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| 配料系統(tǒng)改進(jìn)設(shè)施 | 2020-02-17 |
| 摘要:油漆稱重配料系統(tǒng)技術(shù)改造為背景,闡述了油漆生產(chǎn)的工藝流程,采用基于PLC的集散配料系統(tǒng)作為總體控制方案,對(duì)油漆生產(chǎn)主要環(huán)節(jié)進(jìn)行了分析并給出控制方案。設(shè)計(jì)了基于PLC的稱重混合配料系統(tǒng),給出了配料系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)和軟件控制流程,對(duì)配料系統(tǒng)的模糊PID控制和仿真進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:該油漆稱重配料系統(tǒng)經(jīng)過(guò)PLC技術(shù)改造后,配料精度大幅提高。 油漆工業(yè)是連接種建筑業(yè)、船舶業(yè)、家具業(yè)產(chǎn)品等產(chǎn)業(yè)鏈條中極其重要的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其作為世界經(jīng)濟(jì)的新興工業(yè)之一,在較短的時(shí)間內(nèi)迅速發(fā)展起來(lái),受到了各國(guó)政府和企業(yè)界的高度重視。油漆加工生產(chǎn)線控制特點(diǎn)主要是各加工設(shè)備及檢測(cè)裝置間的順序控制,而這種順序控制正是PLC控制的優(yōu)勢(shì)所在。PLC控制是當(dāng)前工業(yè)配料系統(tǒng)中應(yīng)用非常廣泛的控制方式,使用PLC控制可以極大地提高生產(chǎn)的自動(dòng)化程度。可編程控制器與上位機(jī)PC的通訊實(shí)現(xiàn),可使生產(chǎn)過(guò)程整體優(yōu)化,確保正常生產(chǎn)和管理水平的提高。各種預(yù)混合油漆、濃縮油漆、配合油漆為主油漆生產(chǎn)車間兩個(gè),建成的生產(chǎn)線采用了微機(jī)控制技術(shù),現(xiàn)代化水平比較高;而早期建設(shè)的生產(chǎn)線配料系統(tǒng)仍然是接觸器、繼電器控制方式,其管理水平和生產(chǎn)效率均遠(yuǎn)低于另一條生產(chǎn)線。為適應(yīng)生產(chǎn)需求,對(duì)舊的生產(chǎn)線進(jìn)行了技術(shù)改造。 一、粘合劑配料系統(tǒng)工藝流程 活性劑自動(dòng)配料系統(tǒng)由兩臺(tái)計(jì)算機(jī)作為整個(gè)系統(tǒng)的人機(jī)界面。其中一臺(tái)為主站，攪拌罐液體灌裝機(jī)完成全部系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定、過(guò)程監(jiān)控、數(shù)據(jù)記錄；另一臺(tái)作為從站，以主站為依托，主管后配料系統(tǒng)的數(shù)據(jù)設(shè)定、過(guò)程監(jiān)控。主站直接同西門子S7—300PLC系統(tǒng)、前配料秤自動(dòng)控制儀表和后配料秤相通信。 前醇溶液配料系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)采用密封型接線盒，防塵、防潮，可確保信號(hào)傳輸可靠。前配料罐液體灌裝機(jī)配料秤儀表采用專用工業(yè)過(guò)程控制儀，配料釜防爆電子秤通過(guò)RS一485總線與中控室實(shí)現(xiàn)通信，反應(yīng)釜防爆電子秤既可獨(dú)立控制，反應(yīng)鍋防爆電子秤又可實(shí)現(xiàn)PLC聯(lián)機(jī)控制。各閥位及卸料器位置信號(hào)檢測(cè)采用稱重模塊，具有無(wú)觸點(diǎn)、抗干擾、抗粉塵、耐潮濕的特點(diǎn)。料斗秤防爆電子秤反應(yīng)釜倉(cāng)位采用重錘式料位計(jì)，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)倉(cāng)位檢測(cè)。后配料控制系統(tǒng)主秤采用高精度配料秤，附料采用減量秤（失重秤），非離子泵、香精泵、流量檢測(cè)采用間接方式，即通過(guò)壓力變送器實(shí)時(shí)檢測(cè)管道壓力，由壓力變化判斷出料口、進(jìn)料口是否堵塞。 配料系統(tǒng)監(jiān)控具有人機(jī)交互、通訊、顯示及存儲(chǔ)、打印等功能，并具有數(shù)據(jù)、圖形顯示，狀態(tài)監(jiān)控、數(shù)據(jù)輸入、信息存儲(chǔ)等各種有關(guān)操作的功能畫面。涂料自動(dòng)灌裝機(jī)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)過(guò)程數(shù)據(jù)監(jiān)視、模擬顯示工藝流程、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)記錄查閱、油墨自動(dòng)灌裝機(jī)系統(tǒng)操作員權(quán)限設(shè)定、工藝參數(shù)設(shè)定、設(shè)置運(yùn)行過(guò)程事件報(bào)警及手動(dòng)與自動(dòng)控制切換。監(jiān)控系統(tǒng)中現(xiàn)場(chǎng)控制儀表實(shí)時(shí)顯示流量、載荷、累計(jì)值、溫度等。油漆自動(dòng)灌裝機(jī)溫度指示通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)溫度顯示儀表、壓力指示通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)壓力顯示儀表及電機(jī)的電流經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)顯示儀表遠(yuǎn)傳至中控室集中顯示。變頻器調(diào)節(jié)配備自動(dòng)切換開關(guān)，與主控計(jì)算機(jī)通訊。 二、配料系統(tǒng)工藝配置 樹脂稱重系統(tǒng)組成：異丙醇配料系統(tǒng)有三部分組成：加料、稱量、放料，加料部分有8臺(tái)螺旋輸送機(jī)組成，依次完成對(duì)8種物料的輸送。稱量部分由乙酸乙酯稱量配料系統(tǒng)、四組稱重模塊及二次儀表組成，完成各種物料的計(jì)量。放料部分有兩個(gè)放料螺旋及五個(gè)放料口的氣動(dòng)閥組成，配合各檢測(cè)開關(guān)完成對(duì)五個(gè)捏合機(jī)的定位加料。配料系統(tǒng)也有三部分組成：加液體、稱量、放液體，放液體有五只氣動(dòng)閥完成各自的放液體工作。 三、工作原理 1、二甲亞砜配料系統(tǒng)：現(xiàn)場(chǎng)有三部分組成加料、稱量和放料。加料小車是有懸掛在反應(yīng)釜下的管式螺旋輸送機(jī)，將各反應(yīng)釜的料分別依次加入稱量配料系統(tǒng)內(nèi)，重量信號(hào)由稱重模塊傳遞給數(shù)據(jù)采集盒，數(shù)據(jù)采集盒傳給稱重終端。每一種料加入完成時(shí)，稱重儀表發(fā)信號(hào)給PLC，PLC令該種料停止加入同時(shí)令下一種料繼續(xù)加入，每種料的加入量是由預(yù)置在稱重儀表內(nèi)的預(yù)置值來(lái)確定的。加料稱量（配料）完成后，等待放料。 2、放料：放料與否取決于捏合機(jī)的工作狀態(tài)及需求指令，當(dāng)一號(hào)捏合機(jī)需求放料時(shí)，稱量配料系統(tǒng)低部正對(duì)的氣動(dòng)閘板拉開，聚乙二醇稱量配料系統(tǒng)內(nèi)螺旋反轉(zhuǎn)，將系統(tǒng)內(nèi)料送出，放入1號(hào)捏合機(jī)，放料完成后，稱重儀表復(fù)零發(fā)信號(hào)給PLC，PLC令系統(tǒng)內(nèi)螺旋停轉(zhuǎn)，放料門閘板自動(dòng)關(guān)閉，隨后再次進(jìn)行配料，當(dāng)給2號(hào)捏合機(jī)需求放料時(shí)，只有把2閘板打開，當(dāng)PLC接到2號(hào)閘板打開的信號(hào)后，令乙酸乙酯稱量配料系統(tǒng)內(nèi)的螺旋正轉(zhuǎn)，送出的料穿過(guò)螺旋輸送機(jī)10落入2號(hào)捏合機(jī)。當(dāng)3、4、5號(hào)捏合機(jī)需求放料時(shí)，相應(yīng)閘板拉開，螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)PLC接到螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的信號(hào)后，令稱量配料系統(tǒng)內(nèi)的螺旋啟動(dòng)，輸出的料落入下部的螺旋輸送機(jī)，將料送至相應(yīng)的捏合機(jī)內(nèi)。 3、福爾馬林配料系統(tǒng)：配料系統(tǒng)也有三部分組成加液體、稱量、放液體。來(lái)至涂料反應(yīng)釜的涂料先經(jīng)過(guò)手動(dòng)截止閥，再通過(guò)加液體氣動(dòng)閥將液體加入涂料稱量反應(yīng)罐內(nèi)，當(dāng)液體量達(dá)到液體稱重儀表設(shè)定值時(shí)，稱重儀表發(fā)信號(hào)給PLC，PLC令加液體氣動(dòng)閥關(guān)閉，加液體量的多少受控于稱重儀表的預(yù)置值。工況模擬屏上的涂料液位顯示儀，僅用來(lái)顯示涂料稱量反應(yīng)罐內(nèi)涂料液位高低，并在涂料加入量超發(fā)出報(bào)警信號(hào)。稱量后的涂料，在打開涂料放液體閥后流入捏合機(jī)內(nèi)。當(dāng)稱量反應(yīng)罐內(nèi)的涂料放完時(shí)，稱重儀表發(fā)出復(fù)零信號(hào)給PLC，PLC令放液體閥關(guān)閉。自動(dòng)配料系統(tǒng)時(shí)PLC接到放液體閥關(guān)閉信號(hào)后，令加液體閥打開，進(jìn)入下次硫化鈉溶液配料系統(tǒng)過(guò)程。 四、氫氧化鈉溶液自動(dòng)配料系統(tǒng)控制特性 1、三氯化鋁溶液稱量配料系統(tǒng)：稱量配料系統(tǒng)的核心是一個(gè)160點(diǎn)的可編程序控制器（PLC），和部分顯示控制儀及按鈕組成電控系統(tǒng)，輸入信號(hào)78個(gè)輸出信號(hào)75個(gè)。本系統(tǒng)有手動(dòng)和自動(dòng)兩種控制模式。在自動(dòng)狀態(tài)下，配料需在PLC檢測(cè)到稱重儀表復(fù)零信號(hào)以及放料門關(guān)閉信號(hào)后才可進(jìn)行。放料要在PLC檢測(cè)到放料門打開信號(hào)后方可進(jìn)行。當(dāng) PLC未檢測(cè)到閘板開信號(hào)，模擬屏上的閘扳指示燈慢閃爍，當(dāng) PLC未檢測(cè)到閘板關(guān)信號(hào)，模擬屏上的閘扳指示燈快閃爍，以幫助工作人員快速檢查。配料系統(tǒng)時(shí)需在PLC檢測(cè)到稱重儀表復(fù)零信號(hào)以及所有放液體閥的關(guān)閉信號(hào)后自動(dòng)進(jìn)行，當(dāng)因某種原因（氣動(dòng)加液體閥關(guān)不上、預(yù)置值設(shè)置錯(cuò)誤、電氣故障），涂料加入量超，模擬屏將發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，提醒工作人員迅速采取措施，查清故障予以排除。在手動(dòng)狀態(tài)下，配料、配料系統(tǒng)只有在PLC 檢測(cè)到閘板或閥門的關(guān)閉信號(hào)后，才可依次進(jìn)行操作。放料、放液體則取決于捏合機(jī)操作人員發(fā)出的需求信號(hào)。主控室模擬屏還裝設(shè)了反應(yīng)釜料位檢測(cè)，液體溫、液體位檢測(cè)，捏合機(jī)運(yùn)行狀態(tài)顯示。 2、氣動(dòng)部分：由空壓站來(lái)的壓縮空氣（壓力＞0.5Mpa），經(jīng)三聯(lián)件處理后分別送給十一個(gè)二位五通電磁單控?fù)Q向閥，來(lái)控制十一個(gè)氣缸的動(dòng)作?？刂崎l板氣缸的換向閥在不得電的情況下，將壓縮空氣送至氣缸后腔，關(guān)閉閘板。而控制涂料閥氣缸的換向閥在不得電的情況下， 將壓縮空氣送至氣缸前腔，關(guān)閉涂料閥。整個(gè)系統(tǒng)在氣壓低于0.4Mpa時(shí)， 模擬屏將發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，所有氣閥將自動(dòng)關(guān)閉。四、系統(tǒng)特點(diǎn) 1.本氰醇硝酸稱重系統(tǒng)對(duì)不同粒度的物料和涂料的加入量控制精度高，稱量和控制關(guān)鍵部件采用美國(guó)、日本進(jìn)口元器件，性能穩(wěn)定可靠。 2.異丁醇稱重系統(tǒng)整個(gè)工藝流程采用全封閉設(shè)計(jì)，有效地減少了粉塵污染。 3．二甲胺溶液稱重系統(tǒng)為確?；炷筚|(zhì)量，將捏合機(jī)的工作情況納入該系統(tǒng)的監(jiān)視范圍，避免誤操作。 | |
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