ZHOULIAN
1.1研究背景及意义
铜是应用历史最古老的金属，从史前社会开始，人类就己经开始采掘露天矿，制造各种原始工具、器皿和武器。随着社会的进步和科技的开展，铜已成为重要的工业原料，广泛应用于国民经济各领域，其需求量持续增长。相关数据说明，中国已成为世界上铜材生产、进出口和消费大国。金川集团是集采、选、冶、化配套的大型有冶金、化工联合企业，是全球同类企业中生产规模大、产品种类全、产品质量优良的公司之一。主要生产银、铜、钻、稀贵金属、有金属粉体材料、压延及盐类产品和硫酸、亚硫酸钠等无机化工产品。金川银矿是世界著名的多金属共生的大型硫化铜银矿床之一，位居世界同类矿山第二位，铜个属保有储量位居国第二位，同时伴生钻、钳、把、饿、忆、钉、楮、硒等稀贵元素，是中国三大资源综合利用地之一，是中国最大的银钻生产基地和伯族金属提炼中心。镇和伯族金属产量占全国的以上，被誉为中国的“银都”。年月，金川公司年产万吨铜电解工程建成投产，首批大板高纯阴极铜出槽。这标志着中国最大的镇生产企业、北方最大的铜生产企业一金川集团已形成年产吨阴极铜的精炼能力，铜冶炼规模和技术居国内先进水平。近年来，金川公司围绕优化生产工艺、调整产品结构、推广信息技术、加强环境保护等四个主攻方向进行技术创新。其中在阴极铜生产工艺流程关键技术的研究方面采矿、选矿、熔炼相继取得了一批具有自主知识产权的标志性成果年月，金川集团高纯阴极铜入选年中国名牌。但在铜包装生产环节，还未进行有效的技术改造和技术创新，尚未形成成熟的技术，也没 有高效可靠的专用装备。包装作业区中间物料倒运全部靠叉车，叉车交叉作业严重, 人工气动捆扎钢带所需操作人员多且劳动强度大、危险因素多，与叉车配合作业也不能保证长久持续作业，影响包装速度和质量。特别是在阴极铜板的配重系统方面，铜板的分检、配重基本靠人工操作，而目受人为的因素影响有时还会出现漏称或者误称现象，按伦敦金属交易所要求，高纯阴极铜每包重量为士，人工分检严重制约着包装生产，是包装工艺的瓶颈局部。整个包装生产过程中毫无自动化程度可言，与金川公司目前的生产规模与总体技术水平极不协调。为了满足金川公
司提高铜板包装效率和扩大市场的需求，对铜板自动包装生产线的开发势在必行。本课题的实施，不仅能实现阴极铜包装作业的机械化、自动化, 从而提高阴极铜包装作业的生产效率、降低作业人员的劳动强度、提升阴极铜加工技术装备的整体水平。同时，能更好地符合国内铜板生产企业完善阴极铜包装规范、进一步满足期货市场关于阴极铜期货交易包装标准，从而提高国内铜板生产企业在国际市场上的竞争力。
1.2PLC在打包机械上应用
打包机械的最大特点是动作复杂、频繁，具有较多的执行元件。在这种场合使用继电器控制逻辑必然需要大量的中间继电器，而这些中间继电器在用PLC控制的情况下，就可以对其内部的辅助继电器进行编程后来取代。从物理介质方面来讲，前者是要用具体的电气元件来组合，而后者只是PLC的内部
寄存器，在PLC编程容量许可的范围内，可以不花费额外的费用来实现复杂的控制逻辑。一般的PLC都有上百点内部辅助继电器甚至更多，而且还有多种专用的内部电器，足可以应付一般的控制要求，唯一需要做的工作就是对PLC进行编程。事实上PLC用于这种场合是最能显现出其经济性的。当然我们不能忽视了PLC的另一个优点，那就是其运行速度及可靠性和寿命远高于继电器控制方式，从上述意义上来讲，PLC最适合于需要大量中间继电器的场合。且PLC与其他工业控制系统比较具有许多优点：
脉动时空更改控制逻辑只需修改软件，无需对硬件作改动，程序可以复制，批量生产很容易电气硬件设计大大简化。由于PLC除有继电器功能外, 尚有多种其他功能，可以实现继电器无法实现的控制功能，实现某种程度上的智能化，并有可能使机构简化，可靠性高；
本钱相对于继电器控制稍高，但继电器控制随着所用中间继电器数量的增加，本钱急骤上升，而PLC控制几乎保持不变，这一点对于复杂的控制来讲具有无可比较的优越性；
恢复精力因此，国外在注塑机、各种打包机上已经大量地采用了PLC来取代传统的继电器控制屏，故障率大大降低，性能有了很大提高。
我国打包机械目前控制部件大多还沿用继电器方式。如果能用PLC 来取代的话，那么可以简化机械结构，机械和电气设计都可以得到简化。更重要的是可以使原来无法实现的某些功能得以实现，是机器
在某种程
度上实现智能化。通过对各种控制系统的分析比较，我们决定采用PLC控制系统。
1.3阴极铜自动包装生产线控制及配重系统的研究
采用模数转换器把模拟量转换成数字量，借助于微处理器，能够把量值获取和处理等组件集成起来，利用软件程序来充分发挥高度集成的电气电路的效能。因此，这种技术路线的重点从硬件移到软件上，特别是在自动称量技术中，称量软件对未来称量技术的开展起着日益重要的作用，通过优越的软件设计，便能使系统的硬件得到充分的发挥, 使系统到达最正确状态。实现对重量的计量和生产的自动化控制。在国外，对定量配重称量技术的研究比较深入，己有高度自动化的定量配重称量设备，一些动态精密称量的技术突破，逐步实现了智能化测量，称量技术已经跨入了高技术时代。国内配重计量技术在国家的大力支持下，虽然也取得了很大的开展，就产品的品种、技术水平及质量而言，动态电子轨道衡、电子汽车衡、电子皮带秤、电子计价秤等，基本到达了国际同类产品的水平。但是自动衡器中的电子定量包装秤、非连续和连续称量自动秤、重量检验秤、重量分选秤等设备在控制精度、稳定性方面仍比较差，还与国际有一定的差距，致使我国要进口很多的称重计量装置。自动配重系统和称重、计量技术的现状自动配重称量系统是一种新型的配料称量系统，不能等同于单纯的称重计量系统，为了达到称量的目标值需要由配重系统本身完成物料的给料过程，而不单单是对己有物料的称
量。它将定量给料、称重计量系统等采用分布式控制系统的方式集成为一个完整系统，系统在运行中将所称得的实际重量随时与按生产工艺要求预置在控制仪器中的理论需求重量相比较, 并自动调整给料设备，对给料量进行实时调整和补偿，使得实际给料量紧紧跟踪预置量，其差值在一很小范围内，这个差值与预定值的百分比就是给料精度。根据生产工艺要求，如需改变给料量，可以从键盘输入或自动输入新的预置量，定量给料系统就会立刻自动跟踪这个新的预置量，自动调节电气控制设备，使系统的给料满足预定的要求。称重计量技术在工业领域具有广泛的应用背景，称重计量技术在经历了机械式、模拟式、电子化、数字化及微机智能化称量等的时代之后，至九十年代，己进入集成化称重计量、模型化称重计量的新时代。数字化、集成化称量技术的产生与开展是人类称重计量开展史上的
重要里程碑，这是随着生产过程自动化而提出的。随着工艺过程自动化的不断开展，称重越来越失去它作为单件计量器具的意义，而变成了调节和控制过程中的一个重要环节，通过称重所得的信息来控制和调节工艺流程，为经济核算提供重要的数据。在称重过程中最初以模拟方式获取称重结果，为了将模拟量转变成所需的数字信号，并根据所得信号进行控制操作，随后便产生了许多工业部门用计算机控制生产过程。于是，称重计一量往住成为获得过程参数的决定性的测量环节。在许多应用场合中，需要称重计量能够接受检定，以求在获取量值、处理和记录量值方面都能保持较高的测量准确度日。近来，利用称重传感器获得称重模拟信号, 对信号进行相应的滤波放大，再采用模数转换器把模拟量转换成数字量，借助于微处理器，能够把量值获取和处理等组件集成起来，利用软件程序来充分
发挥高度集成的电气电路的效能。因此，这种技术路线的重点从硬件移到软件上，特别是在自动称量技术中，称量软件对未来称量技术的开展起着日益重要的作用，通过优越的软件设计，便能使系统的硬件得到充分的发挥，使系统到达最正确状态。实现对重量的计量和生产的自动化控制。在国外，对定量配重称量技术的研究比较深入，己有高度自动化的定量配重称量设备，一些动态精密称量的技术突破，逐步实现了智能化测量，称量技术已经跨入了高技术时代。国内配重计量技术在国家的大力支持下，虽然也取得了很大的开展，就产品的品种、技术水平及质量而言，动态电子轨道衡、电子汽车衡、电子皮带秤、电子计价秤等，基本到达了国际同类产品的水平。但是自动衡器中的电子定量包装秤、非连续和连续称量自动秤、重量检验秤、重量分选秤等设备在控制精度、稳定性方面仍比较差，还与国际有一定的差距，致使我国要进口很多的称重计量装置。
华硕n10j
1.4本课题主要研究内容
根据企业和市场对铜板包装生产线的需求，针对金川公司目前阴极铜包装作业的技术及装备现状，综合应用机械、电子、液压传动、精密计量、计算机控制等不同学科的基础理论和专业技术，通过理论分析、实验研究和计算机仿真等技术手段，对阴极铜包装作业过程中涉及到的计量、配重、整形、致密、贴标、自动打包、标识印制及生产线自动控制技术进行研究，完成铜自动包装生产线总体方案的设计。在此基础上开
dm500s
发能完全满足金川公司阴极铜自动包装作业要求的成套装备, 并直接应用于生产实践。本论文对阴极铜自动包装生产线的控制系统及其配重系统进行研究，具体研究内容如下：
(1)铜板自动包装生产线总体控制方案的研究；(2)单垛阴极铜板配
重原理的研究；
(3)配重工位铜板抓取系统的设计；(4)配重工位机械结构设计；
(5)配重工位电子秤与可编程控制器通讯的建立；(6)配重系统控制周渝斐
程序的设计。
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