武钢原煤水分检测技术方案0407

1武钢质检中心原煤水分自动检测装置技术方案上海美诺福科技股份有限公司2015年4月2原煤水分自动检测装置技术方案1总则：1.1本技术方案适用于原煤水分的自动测定。它提出了该设备的功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。1.2本设备采用“交钥匙工程”即从设计、制作、运输、安装、调试、培训全部由乙方完成。1.3安全要求机械人在全封闭系统中运行。2、设备运行环境条件及能源介质：设备控制系统（PLC系统）运行环境：铝合金隔断内安装冷暖空调，温度控制在30℃以下，湿度控制在80%以下），层高不低于4.5米。机器人本体区域安装空调及去湿机，温度控制在35℃以下，如果空调故障，室内通风良好可以短时间处于40-60℃温度（保证伺服电机工作正常）。电源：3相380V，功率(90kW,其中干燥机20kW,机器人20kw，原煤研磨机5kw,其他辅助设备及空调30kw，10kw备用)。介质：压缩空气（辅助设备及清洗吹扫用）：4-7kg/cm2气体消耗量约1000升/分，压缩由客户提供。3、技术要求3.1基本技术要求3.1.1水分测定试验全过程达到高度自动化的操控性。3.1.2控制仪器采用电路气路集成一体化，使用可靠方便免维护。实验数据可存储、显示和打印。3.1.3设备最大处理能力一昼夜处理试样100个。3.1.5在取制樣站的底層安裝一套線上機器人水分測定和線上研磨等設施，包括機械手、稱重電子秤、清掃机、乾燥箱、研磨機等設備。步驟一：操作工从托盘放置架上取出空的试样托盘，将待检测样品放进试样托3盘里并粗称重后放入样品放置架；步驟二：機械手把水份檢測樣品盤送至天平上稱量並記錄數據；步驟三：機械手將稱量後的水份檢測樣品盤送至乾燥箱；步驟四：乾燥後，機械手將水份檢測樣品盤送至天平上稱量記錄數據，並計算水分含量；步驟五：機械手樣品送入碾磨機研磨，碾磨機將樣品研磨至150um；最后将样品排入料杯中；步驟六：機械手將料杯放到成品试样台上。步驟七：機械手將託盤進行清理，並再次稱重記錄數據，然後將其放置在托盘放置架上；44.技术参数要求:4.1、样品：原料站来样：水分测定样（0.5kg）。4.2、样品记录：为了便于系统控制和保存历史记录及状态，每个样品在系统中有一个唯一的序列号，其格式如下：分类代号（两位数（A、B、C、D、E…类别后又有品种）+月日（4位数）+流水号（2位数）+组号（1位数）（对国内矿进行两个平行试样的测定或作为副样抽查编号）。这个唯一的流水号和样号信息一一对应。每个序列号可自动生成于上位机，也可以是用户根据生产需要制定的样号规则生成或人工输入的试样信息。操作、查询和修改均设置相应权限。4.3、试样任务单工作表：试样任务单包括序列号、试样样号信息、处理指令、试样流水状态、试样状态、5原始空盘重、原始样重、第一次称量重、第二次称量重、第三次称量重、第四次称量重………、归类信息。这个工作表信息也将在结束后上传给上位机。4.4、样品传输：重量0.5kg，一共可以放置36个样，烘箱温度最高0-300℃，机器人KR16。检查干燥周期一般为4小时，每小时检查一次，每小时粉矿变化小于0.5g即判定为完全干燥。5.系统主要构成与要求：1.试样移送机器人：采用KUKA公司KR16系列16kg机器人，活动半径1700mm，主要负责试样称重、测试完毕试样倒入研磨機、试样放入及取出干燥箱。2.研磨機：採用大能力型研磨機，可以將已經進行全水分線上分析過的小於5mm粒度樣品研磨至150um粒度粒度並自動集樣，以便於手工制樣間直接進行化學樣品的分析處理。3.机器人控制柜:放置在检测室外的电气操作控制室内。4.机器人手臂:采用铝镁合金制作，实现试样托盘的抓取。5.试样托盘清洗装置:采用压缩空气吹除装置和转动毛辊清洗，在托盘翻转180°倒料后，启动压缩空气将托盘吹扫干净，配备除尘系统。6.称量天平:采用高精度0.1%压力传感器。自动区域天平定期利用标定砝码自动标定。7.设计非标托盘。8.称量托盘支架及天平台面吹扫装置：采用铝型材制作，避免干燥箱中取出的热托盘直接放置在天平台面，影响天平测量精度，天平台面吹扫装置采用压缩空气间歇性吹出天平台面上的积尘。9.试样干燥箱：工作温度105±5℃。用于烘干试样中所含水分。共采用1个干燥箱，前后开门，前部为手动开门（用于外部人工放样），后部为自动开门（用于机器人取样放样），烘箱最多可同时存放36个试样。干燥箱设有自动开关门机构，可根据程序指令自动进行操作。610.试样托盘：用于承载试样，不锈钢制作，250X250X31.5mm底部有金属条码标签便于系统识别。系统的手工放样天平和机器人自动放样天平均可以对每个托盘自动跟踪其毛重、增重大于2克时自动提醒操作人员对其进行仔细清扫，如果为腐蚀失重可以由操作人员或维修人员定期修改原始重量。11.条码扫描仪：用于扫描试样托盘底部的条码标签，为系统进行识别提供信息。12.铝合金隔断：用于放置机器人控制柜、PLC控制柜、辅助设备、电气柜，内设3匹空调，温度保持在25℃、湿度保持在80%。13.电控箱：主要包含机器人控制柜、PLC控制柜、辅助设备、电气柜。6.供货范围与要求：6.1、供货范围：序号名称型号数量1-1控制计算机主机工控机11-2计算机机柜11-3计算机显示器21LCD11-4打印机EPSONA4激光11-5系统运行指示灯及操作按钮1-6工业网卡21-7远程计算机终端1套1-8操作系统WIN711-9数据库SQL-SEVER200911-10工业控制软件模块SimenticNet1套1-11控制软件MLF-SPS-XX12-1机器人主体（旋转手臂加防尘装置）KR16系列12-2机器人底座高出地平面不小于10012-3机器人控制柜KRC212-4夹爪套件含3套密封圈12-5传感器2-6控制软件MLF-R003-XX12-7工业总线接口12-8示教操作面板12-9控制电缆1套2-10I/O电缆1套3-1干燥箱1220*600*250013-2干燥箱I/O电缆13-3干燥箱通讯电缆173-4碾磨機1套3-5破碎机1套4-1非标高精度电子秤MLF-BAL1+1（自动手动各1台）4-2电子秤盘面托架14-3电子秤通讯控制电缆14-4台面吹扫装置14-5标签条码扫描14-6设备支架14-7过渡位置35-1布料装置机械部分5-2布料装置电气5-3清洗装置机械部分5-4清洗装置电气部分增加除尘装置机械部分增加除尘装置电气部分5-8柜式空调5匹5-9综合控制接口16-1铝合金围栏16-2安全门及电控门锁16-3多层声光显示及报警装置16-4紧急停止按钮及装置67-1PLC控制器S7-300+以太网接口+I/O模块17-2交换机TP-LINK17-3RS232/485master8口（干燥箱等）17-4电气元件等与大系统匹配7-5电气柜18配电柜9辅助材料及装置电缆、管件、气路汇流排、三联件、铝合金隔断、壁挂空调等10-1托盘60+40个10-2金属条码标签300个11静音空气压缩机16．2、供货与安装要求：6.2．1计算机控制系统：8采用研华工业控制计算机，双硬盘架构，计算机机器人控制柜、电控柜安装在车间附近操作室（距离小于7米），计算机包括：主机，显示器，安装一个工业网卡用于和PLC通讯，主机网卡用于和取制样系统通讯。软件：操作系统安装WIN7或XP，安装SQLSEVER单机版数据库，对下通过OPCSEVER经由simenticnet通讯控制下属PLC系统及机器人系统（均通过以太网），也可以通过PROFIBUS总线和取制样系统PLC交换数据。开发MLF-SPS-XX控制软件，实现以下几个功能：指令如：启动、停止、待命、样品信息、受样开始、取样标准，样品工艺（定义本样数量、副样数量、份样数量等）定义、本次取样结束、通讯状态检查、设备状态检查、数据查询。相应信息:上述指令的相应应答电文，水份数据电文，设备故障电文，通讯请求电文，设备异常电文。1.能按分类完成数据统计功能：每个试样的水分报表，一组两个试样的水分进行平均。2.能将水分数据传递到站内管理机，进行数据上抛和按各分类品种进行统计。6.2．2机器人：机器人电气部分采用内置UPS装置，防止突然断电导致参数或数据丢失。6.2.3干燥箱：干燥箱温度控制达到相关标准要求、其自动开关门运行可靠，密封严密。6.2.4（取制样系统）通讯功能：温度设置电文，温度查询电文，设备状态电文（门开关、工作状态、温度报警（超过5度）、设备故障）。6.2.5I/O信号，主要用于联机脱机、门开关、门状态、急停、温度正常、温度异常等，需进一步交流。6.2.6电子秤：高精度工业级压力传感器组件，短期重复精度0.1g，长期重复精度0.25g，线性度5%，选用传感器主要考虑重复精度及长期稳定性，线性度要求在称重范围内保持精度1%。9附加一个样盘托架（铝合金）用于放置样盘，并防止滑动。需要电子台秤具有以下通讯功能：1重量传送2去皮3称重4状态采用RS232，配备RS232和以太网转换器。电子台秤安装在一个独立的铝合金支架上。并被铝合金保护，操作面朝外，无需进入围栏即可对台秤进行清扫维护等工作。机器人进入台秤周围时采用10%速度，避免晃动。同时在台秤侧面安装吹扫装置定期清除灰尘。在台秤另外一侧安装条码扫描仪，扫描托盘条码，防止托盘错误。7.1.1铝合金框有机玻璃透明围栏：高度1700mm，将机器人运行区域覆盖其中，装备3层声光报警灯，安全门，机械电磁门锁，围栏内3个紧急停止按钮，围栏外根据需要有3-6个紧急停止按钮，安装在设备检修面附近。7.1.2PLC控制柜：装备S7300PLC，及相关电气元件如继电器、接触器、控制系统辅助设备。安装一个交换机及串口-转以太网服务器用于通讯。7.1.3托盘：每个托盘底部有一个耐高温金属条码标签，附托盘图纸。