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| 自動化配料系統(tǒng)原理和特點 | 2020-02-17 |
| 在油漆材料生產(chǎn)行業(yè)，配料通常是將原材料按某種比例均勻混合在一起，用以形成一種新的材料，因此配料是這類行業(yè)生產(chǎn)的重要組成部分。在生產(chǎn)過程中，各種原料要嚴格按比例進行均勻混合，就必須靠配料系統(tǒng)來完成，目前工廠一般使用兩種方法，種方法采用人工稱重，然后將成比例的各種原材料同時放入配料設備中攪拌。另一種方法是自動稱重，自動攪拌。由于很多原始材料為粉狀或顆粒，人工配料時，人體容易吸入粉塵等雜物，導致職業(yè)病出現(xiàn)，增加了生產(chǎn)風險和勞動力成本，同時配料品種繁多，數(shù)量巨大，因此人工配料難以現(xiàn)場管理，很容易出現(xiàn)誤配，不但質(zhì)量難以保證，同時也增加了管理成本。為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，要求采用準確、可靠的自動配料系統(tǒng)?；赑LC、工控機和稱重儀表的配料系統(tǒng)在油漆材料現(xiàn)有的配料系統(tǒng)中，工人首先將材料運送到稱重車間，稱重完之后，再將材料手動送到配料設備上進行配料，稱重車間使用了杭州四方的稱重儀表進行稱重，通過RS232口和工控主機相連，位于中控室的工控主機負責記錄稱重結(jié)果，顯示稱重數(shù)據(jù)，同時，控制人員可以在中控室通過控制電路手動控制配料過程的起停。這種方式效率低下，同時，主機上運行的是C語言開發(fā)的DOS程序，可擴性差，人機交互困難，不能完成自動配料的所有要求。為了提高生產(chǎn)率，降低成本，需要采用全自動配料系統(tǒng)。新自動配料系統(tǒng)采用主從式結(jié)構(gòu)。以工控機為上位主機，以西門子PLC、變頻器和稱重儀表為下位從機。主機處于主導地位，實現(xiàn)對各從機的通信管理和控制，將工控機的RS-232異步通信口經(jīng)電平轉(zhuǎn)換后與PLC相連，形成上、下位機通信的一個物理通道；將主機的另一RS-232口和稱重儀表的通信口相連，構(gòu)成第二個物理通道。上位機采用輪詢方式，逐個與從站通信。上位機把任務規(guī)劃的結(jié)果傳送給產(chǎn)品與應用PLC，在PLC進行控制的過程中，上位機使用上位機連接命令監(jiān)視下位機的運行狀態(tài)和數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi)容，PLC的內(nèi)部狀態(tài)以及稱重儀表的實時數(shù)據(jù)，在上位機上顯示?？傮w上講，自動配料系統(tǒng)具有如下功能：①全自動配料，在設定好配方之后，自動配料系統(tǒng)自動按照配方稱重配料，無需操作人員干預；②具有報表功能，可以產(chǎn)生日報表，實時報表和月報表、年報表等；③動態(tài)增加和修改報表，自動配料系統(tǒng)通過設定權(quán)限，賦予技術(shù)人員或操作人員修改，增加配方的權(quán)利，同時記錄該次修改的日期和操作人員編號；④斷電恢復功能，自動配料系統(tǒng)能夠在突然斷電的情況下，恢復斷電前的測量記錄；⑤局域網(wǎng)共享功能，主機在局域網(wǎng)內(nèi)可以共享數(shù)據(jù)，方便車間主管了解工程進度和其他情況。 自動化配料系統(tǒng)通過可對生產(chǎn)線進行設定,管理和優(yōu)化控制,實現(xiàn)涂料廠配料控制,混合料控制,上料鋪底料控制,反應釜比例調(diào)節(jié)終點等等。 涂料自動配料系統(tǒng)組成和原理 涂料配料設備主要由拖拉式螺旋防爆電子秤、圓盤混合罐＋伺服螺旋防爆電子秤、溶劑攪拌器等。其稱量配料系統(tǒng)主要由防爆電子地磅體稱重模塊和測速稱重模塊、稱重顯示器、設備調(diào)速裝置、反應罐體料位檢測設備，以及冗余的PLC、上位機等及其軟件組成。設計用不間斷電源為計算機以及PLC模塊供電，以便在外電源發(fā)生故障的情況下保證系統(tǒng)供電。 一、配料系統(tǒng)工作原理： 該自動化配料系統(tǒng)硬件采用西門子S7300系列和ET200模塊，軟件采用西門子STEP7系列和WINCC系列。涂料原料按工藝要求按照一定的比例進行配料控制，同時根據(jù)各料反應罐的料位信息給出上料制度。配料控制可以根據(jù)原料的重量和化學成分進行配比控制。目前國內(nèi)廠家配料主要按重量配比法進行。 重量配比是對原料反應罐下稱重螺旋防爆電子秤和給料裝置進行控制，根據(jù)稱重螺旋防爆電子秤和給料裝置的理論流量，PLC稱重配料系統(tǒng)設定好原料的配比和總給料量，同時要考慮原料反應罐排列順序的關(guān)系。通過上位機通訊設定每個反應罐下設備的流量，待稱重系統(tǒng)啟動后重量信號和速度信號送到二次稱重儀表，通過放大A/D轉(zhuǎn)換，計算出瞬時流量和累積量，并顯示于現(xiàn)場稱重儀表。稱重顯示器在將信號上傳給PLC模塊。PLC模擬量輸入模塊采集電子稱重螺旋防爆電子秤和給料裝置的重量信號和速度信號，根據(jù)用戶設定的參數(shù)進行自整定運算，如果設定值與現(xiàn)行值有偏差則PLC模擬量模塊將針對需調(diào)節(jié)的設備輸出一個標準信號(4~20mA)給變頻器，變頻器接受到PLC的信號后將實時改變設備的轉(zhuǎn)速，對于圓盤則使給料減少或增多，對于各調(diào)速稱則使物料流量減少或增多。從而使配料系統(tǒng)有一個穩(wěn)定狀態(tài)。當涂料機正常運作一定時間后，混合料反應罐料位會因為涂料布置情況出現(xiàn)波動，當帶車料層厚度穩(wěn)定后，PLC根據(jù)混合反應罐稱重模塊測出的反應罐內(nèi)物料的物位重量對配料反應罐各下料口進行流量調(diào)節(jié)，保證混合儲料罐進出料平衡?；旌狭献詣踊饕菍纱位旌线M行加溶劑控制和電氣連鎖。由于一次混合的目的在于混勻，所以根據(jù)一混前混合料的總量和一混前水分檢測儀的適時水分值按一定百分比進行加溶劑計算，通過控制一次混合家水管上電動調(diào)節(jié)閥來調(diào)節(jié)進水流量。將配料反應罐各下料口現(xiàn)行值累加計算出去一混皮帶物料流量并共享給混合料自動加溶劑稱量配料系統(tǒng)，根據(jù)物料的總量和物料進入一混前的含水百分比計算出需要給一混加多少溶劑，為一混自動加溶劑提供加溶劑基準。 二、稱量配料系統(tǒng)特點 （一）智能稱重儀表，是專門針對螺旋防爆電子秤、絞刀防爆地磅、圓盤防爆地磅等設計的，是一種高性能集計量、控制、顯示于一體的稱重儀表，稱重儀表采用工業(yè)級元件設計、VFD高亮度豪華熒光漢字顯示、貼片工藝生產(chǎn)、多種抗干擾措施和單片機研究成果、具有功能強大、體積小、可靠性高和適應性強等特點?？蛇m用各種形式和各種量程的螺旋防爆電子秤控制。具有質(zhì)量可靠、計量準確、控制精度高、使用靈活、操作方便等很多突出優(yōu)點。稱重配料系統(tǒng)功能及特點如下： 1、采用現(xiàn)場總線技術(shù)，通訊速度快，通訊距離遠，可靠性高。 2、雙CPU硬件結(jié)構(gòu)，實時性好、控制精度高。 3、高亮度彩色熒光管字符顯示，可顯示2排共40個點陣字符。顯示信息豐富、直觀、操作方便。 4、輸入輸出接口采用多種硬件抗干擾技術(shù)。 5、可通過鍵盤、外部信號（端口）、遠程終端和上位機等對儀表進行操作。 6、可以砝碼標定、鏈碼標定、實料標定等多種標定方法，以滿足不同用戶要求。 7、智能PID調(diào)節(jié)，可選參數(shù)自整定功能。 8、可以通過儀表接口、遠程擴展模塊和通訊接口等方式與上位機、PLC或DCS相連接。 9、可以設定模擬輸入/輸出信號的值和最小值。 10、待機或運行狀態(tài)顯示參數(shù)可由用戶自定義。 11、具有流量控制和累計控制兩種控制方式。 12、具有調(diào)速和恒速兩種工作模式。 13、可設置多種報警輸出。 14、所有參數(shù)都設置上下限和省確值，出廠時按省確值設置，執(zhí)行出廠設置功能時，所有參數(shù)自動恢復為省確值。 15、設有累計脈沖輸出，脈沖的寬度和當量（每個脈沖代表的物料重量）可通過參數(shù)設定。 16、儀表“流量設定方式”和“啟動方式”可通過參數(shù)分別設定為“儀表鍵盤”、“外部接口”、和“通訊”三種方式。 （二）自動配料系統(tǒng)PLC特點如下： 1、采用現(xiàn)場總線技術(shù)，通訊速度快，通訊距離遠，可靠性高。 2、CPU硬件結(jié)構(gòu)，實時性好、控制精度高。 3、根據(jù)料反應罐料位信息提示原料上料。 4、輸入輸出接口采用多種硬件抗干擾技術(shù)。 5、智能PID調(diào)節(jié)，可自整定。 6、可對生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)實時采集、處理、記錄和監(jiān)測。 7、可以根據(jù)生產(chǎn)需要在線實現(xiàn)調(diào)節(jié)各配料防爆電子地磅的配比。 8、具有班產(chǎn)量和日產(chǎn)量、月產(chǎn)量累計功能。 9、現(xiàn)場稱重反應罐儀表顯示全部進出PLC控制，實現(xiàn)兩地顯示。 10、全過程自動配料，自動配料系統(tǒng)為獨立的閉環(huán)控制，可實現(xiàn)手動配料。 11、上位機采用工控機，仿真畫面顯示?？偨o定設定、配比設定、開停機、參數(shù)設定等用鼠標操作，簡單方便。 12、具有485接口通訊功能、數(shù)據(jù)處理及控制功能， 13、微機自動記錄運行、操作情況，可隨時查閱。 14、現(xiàn)場設急停操作盒，可在現(xiàn)場對各路設備進行操作和故障急停。 綜上所述，采用PLC加智能稱重儀表的稱量配料系統(tǒng)可靠性更高，平時主要為PLC集中控制，PLC故障時智能儀表也可以完成配料工作。同時稱量配料系統(tǒng)的維護及操作也更加簡單。 | |
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