(jī)，從而提高了人員生產(chǎn)率。

三、改后運(yùn)行效果

（1）散裝速度快、計(jì)量精度高。散裝計(jì)量系統(tǒng)投運(yùn)后，灌裝35t水泥只用時(shí)5～8min，98%的灌裝精度都在1%以?xún)?nèi)，從而實(shí)現(xiàn)了散裝水泥一次灌裝到位，提高了散裝發(fā)運(yùn)效率，得到了業(yè)主的認(rèn)可。

（2）工作環(huán)境大大改善。裝車(chē)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)灰塵少了，操作員在控制室通過(guò)鼠標(biāo)即可完成裝車(chē)，定量裝車(chē)杜絕了因操作不慎料滿溢出的現(xiàn)象，也消除了駕駛員為避免超載罰款重復(fù)裝卸的情況。

（3）提高了散裝機(jī)的使用效率和系統(tǒng)人員的工作效率，提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，并提高了企業(yè)的管理信息化水平以及企業(yè)的社會(huì)形象。

（4）消除了出廠水泥誤差的人為因素，堵塞了水泥發(fā)運(yùn)管理的各種漏洞（如防止作弊現(xiàn)象，減少產(chǎn)品流失），從而提高了公司經(jīng)濟(jì)效益和管理水平。

作者：劉禮龍

來(lái)源：《天津南極星隔熱材料有限公司》

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