有關水泥原料成分研究論文
摘要：用國產儀器設備實現(xiàn)了特種水泥生料和熟料成分的快速分析和自動配料，介紹了光譜儀、配料微機和失重秤三者之間如何實現(xiàn)聯(lián)網，以及水泥配料專家系統(tǒng)軟件：實現(xiàn)了分析數(shù)據(jù)傳送．配料計算和下料的自動化，提高了生產效率和產品品級率。
關鍵詞：快速分析自動配料水泥生產局域網
1前言
我廠的特種水泥生產工藝處于國內領先水平，但是由于自動化技術和裝備較落后，生料和熟料的成分分析一直沿用傳統(tǒng)的化學分析方法，定時取樣，手工分析，配料僅根據(jù)CaCO3的滴定值，人工計算，人工下料。方法原始，時間滯后，不能及時精確地捐導生產，致使配料合格率較低．產品品級率不高，嚴重制約了生產的發(fā)展。
特種水泥配料原料主要由石灰石、鋁礬土和部分返回熟料(晶種)組成。我們采用X熒光光譜分析技術，實現(xiàn)了各種物料成分的快速分析，建立了各種分析數(shù)據(jù)庫：按照數(shù)學模型，編制了水泥配料專家系統(tǒng)軟件：建立了光譜儀、配料微機和失重秤3者之間的聯(lián)網，完成了分析數(shù)據(jù)的傳送、配料的自動計算和失重秤下料量的自動控制，滿足了特種水泥生產的要求，提高了特種水泥生產控制分析和過程控制的'自動化水平。
2系統(tǒng)設計原則
(1)系統(tǒng)安全、可靠、易于維護。
(2)軟件界面友好，操作簡單，適宜普通工作人員使用。
(3)充分利用原有設備資源，全部采用國產儀器，節(jié)省投資。
(4)開放式系統(tǒng)，易于擴充和修改。
(5)成分離線快速分析、配料在線控制。
3生料、熟料成分的快速分析
成分分析使用國產FJ－2810G犁x熒光分析儀。儀器主要由x射線發(fā)生器、樣品室、si－Li探測器、多道能譜儀、計算機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和壓片制樣裝置等構成。工作原理為樣品被x射線照射。待測元素的原子激發(fā)后產生該元素的特征x射線，這些具有特征波長的射線被探測器接收，經光電轉換和模數(shù)轉換，信號由多道能譜儀處理．計算機根據(jù)能譜峰的位置和強度分析樣品所含元素及含量。
該儀器經過在水泥化驗室7個多月的運行使用，承擔了普通水泥和特種水泥的生料、熟料及其它原料的成分分析任務．取代了原來的化學分析方法。儀器分析SiO2、A1203和CaO的標準偏差都在0．15~0．25之間：Fe203的在0.1左右：MgO的稍高，達到0.3左右；經過與化學分析對比，生料和熟料分析結果合格率分別在90％和93％以上。分析精度和準確性可以滿足生產控制分析需要．同時提高了分析速度，減輕了工人勞動強度，降低了
分析成本。
4水泥配料專家系統(tǒng)軟件的開發(fā)
4．1配料數(shù)學模型
特種水泥生產配料的數(shù)學公式之一為：
式中：caO，A1203，、SiO2、Ti02和MgO均為高鋁生料或熟料中相應元素的百分含量。微機根據(jù)接收到的x熒光分析儀的分析數(shù)據(jù)．計算堿度系數(shù)Am。參考水泥技術人員的經驗，預置一整定值(AmO)，通過比較，計算出要加物料的重量，傳送到失重秤，實現(xiàn)自動控制下料量。高鋁水泥生料堿度系數(shù)Am控制范圍一般為0.870~0.910．熟料Am控制范圍為0.920~0.960。
4．2程序原理框圖
根據(jù)上述模型和控制機理，編制了采樣、對比分析、調整發(fā)送和控制等程序，匯集成水泥配料專家系統(tǒng)軟件。程序原理框圖圖l。
4．3軟件功能
本軟件用VB6語言編寫，可直接運行于WIN95或WIN98環(huán)境中，界面友好，操作簡單。為了便于用戶操作．軟件的全部功能按鈕放于屏幕底部．用戶用鼠標單擊左鍵．便可實現(xiàn)相應的功能。分別為：輸入標準值、接收數(shù)據(jù)、計算配比、調整配比、修改配比、發(fā)送配比和退出。
5配料系統(tǒng)的建立和控制模式
5．1分析系統(tǒng)與配料系統(tǒng)的連接
首先在x熒光光譜儀上，建立了普通水泥、特種水泥生料和熟料等品種的分析數(shù)據(jù)庫。由于x熒光光譜儀不僅用于自動配料，還承擔其它分析任務，為使x熒光光譜儀和配料系統(tǒng)在各自不中斷運行下，充分發(fā)揮各自的作用．選用WIN95的對等網，在雙方微機上各安裝一塊網卡。配置了網絡適配器。這樣連接充分利用了WIN95的多任務功能，并且成本低，性能可靠，配料系統(tǒng)可以隨時到x熒光分析儀的數(shù)據(jù)庫中讀取分析數(shù)據(jù)，而不用中斷x熒光的正常分析工作。
配料微機與失重秤的連接，因為相距達300m左右，信號衰減較大．需進行遠程通訊。我們采用遠程通訊卡和四芯屏蔽電纜通過RS-232串口將二者相連。應用Vis－ualBasic6的串行通信控件MSCOMM，通過對其某些屬性的設定和編程．實現(xiàn)了配料數(shù)據(jù)的自動傳送。
5．2特種水泥分析配料系統(tǒng)的聯(lián)網結構
特種水泥快速分析與自動配料聯(lián)網結構圖．如圖2所示。
系統(tǒng)硬件由x熒光光譜儀、網卡、配料微機、遠程通訊卡、球磨機和失重秤等組成。聯(lián)網方式具有成本低．操作維護方便．效果好等特點。系統(tǒng)運行時，配料微機自動從x熒光分析讀取有關分析數(shù)據(jù)，經運算處理后，
計算出新的配比，通過RS．232串口遠程傳至失重秤．失重秤按指令下料。
5.3系統(tǒng)控制模式
本系統(tǒng)控制模式分為2種。
模式1：自動方式；
模式2：手動方式，配比由工藝員根據(jù)化驗結果，手工調整。
兩種模式可以隨時切換。
5.4系統(tǒng)功能
(1)x熒光光譜成分分析數(shù)據(jù)的自動傳送。
(2)自動計算，調整配比。
(3)給定下料量，自動發(fā)出指令卸料。
(4)系統(tǒng)能自動累計顯示每路的時產量、班產量、日產量、月產量，年產量，可以隨時查詢和打印。
(5)在線控制與離線控制隨意切換。
(6)顯示堵塞情況，同時報警。
(7)具有雙通訊功能，利用2Fs、3FS兩個口，可以跟總控微機連接．也可以同時跟x熒光分析儀等分析儀器相連。
(8)可以將時產、總產量等生產信息遠傳到管理部門。
6結束語
采用VisualBasic編寫的WINDOWS下的串口通訊程序和水泥配料專家系統(tǒng)軟件，界面友好、操作簡單、功能齊全：FJ－2810G型x熒光光譜儀和失重秤聯(lián)網后，實現(xiàn)了分析數(shù)據(jù)的自動傳送．配料的自動計算和失重秤下料量的自動控制，提高了水泥生產物料成分分析和過程控制的自動化水平，特種水泥合格率由‘75％提高到86％，特種水泥625#品級率提高了10％．年經濟效益可觀。滿足了水泥生產物料的控制分析和生產配料的需要。據(jù)在國內水泥同行調研，完全用國產設備實現(xiàn)水泥生產過程物料快速分析和在線自動配料．國內尚不多見。該系統(tǒng)可不受路數(shù)和磨機臺數(shù)限制．適合失重秤、皮帶秤、調速秤等設備的控制，可以在建材行業(yè)推廣，也可以應用于氧化鋁生產過程分析和配料系統(tǒng)．有較高的推廣應用價值。
參考文獻
1張浩楠主編中國現(xiàn)代水泥技術及裝備．天津科學技術出版社
2周軼峰等編．VisualBasic6．O實用編程技術．中國水利水電出版社
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