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| 粉體（液體）預(yù)混合配料系統(tǒng)的應(yīng)用 | 2020-02-18 |
| 摘要 目前，PLC配料系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于生活和工業(yè)生產(chǎn)中。但在稱重系統(tǒng)的溶劑系統(tǒng)中，對使用相對較少的小粉料，有的還不太重視，仍存在小作坊配料的形式。本文就是針對稱重系統(tǒng)溶劑系統(tǒng)中的小粉（粒）料，PLC配料系統(tǒng)采用電磁振動加料器,雙螺桿加料器分別對小粒料,遠程配料電腦聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控；實現(xiàn)自動配料系統(tǒng)的配料。 一、緒論 1.自動配料系統(tǒng)簡介 目前，自動配料系統(tǒng)在用量大的物料（固體或液體）稱量中，被廣泛使用，實現(xiàn)了稱量、配料的自動化，實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。而我所見的塑料溶劑中，對使用相對較少的小粉料，有的還不太重視，仍存在小作坊配料的形式。人工按照配方用臺電子秤、電子秤對各項小粉料稱量，混合，包裝。這樣的配料方式，人員的勞動強度大，作業(yè)環(huán)境差，稱量精度差，易配錯，不易滿足快速、連續(xù)的生產(chǎn)，給生產(chǎn)帶來不良因素?，F(xiàn)在配料系統(tǒng)的是在小粉料及混合液體中攪拌進行控制。它也可以在類似的稱量系統(tǒng)中使用。 2．配料系統(tǒng)工藝流程： 配料系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)主要從事電氣自動化、智能化方面的研究。釆集設(shè)備、稱重儀表、變量執(zhí)行設(shè)備這3部分組成。數(shù)據(jù)采集設(shè)備主要包括稱重模塊、流動電流檢測儀和濁度計等儀器儀表,其釆集的模擬量信號經(jīng)處理后送入相應(yīng)的稱重儀表。各稱重儀表執(zhí)行相應(yīng)控制算法后得到控制量，此控制量經(jīng)變量執(zhí)行設(shè)備計量泵控制乙醇。供液稱重混合自動配料系統(tǒng)由存儲反應(yīng)罐、供應(yīng)自動配料系統(tǒng)、稱重自動配料系統(tǒng)、混合設(shè)備、輸送設(shè)備和控制自動配料系統(tǒng)組成。主要功能:接收和儲存液體(散裝或鐵桶)；不同液體和沉積液體的分布和混合；分發(fā)到間歇性或連續(xù)性稱重配料罐。適用于需要液體的溶劑企業(yè)的批量生產(chǎn)。此自動配料系統(tǒng)生產(chǎn)計量，效率高，解決客戶手動攜帶液體的重型體力勞動，節(jié)約勞動力，解決搬運過程中液體的偏差和開封過程中殘留液體的浪費，節(jié)約液體反應(yīng)罐的存儲，合理使用空間，靈活設(shè)置保存點和使用點。自動配料系統(tǒng)由可編程控制器自動控制，無需手動控制即可持續(xù)存儲、使用和分配液體。該乙醇稱重配料系統(tǒng)是采用重量比例前饋控制與流動電流混凝攪拌串級控制的復(fù)合控制策略。 從配料系統(tǒng)上來說，溶劑工廠可分為數(shù)種。區(qū)別在于聚合物的處理和運輸手法，或區(qū)別在于稱量斗的數(shù)量。一般應(yīng)用的料斗數(shù)目為二個：一個用于聚合物，另一個用于甲醇及碳酸鈣。也有用四或五個料斗：三個獨立料斗用于聚合物、甲醇及水份，一個用于液體添加劑，而另外一個用于固體添加劑。最多可有八個料斗：每種物料對應(yīng)一個配料斗，有三個聚合物料斗，一個水份配料斗，一個液體添加劑料斗，一個固體添加劑料斗和二個不同標(biāo)號甲醇料斗。 一般說來，就是由三種主要物料（聚合物、甲醇及水份）及一些添加劑（如果需要），根據(jù)預(yù)先設(shè)定之配方，以配料程序混合，再載入攪拌斗中。 這個過程有二大特點，就是十分程序化和要求很高的精確度，否則很容易導(dǎo)致浪費和損失。因此，一個高質(zhì)量的自動化系統(tǒng)便顯得十分需要，而且這個系統(tǒng)必須在速度、可靠性及靈活性各方面都能有的表現(xiàn)。 3．產(chǎn)品描述： 自動配料系統(tǒng)由計算機、稱重模塊機柜和外圍設(shè)備（前配料秤、后自動配料秤、料位機）組成。自動配料監(jiān)控系統(tǒng)由電子秤兩臺計算機作為整個系統(tǒng)的人機界面。其中一臺為主站，完成全部系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定、過程監(jiān)控、數(shù)據(jù)記錄；另一臺作為從站，以主站為依托，主管后配料系統(tǒng)的數(shù)據(jù)設(shè)定、過程監(jiān)控。主站直接同西門子S7—300PLC稱重系統(tǒng)、前配料秤自動控制稱重儀表和后配料秤相通信。前配料系統(tǒng)現(xiàn)場采用密封型接線盒，防塵、防潮，可確保信號傳輸可靠。前配料秤稱重儀表采用專用工業(yè)過程控制儀，提供給預(yù)混合解決方案主要有賴于稱重模塊、稱重模塊和PLC控制。料罐或料斗的重量信息，透過安裝在其下的稱重模塊，傳送到稱重模塊。他根據(jù)這些信息及預(yù)先設(shè)定的配料程序，進行分析并作出相應(yīng)的控制。利用稱重模塊、稱重模塊和PLC控制器，可獨立的控制整個程序。配合計算機及特別設(shè)計的軟件，可把整個系統(tǒng)的操作界面簡化，而使到控制人員更易掌握及使用。通過RS一485總線與中控室實現(xiàn)通信，防爆電子秤既可獨立控制，又可實現(xiàn)PLC聯(lián)機控制。對于自動化生產(chǎn)線中的自動稱重配料系統(tǒng)或者單臺自動稱重設(shè)備，PLC與RS485口直接通訊或者采用模擬量輸入、輸出模塊組態(tài)自動配料系統(tǒng)，同時設(shè)置稱重控制器PLC執(zhí)行生產(chǎn)工藝控制，VB程序可編譯成獨立執(zhí)行EXE文件或者SETUP安裝文件，便于使用和移植。為了便于介紹，本文以單臺稱重設(shè)備為例介紹該自動配料系統(tǒng)的開發(fā)方法。重量比例控制是以調(diào)節(jié)計量泵的沖程為目的的，由于沖程與原溶劑重量成比例關(guān)系，因此，選用的沖程調(diào)節(jié)器為比例調(diào)節(jié)器。由于溶劑廠溶劑攪拌被控對象具有大時滯特性，多數(shù)溶劑廠采用PID串級控制方案。采用串級控制的溶劑攪拌控制性能較好，得到的出廠質(zhì)量較理想；但當(dāng)原溶劑溶劑質(zhì)發(fā)生變化時，串級配料系統(tǒng)的控制品質(zhì)會明顯下降。因此，針對溶劑被控對象的特性，，采用模糊自整定PID稱重儀表作為主調(diào)節(jié)器，以改善由于溶劑質(zhì)發(fā)生變化時的動態(tài)性能和抗力，組成模糊自整定PID串級配料系統(tǒng)。 稱重模塊根據(jù)噸位不同可選SB系列或RN系列。 SB系列為剪切梁式稱重模塊，不銹鋼材質(zhì)，防護等級IP68，量程范圍從60公斤到60噸，精度為OIMLR60認(rèn)證(C3)3000d,綜合最小誤差≤±0.02%Cn。RN系列為輪輻式稱重模塊，不銹鋼材質(zhì)，防護等級IP66/IP68，量程范圍從0.5噸到5噸，精度為C3級OIMLR60認(rèn)證(C3)6000d,綜合最小誤差≤±0.018%Cn，輸出阻抗1000±0.5&911;，靈敏度2mV/V. 稱重模塊通常采用雙通道SIWAREXU，作為S7-300的特殊功能模塊，可以直接連接模擬量稱重傳感器信號（1mV/V–4mV/V）。轉(zhuǎn)換精度為0,05%，分辨率16位（65,000內(nèi)分度），測量速率50次/秒，2個串口可帶4路顯示，用SIWATOOLS軟件調(diào)試和標(biāo)定。SIWAREXU稱重模塊可以根據(jù)不同要求有二種選擇：單通道，雙通道。 使用SIWAREX稱重模塊優(yōu)勢在于：由于不是采用稱重模塊信號首先連接到稱重儀表，再連接到PLC方式；而采用直接連接到PLC模塊方式，從而降低集成價格和工程造價；減少開發(fā)周期；降低系統(tǒng)故障發(fā)生率；提高分辨率/精度；大大提高數(shù)據(jù)實時性和加速生產(chǎn)率；99%與SIMATIC兼容；時間長。 4．配料系統(tǒng)組成 調(diào)速配料系統(tǒng)通常有兩種調(diào)速方式：調(diào)節(jié)反應(yīng)釜給料機給料和調(diào)節(jié)混合罐變頻速度給料。該稱重配料系統(tǒng)采用調(diào)節(jié)反應(yīng)釜給料機進行給料?？刂七^程主要是通過配料混合罐防爆電子秤對反應(yīng)釜給料機輸送的物料進行計量。稱重儀表接收來稱重模塊發(fā)送的稱重信號和速度稱重模塊發(fā)送速度信號，經(jīng)處理后轉(zhuǎn)化為累計值和瞬時流量，并將累計值、瞬時流量信號傳送給工業(yè)控制機（上位機）、智能調(diào)節(jié)器通過內(nèi)置PID調(diào)節(jié)器，進行比較運算后自動調(diào)節(jié)PID值，用來調(diào)節(jié)變頻器，再由變頻器去調(diào)節(jié)反應(yīng)釜給料機的轉(zhuǎn)速，當(dāng)流量增大時，降低反應(yīng)釜給料機的轉(zhuǎn)速，反之提高反應(yīng)釜給料機的轉(zhuǎn)速，從而使得幾種物料的流量和階段累計量均保持在設(shè)定的范圍內(nèi)，進而得到可靠的產(chǎn)品質(zhì)量。西門子提供了靈活的配料系統(tǒng)以應(yīng)付不同系統(tǒng)的不同需要。普遍說來，一臺稱重控制器負(fù)責(zé)控制一個攪拌裝置。但是如果幾個攪拌裝置在一起時，配料控制器能夠在同一時間控制多個攪拌裝置。一個配料斗可以是單秤單料控制，如：根據(jù)配方控制聚合物加料放料；也可以采用一個配料斗實現(xiàn)單秤多料控制，如：根據(jù)配方分時段地控制甲醇及水份加料。通常情況采用單秤多料控制方式，這樣可以節(jié)省設(shè)備和空間，但無法提高稱量精度和加快配料速度。 另一個自動化溶劑工廠的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，采用單秤單料控制方式。在這系統(tǒng)中，聚合物、甲醇和水份每個稱重點均由獨立的配料斗，由稱重模塊和SIMATICS7-300可編程控制器控制加料和出料，通過I/O模塊控制電機和閥門，靈活地控制多種原料配比的能力，能夠根據(jù)預(yù)先編定的程序，自動運行、控制輸入、輸出及從打印機印出報告，所以基本上不需要上位控制系統(tǒng)。如果配置了計算機及配料軟件，可把設(shè)定及控制工作（例如配方設(shè)定、運行開關(guān)、警告監(jiān)察及記錄、打印報告等）簡化。西門子特別提供了WINCC組態(tài)軟件，單秤單料控制方式的優(yōu)點在于每個物料用一個稱量斗，同一時間內(nèi)可以同時進行自動配料；利用稱重模塊直接接入PLC，不需要通過稱重儀表的中間轉(zhuǎn)換，從而更具有快速實時相應(yīng)和保證數(shù)據(jù)處理的高精度的集中處理。用于對現(xiàn)場的工況進行集中監(jiān)視、數(shù)據(jù)記錄、參數(shù)設(shè)置、定時存盤、報表打印及報警提示記錄等，將切換開關(guān)置于控制室，可對現(xiàn)場設(shè)備進行啟停操作；同時控制室與調(diào)度室進行通訊，將現(xiàn)場情況傳送到調(diào)度室，調(diào)度人員能在上位機上直觀地觀察到生產(chǎn)過程中設(shè)備的運行狀況、實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)等，并將這些數(shù)據(jù)進行處理存儲、打印等。通過這些實時數(shù)據(jù)的采集、處理，從而充分地提高該溶劑廠產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)效率，發(fā)揮人力、物力和實現(xiàn)高度自動化控制。 | |
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