摘要：耐火材料是一种耐高温材料。这种材料是经过特殊工艺将各种原材料混合制成的，主要应用于冶金、石化、建筑、军工等国民经济的多个领域。它是保证上述产业生产运行和技术发展必不可少的基本材料，起着不可替代的重要作用。浙江省长兴县的耐火材料生产行业是一个传统支柱产业，它对促进县经济发展做出了卓越贡献。近些年，在冶金、石化、建材、电力等行业快速发展的拉动下，耐火材料需求量进一步提高。然而大部分耐火材料生产厂家的生产方式比较落后，生产环境恶劣，员工劳动量大，生产效率低，产品的质量非常不稳定耐火材料的生产大体可分为原材料配比，原材料混合搅拌，材料成型和成型煅烧这四个环节。其中，最重要和最难控制的是原材料配比和成型煅烧。目前成型煅烧已经有了先进的电炉及控制系统，而原材料配方形成和搅拌、运输等环节基本上以人工为主，造成配方不稳定，质量差异性大，同时粉料在配料及搅拌过程中产生大量粉尘，影响工人身体健康。本文根据笔者多年的研究经验，集合实际情况，对这一问题进行了深入而全面的研究好分析，希望能够对相关工作人员的工作起到一定的帮助作用。
1 系统设计和制作
基于以上生产实际流程，我们提出了想法，设计开发一套耐火材料行业称量配料自动化控制设备的方案。它将以往需人工完成的上料、称重、配料、传料、混合搅拌、排料等过程进行设备改造和整合衔接，采用PLC和变频技术实现系统自动控制，利用现场总线通信技术和计算机进行实时监控，设计组态控制软件进行参数设定和流程控制，最终实现自动化控制。
1.1 系统硬件设计。
系统的硬件共分两大部分。一部分是电器控制设备，主要由工业PC机、称重仪表、三菱2nPLC、变频器及相关继电器和电动机组成。另一部分是机械设备，主要包括储料仓、配料秤、物料传输机构以及物料混合搅拌机组成。
1.2 系统软件设计。
PC机上设计基于VSC#.NET和数据库平台开发的上位机控制组态软件，在工业PC与PLC全双工通讯模式下，实现人机交互，负责控制指令的发出和产量数据、报警信息的统计和收集。主要界面有：
（1）系统主界面。
在实际使用过程中，用户登录以后便进入系统工作主界面，主界面主要分为:系统运行控制区（启动按钮、暂停按钮、停止按钮），设备运转情况监视区，材料配比数据实时显示区，系统报警窗口，通信状态提示栏，以及工具栏。
（2）配方界面。
用户可以通过配方参数的设置，来安排生产的产品种类。并且按照不同产品指定不同的原材料配方参数。系统参数的设置可以对生产的工艺进行微调，以此来保证材料配比的精度，提高产品的质量。参数设置完成后回到主界面，便可以开始配方生产工作
（3）统计界面。
工厂管理者可根据需求进行数据查询，如按照操作者及日期范围查询生产量。为了维护设备查询报警数据，软件也可以根据用户要求导出报表来，方便产量统计和设备的维护。同时软件会根据操作者、时间、故障名称进行报警，并将报警信息录入数据库。
1.3 设计制作过程。
（1）生产工艺流水线组合设计阶段。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
根据企业场地环境、空间大小和位置，将生产工艺各个环节中的人工环节利用机械电气设备进行替代，采用输送机、提升机等设备将各环节有效连接，同时注重粉尘的扬尘点的密封、空间的利用率和便于控制系统的安装和检修。为了更好地完善设计，制作了机械设备工艺模型，按照模型定制相关机械设备进行安装，组合成为满足生产工艺的生产流水线。
（2）仿真测试阶段。
在机械设备安装调试的同时，为了验证软件工作的稳定性，根据耐火材料生产车间的实际设备设计了一个仿真模型。该模型以指示灯的亮灭代表现场机械设备中电机或电磁阀启动和停止或打开和关闭。采用自锁按钮和点动按钮，来代替现场环境中各种限位开关或行程开关的状态，以单片机最小系统来模拟称重仪表。通过串口向上位机发送重量数据，进行仿真实验，发现系统运行非常稳定。这给后续的实际安装和调试带来了很大的方便。
（3）现场调试阶段。
在实际场地安装控制系统时，我们预先注意到了动力线和数据信号线布线的合理性，确保总线数据不受干扰。由于具有前期仿真模型做实验的基础，现场调试进展得很顺利。
2 项目创新及应用
2.1 项目创新。
（1）根据耐火材料行业基本生产工艺，设计了模块化通用生产流水线，可以根据企业现场空间和生产工艺进行微调，方便组合设计生产。将自动控制技术应用于耐火材料行业生产过程中，实现自动化生产，把工人从恶劣的工作环境中解放出来，减少了操作工的数量，并提高了生产效率。
（2）设计了基于配料生产的组态软件，可以自由组合设计配料生产线控制系统，可以作为配料物流生产行业的通用软件平台。工艺参数控制准确，同时提供了数据统计的功能，便于生产管理，提高了产品质量合格率。
（3）设计了PLC与计算机之间的基于数据点对点应答的握手通信协议，成功处理了现场电机、气泵、变频器、大功率吸尘器等启停动作引起的干扰，保证了通信的安全可靠。
2.2 项目应用。
本项目由湖州久智自动化公司提出设计要求，成功应用于长兴白岘耐火电瓷材料厂，将原来生产线的12名操作工人减少到2名，并使其从恶劣的工作环境中解放出来；生产效率提高了2倍；产品质量合格率从80%左右提高到98%以上。目前，本项目正在长兴耐火材料行业开展推广应用工作。
3 结束语
资源短缺、环境污染日益成为制约耐火行业发展的瓶颈.面对诸多困难，耐火材料行业更应接受挑战，解决自身产品结构不合理、产能过剩、资源利用过于粗放、能耗高等问题，发展高效、节能、功能化、绿色环保为内涵的先进耐火材料，走资源节约、环境友好型的可持续发展道路。
参考文献
[1]李仪.陶瓷耐火材料工业窑炉节能的措施[J].陶瓷，2015（44）：142-147.
[2]谭业锋.工业窑炉废气余热的回收与利用研究[D].济南：山东大学，2016（22）：178-179.
[3]郑化.有机助磨剂在机械法制备和改性MgO微粉中的应用[D].武汉：武汉科技大学，2015（90）：189-190.
[4]苏俊林，潘亮，朱长明.富氧燃烧技术研究现状及发展[J].研究与开发，2015（33）：115-117.
[5]郑忠燕.半成品镁碳废砖回收利用的研究[J].四川冶金，2015，33（3）：171-173.
论文作者:邹玉萍,郑芳
论文发表刊物:《基层建设》2017年第11期
论文发表时间:2017/8/10
标签：耐火材料论文; 系统论文; 原材料论文; 配方论文; 组合论文; 界面论文; 行业论文; 《基层建设》2017年第11期论文;