自動定量裝車系統(tǒng)
技術方案
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1．制造標準和規(guī)范
本次設備的設計、制造、包裝、運輸、儲存、驗收遵照下列標準及其它有關中國國家標準和規(guī)范：
GB/T7721-1995 電子皮帶秤
JJG650-90 電子皮帶秤試行檢定規(guī)程
GB7551-87 電阻應變稱重傳感器
JJG669-90 稱重傳感器
DLJ52 電力建設施工及驗收規(guī)范
GB985 氣焊、手工電弧焊及氣體保護焊焊縫坡口的基本形式與尺寸
GB986 埋弧焊焊縫坡口的基本形式和尺寸
GB3323 鋼溶化焊對接接頭射線照相和質(zhì)量分級
GB11345 鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結果分級
GB1184 形狀和位置公差、未注公差的規(guī)定
GB1801 公差與配合尺寸至500mm孔、軸公差帶與配合
GB/T1804 一般公差線性尺寸的未注公差
GB1764 漆膜厚度測定法
GB8923 涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級
JB/ZQ4000.7 鍛件通用技術要求
GB/T14211 機械密封試驗方法
JB4127 機械密封技術條件
JB/ZQ4286 包裝通用技術條件
GB7251 低壓成套開關設備
GBJ55 工業(yè)與民用通用設備電力裝置設計規(guī)范
GB3859 半導體電力變流器
SD19 電測量儀表裝置設計技術規(guī)程
2．概述
徐州華隆公司的稱重給料機是對散狀物料進行連續(xù)輸送和計量的理想設備，具有結構簡單、稱量準確、使用穩(wěn)定、操作方便、維護量小等優(yōu)點，廣泛應用于冶金、電力煤炭、礦山、港口、化工、建材、公路等行業(yè)。它單機可用于計量輸送又可多機組合進行計量配料又稱稱重給料機，用于對各種粉狀、顆粒狀物料進行連續(xù)輸送的動態(tài)計量，為特殊工業(yè)現(xiàn)場的生產(chǎn)、控制、管理提供準確性的計量數(shù)據(jù)。
徐州華隆公司的自動定量裝車系統(tǒng)是隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的高度自動化和過程控制的日益復雜化而發(fā)展起來的，它融和自動控制技術、計算機技術與通訊技術為一體，具有技術先進、功能完備、應用靈活、運行可靠等優(yōu)點，并且隨著計量儀表智能化程度的提高，使配料系統(tǒng)控制更靈活，功能更強。是企業(yè)生產(chǎn)工藝過程較理想的控制系統(tǒng)。
3．計量帶式給料機技術要求
3.1配置要求
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出料調(diào)節(jié)方式 |
變頻計量調(diào)節(jié) |
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驅(qū)動滾筒直徑 |
320 |
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膠帶寬度 |
900mm |
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給煤機機結構尺寸 |
根據(jù)圖紙確定mm |
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減速機 |
SEW品牌 |
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出料調(diào)節(jié)范圍 |
60～800噸/小時 |
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電機功率 |
5.5KW |
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電壓 |
380/660V |
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帶速 |
0——0.48米/秒 |
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絕緣等級 |
F級 |
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防護等級 |
IP55 |
五個筒倉設五個稱重控制箱，一臺控制箱集中控制四臺給煤機，控制箱包含稱重儀表四套（每2臺為一個裝車單元，互相關聯(lián)）、PLC一套、液晶顯示一套，每臺給煤機配套防爆變頻器、速度傳感器及稱重傳感器等設備，實現(xiàn)計量裝載。每個筒倉配套汽車檢測系統(tǒng)一套包括液晶顯示屏一套（1400mm×700mm）汽車控制進出、裝滿、計量等語音控制一套，實現(xiàn)整個裝車過程實時檢測。成套裝置具備語音提示功能、液晶顯示動態(tài)裝量、閃爍車輛前行提示行程、磁卡信號接入、信號采集包括確定待裝車輛位置及灑煤閉鎖給煤機啟停、待裝車輛車幫高度控制給煤速度和啟停、控制刮煤器起放等功能。
3.2計量帶式給料機技術規(guī)范表
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設備名稱 |
電子配料秤 |
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規(guī)格型號 |
廠家配置 |
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稱量物料 |
煤炭 |
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輸送能力 |
60～800t/h |
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電機功率 |
5.5kW |
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設備名稱 |
電子配料秤 |
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規(guī)格型號 |
廠家配置 |
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稱量物料 |
煤炭 |
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輸送能力 |
60～800t/h |
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電機功率 |
5.5kW |
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計量精度 |
≤0.25% |
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控制精度 |
≤0.5% |
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工作方式 |
連續(xù) |
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適應環(huán)境溫度 |
機械部分–40℃～+60℃；電氣部分 –10℃～+40℃ |
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適應環(huán)境濕度 |
≤95% |
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電源 |
控制部分：220AC （+10%～15%）50HZ
動力部分：380/660VAC （+10%～15%）50HZ |
4．系統(tǒng)配置如下：
1）計量帶式給煤機，每臺給煤機配套防爆變頻器、速度傳感器及稱重傳感器等設備，實現(xiàn)計量裝載。
1）設五個稱重控制箱一臺控制箱集中控制四臺給煤機
2）控制箱包含稱重儀表四套（每2臺為一個裝車單元，互相關聯(lián)）
3）每個控制箱配置PLC一套
4）每個筒倉配套汽車檢測系統(tǒng)一套包括液晶顯示屏一套（1400mm×700mm）汽車控制進出、裝滿、計量等語音控制一套，實現(xiàn)整個裝車過程實時檢測。
5）成套裝置具備語音提示功能、液晶顯示動態(tài)裝量、閃爍車輛前行提示行程、磁卡信號接入、信號采集包括確定待裝車輛位置及灑煤閉鎖 給煤機啟停、待裝車輛車幫高度控制給煤速度和啟停、控制刮煤器起放等功能。
6)計算機管理系統(tǒng)，包括智能管理軟件。
7）配料秤儀表形成單獨的閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，可以直接對現(xiàn)場的配料秤進行控制。儀表采集現(xiàn)場傳感器（稱重、速度等）的信號。儀表根據(jù)流量設定值進行調(diào)節(jié)運算，控制稱量帶式輸送機的運行速度，完成物料配比。
8）就地控制箱
5．系統(tǒng)組成及工作原理
本次提供的HL-2000集散式配料系統(tǒng)，由一套工控機管理系統(tǒng)，一套電氣控制系統(tǒng)，及30套單回路閉環(huán)控制回路組成；每個閉環(huán)控制回路包括稱重給料機（含稱重控制顯示器、稱重傳感器、測速傳感器等）、變頻器、電氣控制系統(tǒng)等組成。并留有DCS通訊接口。
物料通過料倉給料設備輸送到稱重給料機上，當物料通過秤的同時,重量信號和速度信號送到稱重儀表。稱重儀表將載荷重量電信號和速度信號經(jīng)過運算和處理得出電子皮帶秤
的瞬時流量和累計運料量，分別在稱重顯示器上顯示。
配置的HL2105儀表是一款高性能的智能稱重儀表，現(xiàn)場元件（稱重傳感器和測速傳感器）、儀表和變頻調(diào)速控制器形成閉環(huán)控制。稱重儀表內(nèi)置的智能軟件調(diào)節(jié)器對瞬時流量與設定流量進行實時比較后，輸出一電流信號，用來控制變頻器，進而控制給料機運行速度，從而達到調(diào)節(jié)至用戶所設定的流量的目的。智能稱重儀表可手動設置流量，也可通過計算機與儀表的雙向通訊設定配比。
其調(diào)節(jié)過程如下：當下料增大時，流量增大，與流量成正比的調(diào)節(jié)輸出控制電流減少（即反向調(diào)節(jié)），控制輸出減少，給料機給料量減少，反之亦然。如此形成一個低層閉環(huán)，反復調(diào)節(jié)并保持最佳控制狀態(tài)。
上位機和各稱重儀表、變頻器、PLC等電氣控制系統(tǒng)對各回路的數(shù)據(jù)進行集中管理，實時采集各個儀表中流量和累計重量數(shù)據(jù)，以實時曲線和歷史曲線的形式顯示數(shù)據(jù)，并形成各種統(tǒng)計報表。自動配煤系統(tǒng)留有DCS接口，方便接入備煤集控系統(tǒng)，PLC實現(xiàn)稱重給料機的順序啟停、報警等，實現(xiàn)遠程自動控制,自動配煤操作室系統(tǒng)自動、半自動及手動控制。
工作原理圖
料
倉
4-20mA
6.各部分設備的性能特點
6．1輸送系統(tǒng)（輸送部分僅供參考）
a).驅(qū)動裝置由電機、減速機、聯(lián)軸器等組成，根據(jù)運輸物料量大小合理選用。
b).輸送機架為一剛性較強的框架，用槽鋼焊接成一個整體，支腿與機架的縱梁之間用螺栓連接，支腿的下部與基礎預埋板焊接，減少因震動引起的計量誤差，安裝簡單且穩(wěn)定性好。
c).傳動滾筒采用厚壁無縫鋼管制造，為增大主動滾筒對環(huán)形膠帶的摩擦系數(shù)，特采用包膠型滾筒。在包膠的同時將外圓車成腰鼓形，確保皮帶長期運行不跑偏不打滑。
d).張緊裝置：采用螺旋張緊裝置，可以根據(jù)運行情況，進行隨時調(diào)整，以保證皮帶有一個恒定的張力，從而保證皮帶秤計量精度。
e).平形托輥：保證運料要求，且運行平穩(wěn)。為減少下料時對膠帶的沖擊，降低計量誤差，進料口下的承載托輥密布，托輥間距在200mm以內(nèi)，稱重區(qū)域內(nèi)采用計量托輥，其軸承采用高精度D級迷宮式密封，保證不銹蝕，轉動靈活。
f).軸及軸承均采用迷宮式密封，軸承壽命在30000小時以，為保證計量精度稱重區(qū)域采用計量托輥，軸承采用進口高精度軸承（瑞典SKF）。
g).裙邊膠帶：輸送機采用環(huán)形橡膠裙邊帶，膠帶采用硫化、冷壓或熱壓膠接，接頭牢固可靠，厚薄均勻，拉力強度高，環(huán)形兩邊周長一致，排除膠帶物理性跑偏。
h).清掃裝置：內(nèi)清掃，采用V形結構，雙面清掃，可防止物料粘傳動滾筒及膠帶內(nèi)壁；外清掃采用彈簧清掃結構，裝在卸料端滾筒的下部，可調(diào)節(jié)彈簧的壓力，保證刮板均勻輕壓在膠帶上。粘料通過兩次清掃，可有效的與皮帶及滾筒脫離，物料不被重復稱重，保證稱量精度同時延長皮帶使用壽命。
6.2計量系統(tǒng)
計量系統(tǒng)（稱重裝置）根據(jù)輸送機長度及物料流量大小等參數(shù)設計，由稱重橋架、稱重傳感器、測速裝置、稱重控制儀表等組成。
(1)稱重橋架
·雙傳感器，保證計量段長度的同時，又保證計量精度；
· 稱重橋架結構簡單，無運動磨損件，維護量少；
· 支點采用無磨擦橡膠耳軸支點，具有防潮、防塵、防腐、抗振動、抗偏載功能；
· 耳軸采用特殊橡膠材料制成，具有安裝簡單、維護方便、使用壽命長特點；
· 稱重傳感器采用獨特球面墊聯(lián)接方式，回復性能好，稱重穩(wěn)定。
·傳感器布置形式采用雙傳感器、計量秤兩邊布置，易維護，且安裝了機械限位裝置，起到保護作用。
（2）測速裝置
· 測速傳感器與測速滾筒之間為獨特的軟連接結構。這種連接方式在正常的運行當中避免了以往軸套式硬連接所帶來的傳感器抖動，解決了測速傳感器安裝時與測速滾筒不同軸的隱患，大大降低了測速傳感器的損壞。
·適用于0.1m/s--1m/s速度設備上。
（3）稱量傳感器：每臺秤兩只稱重傳感器
美國威世公司KPS型稱重傳感器，材料為不銹鋼，性能穩(wěn)定，精度優(yōu)于0.3‰，具體參數(shù)如下：
· 非線性： 小于額定輸出的0.03%
· 重復性： 小于額定輸出的0.03%
· 滯 后： 小于額定輸出的0.03%
· 溫度靈敏度： 零值時為±0.0003%℃
· 激勵電壓： 由積算器提供10VDC
· 防護等級： 油浸后為IP68
(3)稱重顯示儀表（HL2105）（專利技術）：
· 全中文菜單顯示，操作簡便靈活；
· 四排大液晶顯示數(shù)據(jù)，流量、速度、累計量、載荷、時間可設定為同屏顯示；
· 每秒50次∑-△A/D轉換，整機綜合精度優(yōu)于0.01%；
· 內(nèi)有軟件PID調(diào)節(jié)功能，可直接控制給料設備運行，進行配料，省去了PID調(diào)節(jié)器專用設備；
· 引導式菜單操作，儀表具備自診斷、報警提示、脈沖輸出以及手動/自動空秤調(diào)零和零點自動跟蹤功能，并可實現(xiàn)模擬或?qū)嵨餀z驗誤差自動修正；
· 數(shù)據(jù)存儲，DALLAS保持數(shù)據(jù)可達10年；
· 系統(tǒng)具有累計脈沖輸出功能；
· 具有極可靠的掉電保護內(nèi)部數(shù)據(jù)的功能；
· 雙路可編程4～20mA模擬電流輸出端口（采用12位D/A轉換器），可用于配料控制和遠傳輸出；
· 一路可編程4—20mA模擬電流輸入端口，可用于遠程設定或接收其它設備信號；
· 四路可編程數(shù)字信號輸出端口（第四路端口為固態(tài)繼電器輸出，用于遠傳累重脈沖輸出），其它可用于報警和控制；
· 三路可編程數(shù)字輸入，可用于現(xiàn)場狀態(tài)檢測等；
· 具有RS232/RS485串行通訊端口，用于遠程通訊及控制；
· 具有打印輸出功能。
6.3自動控制系統(tǒng)
6.3.1電控系統(tǒng)
a．配料方式
全自動配料控制方式：工控機通過與PLC的通訊自動控制設備的啟停，換倉等工序，自動配煤系統(tǒng)與備煤PLC系統(tǒng)接點聯(lián)系，聯(lián)鎖停車；通過與稱重儀表的通訊設定流量；啟動配料系統(tǒng)后，各系統(tǒng)內(nèi)每臺稱重給料機將根據(jù)設定的流量要求，自動控制流量。每臺皮帶稱重給料機通過工控機組成一個多料種自動配料系統(tǒng)，每臺皮帶秤可根據(jù)計算機上選定的配方表上規(guī)定的流量（或配比）進行配料；工控機實時監(jiān)視現(xiàn)場配料數(shù)據(jù)及設備運行狀態(tài)等。
自動配料控制方式：配料秤儀表形成單獨的閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，可以直接對現(xiàn)場的配料秤進行控制。儀表采集現(xiàn)場傳感器（稱重、速度等）的信號。儀表根據(jù)流量設定值進行調(diào)節(jié)運算，控制稱量帶式輸送機的運行速度，完成物料配比。并通過控制箱上的旋鈕，按鈕等，PLC選中運行設備，并控制設備的啟停等
手動配料控制方式：當切換到手動配料工作狀態(tài)，通過現(xiàn)場箱啟停設備，手動調(diào)節(jié)調(diào)速電位器控制電機轉速，控制配料系統(tǒng)工作。
b．操作規(guī)程
①：計量形式為給煤機稱重式定量計量；
②：操作方式為磁卡刷卡自動對應信息讀取；
③：操作流程（單臺車輛進入倉下時限控制在10分鐘7輛）
現(xiàn)金客戶：領卡儲存車輛信息（車牌號、車型…）---一次繳費刷卡補登磁卡信息（繳費金額、裝煤量、裝煤通道號、待裝區(qū)大約等待時間[打印票據(jù)]）---二次進入裝成平臺刷卡（裝車、平煤）---三次投卡放行。
客戶需復磅：進入場區(qū)車皮稱重領卡，裝煤結束出口復磅。
合同客戶：持時段卡（倉下不能使用）領裝車卡（車牌號、車型、裝煤量、裝煤通道號、待裝區(qū)大約等待時間）---二次進入裝成平臺刷卡（裝車、平煤）---三次投卡放行。
計量裝置要求最大限度精準，要有實測數(shù)據(jù)。
C.系統(tǒng)通過PLC及電控設備實現(xiàn)順序啟動、停止操作具體如下：
·自系統(tǒng)的最終設備開始，逆物料運輸方向依次啟動，保證料頭對齊；
給料機與斗提機聯(lián)鎖，必須先開啟斗提機，才可以再開啟給料機。
·停車時，先停給料設備，然后自生產(chǎn)系統(tǒng)的始端設備開始，順物料運輸方向，依次停車，保證料尾對齊。
·當某一設備發(fā)生事故時，其后面（物料動輸方向為前）的所有設備立即停止運轉，而它前面的設備仍繼續(xù)運行，直到收到料空信號為止，以免設備帶料，影響下次啟動。
·若遇緊急情況，可就地進行解鎖或就地停車。
D．控制箱/柜設置
·電源柜、儀表柜、放在配料控制室，監(jiān)視及控制現(xiàn)場設備；每臺秤機旁安置一只現(xiàn)場操作箱，作調(diào)試及故障時使用；柜內(nèi)均設置了照明；
·電氣元件均采用國內(nèi)、外名牌產(chǎn)品，電源電纜接口和信號電纜分開設置,滿足NEMA標準；
·所有開關量接點均應為無源接點，接點容量不小于3A，220VAC；所有輸入輸出電流信號均為標準4-20mA；
·柜內(nèi)的強電動力回路、強電控制回路和弱電信號回路采取分隔布置，防止強電回路干擾弱電信號回路，利于運行及安全檢修的要求；
·控制箱設置PLC、變頻器及中間繼電器、旋鈕、按鈕、指示燈等低壓電氣元件。
·現(xiàn)場箱20只，設置機旁/集中切換開關，各種狀況指示燈。
E.可編程控制器（PLC）
可編程控制器（PLC）采用日本歐姆龍公司系列產(chǎn)品。主要用于對稱量和給料系統(tǒng)的過程控制和管理，實現(xiàn)對圓盤給料機的順序啟動、報警以及系統(tǒng)自動、半自動及手動控制，實現(xiàn)聯(lián)鎖停車。
日本歐姆龍PLC適應于各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動化。具有強大的功能，無論在獨立運行或相連成網(wǎng)絡皆能實現(xiàn)復雜控制功能。詳細的功能如下：
◆ 極高的可靠性
◆ 豐富的指令集
◆ 易于掌握
◆ 便捷的操作
◆ 豐富的內(nèi)置集成功能
◆ 實時特性
◆ 留有通訊接口。通過接口可實現(xiàn)對變頻器和工業(yè)PC機的通信。
◆豐富的擴展模塊
F.變頻控制器：
選用法國施耐德公司ATV系列產(chǎn)品，該變頻器是以微處理器為基礎的新型智能型電機調(diào)速控制器，可直接控制電動機的速度，具有低噪聲，調(diào)節(jié)范圍大，調(diào)節(jié)質(zhì)量高，轉矩矢量控制，起動力矩大，自調(diào)整等特點。其基本特點如下：
自動/手動調(diào)速功能
自動/手動無擾動切換功能
各種保護（過/欠電壓、過載、過流、過熱、短路等）功能
自動診斷故障功能
報警指示及報警輸出功能
人機畫面接口功能
轉矩反饋（模擬式和數(shù)字式）功能
速度反饋（模擬式和數(shù)字式）功能
輸入/輸出控制功能
停電保持數(shù)據(jù)功能
頻率、電流、電壓等參數(shù)分別在變頻柜和現(xiàn)場箱上顯示
變頻器故障+工頻旁路（包括過載、短路、缺相、欠壓、接地等）
注：如變頻器出現(xiàn)過載、短路、缺相、欠壓、接地等情況，變頻器發(fā)出報警信號，自動停止圓盤給料機的運行，同時向DCS系統(tǒng)發(fā)出報警。
G地燈
地燈（間隔500mm）閃爍要求根據(jù)車輛位置提示車輛前行長度，可由紅色（停車位置）、綠色（車輛長度和前行長度）組成；煤倉每個通道入口安裝三個圓形紅、黃、綠箭頭式指示燈
6.3.2管理系統(tǒng)
a.工業(yè)控制計算機
選用臺灣研華公司生產(chǎn)的IPC510系列工控機，主要完成數(shù)據(jù)管理、系統(tǒng)監(jiān)控、報表輸出等功能。
·獨特的結構，專門為惡劣環(huán)境而設計的；
·耐高溫/低溫、振動、電磁、干擾、潮濕、粉塵、鹽霧等；
·連續(xù)運行平均無故障時間大于50000小時；
·系統(tǒng)容易升級換代；
·主要配置如下：·主要配置如下：CPU：E3400內(nèi)存2G；硬盤500G；鼠標\鍵盤、液晶顯示器
·PCI-1602通訊卡,與PLC通訊
b.系統(tǒng)軟件
·軟件在WINDOWS平臺上開，通過工控機內(nèi)
置通訊卡和RS485總線采集稱重儀表的數(shù)據(jù),利用雙向通訊的功能，可以通過工
控機遠程操作和控制相關的電氣設備、調(diào)整下料量、收集故障點、存儲數(shù)據(jù)并生成相應的報
表，通過網(wǎng)絡，可以和企業(yè)的局域網(wǎng)連結，提供快捷高效的管理。
·根據(jù)物料主成份自動控制原料的料量及配比。根據(jù)工藝要求，可隨時、方便地選定、修改、
更換配料比及流量。當物料組份發(fā)生變化時，可方便地變更組份，反應各組份的變化量。
·人機界面顯示皮帶秤的給定流量、實際流量、累計流量、總流量、設定百分比、實際百分比、運行/停止狀態(tài)、超限報警等。
·自動實現(xiàn)設備順序控制及聯(lián)鎖控制，能實現(xiàn)對設備的各種操作包括啟/停、手/自動切換、單動、機旁啟動/停等。
·具有友好的人機界面，操作方便、簡單、直觀，系統(tǒng)具有可靠的穩(wěn)定性、安全性、準確性。
·能根據(jù)現(xiàn)場實際需要修改系統(tǒng)的控制參數(shù)、時間設置參數(shù)、電子秤的計量參數(shù)、打印時間間隔、報警時間進行等。
·根據(jù)工藝要求動態(tài)顯示生產(chǎn)工藝流程、能用實時趨勢和歷史趨勢顯示各生產(chǎn)數(shù)據(jù)保存時間間隔可調(diào)。
·打印各種原料累計消耗量、混合料累計量的班、日、月、季、年報表。
·系統(tǒng)具有故障自診斷及報警功能。 |
