金伟

摘要：起爆具能可靠起爆各类的工业炸药以及钝感炸药，能够在全炮孔内任意位置起爆。我国以前生产起爆具都是采用人工进行批量生产，导致产品的生产效率低、质量稳定性差、生产安全性差等。当前，我国采用自动控制技术进行生产，不仅提高了生产效率，而且提高了产品的质量，本文对起爆具的生产工艺进行了分析，并探究了自动控制技术在起爆具生产中的应用。

关键词：自动控制；起爆具生产线；作用

引言

在爆破作业当中，尤其在中深孔的爆破作业中，起爆具发挥着重要的作用。当前，我国的起爆具在生产过程中采用了自动控制技术，不仅提高了起爆具自动化的生产效率，而且提高了企业的生产安全性，保证了产品的质量，进而推动了我国起爆具生产企业的发展。

1起爆具的生产工艺流程

某企业的起爆具生产工艺如下：首先，把三硝基甲苯（TNT）倒入熔化机中，熔化后三硝基甲苯（TNT）流入混药机内，同時把黑索金放入料仓中。等到三硝基甲苯完全融化之后，向混合机中按照一定的速度缓慢加入把黑索金并充分进行搅拌，搅拌均匀后，把混合料注入注药机中准备浇注。注药机通过浇注头分别对各个模具进行浇注。浇注过程要进行两次，第一次是装到模具灌的一半，第二次浇注满整个模具的灌装。等模具冷却后退模，最后进行包装检验。此起爆具生产工艺流程如图1所示。

根据起爆具的生产工艺以及配方的要求，要充分考虑影响起爆具的安全生产以及产品质量的各种要素。要想实现起爆具连续化自动化生产，控制系统要承担以下几项内容：第一，起爆具生产流程中的各设备的顺序控制、开关控制以及连锁控制；第二，温度测量和控制，三硝基甲苯融化和黑索金在混合的过程中温度的控制和检测，以及浇注过程中温度的检测；第三，检测黑索金和三硝基甲苯的重量；第四，控制浇注过程中每支起爆具的重量；第五，提供生产过程中的安全防护技术，包括超温、空料、过载、断料等设备以及工艺过程的报警。

2自动控制在起爆具生产线中的应用

2.1直接数字控制系统

直接数字控制系统，也称为计算机集中控制系统，通过计算机采集现场的实时数据，并进行简单的控制和逻辑运算，由模拟量输出通道与数字量输出通道将信号输出，进而直接控制现场的生产过程。该系统为闭环控制系统，该系统中每台计算机都要控制很多个回路，显示很多的监测点，这就对工程人员用软件设计实现各项功能提出了较高的要求。直接数字控制系统能实现实时在线控制，系统灵活并且功能多，便于维护，而且系统的控制精度很高。该系统中对于所有信息的收集、发送及处理都是由中心计算机执行的，如果计算机出现故障，很可能会造成整个系统瘫痪，所有的功能都会失效，进而影响生产的可靠性，因此，当前直接数字控制系统已经无法满足起爆具的生产要求了。

2.2计算机监督控制系统

计算机监督控制系统也称设定值控制系统。计算机根据工艺的信息以及其它的参数，按照描述生产过程的数学模型或方法，自动改变模拟调节器和直接数字控制方式的给定值，使生产过程始终处在最优的工作状况下。该系统具有效率高、能耗低的特点，并且该系统是闭环结构，其监控计算机具有复杂的控制功能。计算机监督控制系统有两种典型的结构形式，即分级控制系统、模拟调节器控制系统，该系统会针对影响生产的各种因素以及建立的数学模型得出使生产过程处于最优状态的给定值，并根据这些对模拟调节器以及下一级系统进行自整定。该系统有效解决了系统在进行实时控制时采样周期短的缺点，并且能完成较复杂的计算，能够对控制系统进行很好的优化。此外，计算机监督控制系统结构为集中控制型，如果用其控制多个回路，可能会遇到风险集中的问题，导致整个系统的可靠性降低。

2.3现场总线控制系统

现场总线控制系统，简称FCS，其是由各种现场仪表通过互连和控制室内的人机界面组成的系统。现场总线是一个能连接现场自动化设备以及控制系统的数字式通信网络，它具有多分支结构能够实现双向传输，如图2所示。FCS的精确性很高、设计与安装方便、便于进行维护与扩展、能够节约软硬件的投资。该控制系统采用串行的通信方式，具有特殊功能的设备也能通过一条总线进行连接，从而实现现场设备和控制系统间的通信，从而完成信息交换以及数据传输，其具有数字计算与数字通信的能力，在现场就可以完成对特定控制的计算，不仅能够避免信号传输过程中出现误差，同时还能够有效提高信号的控制以及测量精度，为远程信息传输节省大量的资源。FCS还能提供传统仪表不能提供的设备信息，包括阀门开关动作次数、设备的资源以及故障诊断等。为相关操作管理人员对系统运行状态进行管理、监测以及维护等提供了很大的便利。在起爆具的生产中利用该控制系统，能够降低生产的投入费用，并且当系统出现故障时也能够及时进行维护，极大的提高了生产过程的可靠性和准确性。

2.4集散控制系统

集散控制系统又称为分布式控制系统，其利用计算机技术对生产过程进行操作管理、集中监视、分散控制，是一种新型的控制技术。集散控制系统中综合运用了测量控制技术、计算机技术、信号处理技术、过程控制技术、网络通讯技术以及图形显示技术。该系统包括过程控制级、现场级与管理级。其中，现场级又称为数据采集装置，主要采集现场的过程变量，比如现场转速的、实时温度的采集等，然后将采集的数据传输至监控的计算机中，与此同时上位机会将控制信号传输到各个执行机构和变送器；过程控制级是对现场级传输的信号，按照工艺要求以及执行控制规律进行运算，并将运算结果传输到现场级的设备；管理级是控制系统和工作人员进行信息交换的地方，一般管理级会配备多个键盘、显示器，具有较大的存储容量。在管理级操作人员能观察到系统中各个设备的开停情况、系统的运行状态以及每个工艺参数的变化情况等。操作员还可以根据需要随时对控制过程的设定值进行修改，调整控制系统的输出信号，从而实现对现场的设备操控。

结束语

综上所述，自动控制技术在起爆器生产中的应用，提高了起爆具的生产工艺水平，使产品的质量得到保障，并且提高了原材料的利用率，实现了能源的节约，而且降低了生产成本，同时，高可靠性的硬件以及先进的控制程序，能够保证生产过程严格按设定参数进行，提升了生产的可靠性和安全性。

参考文献：

[1]王越胜，林森，WANG Yue Sheng，等.S7-300PLC在起爆具生产线上的应用[J].杭州电子科技大学学报，2012，32（4）：162-165.

[2]林森.起爆具生产线自动控制系统的设计[D].杭州电子科技大学，2013.