AHC稱重配料系統(tǒng)

配料系統(tǒng)即將兩種或兩種以上的物料按一定重量配比自動定量加入到混合配料罐內(nèi)，經(jīng)過混合達到預(yù)定要求后自動出料的過程。自動配料系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于化工，醫(yī)藥，飼料，建材，冶金等行業(yè)的配料混合過程控制。與傳統(tǒng)繼電器接觸裝置相比，配料系統(tǒng)PLC具有體積小抗干擾能力強和可靠性高等優(yōu)點；介紹了以三菱可編程序控制器，模擬量輸入模塊，COM口232無協(xié)議通信模塊和觸摸屏面板為組合處理單元的自動配料系統(tǒng)的組成原理，給出了自動灌裝機的主要程序設(shè)計流程。實踐表明：該自動灌裝機運行正確可靠且具有硬件結(jié)構(gòu)簡單和成本低廉的特點。
雖然PLC在數(shù)據(jù)處理和顯示功能方面有些不足，但若采用性能穩(wěn)定的計算機來完成數(shù)據(jù)采集與通信處理，不但便于提供處理精度和降低成本，而且便于通過計算機本身的COM通信接口進行數(shù)據(jù)輸出和管理；選用三菱F900觸摸屏代替常規(guī)稱重顯示器做人機界面，將使自動配料系統(tǒng)設(shè)計成本大為降低，使PLC與稱重顯示器的接口編程變得更加簡單，并能使顯示功能得到增強。
配料系統(tǒng)中共有11個反應(yīng)釜電子秤控制16中配料配重即11路稱重模塊信號輸入，11個稱重儀表，每個反應(yīng)釜電子秤都是3或4個稱重模塊組成每組稱重模塊并聯(lián)或串聯(lián)由4或6跟信號線接入稱重模塊信號線接線盒，再接入TR200H稱重顯示器稱重模塊信號是2MV/V,靈敏度高低信號傳輸，須經(jīng)過稱重終端識別轉(zhuǎn)換為模擬信號，送入PLC的模擬量信號采集模塊；
整個配料系統(tǒng)無需防爆電子秤稱重儀表與主控制臺，只需稱重模塊接線盒、信號稱重控制儀表、接線柜、PLC、模擬量輸入模塊、通信模塊、觸摸屏，HZS(HLS) 系列控制雙機同步控制自動灌裝機，主要硬件由兩臺計算機、高性能的微電腦控制器、人機界面、高速高精度的稱重單元和國際低壓電器組成，結(jié)合自主研發(fā)的專業(yè)控制軟件實現(xiàn)化工液體生產(chǎn)的自動化控制，自動灌裝機計量精度高，制造成本低；
涂料自動灌裝機的故障率調(diào)查中，計算機故障排在，一旦發(fā)生故障將造成停機、停產(chǎn)。雙機同步控制液體灌裝機的兩臺計算機可同時也可單獨完成對整個生產(chǎn)流程的控制和管理，當(dāng)一臺計算機出現(xiàn)故障時，可以由另一臺計算機承擔(dān)控制任務(wù)，從而在不需要人工干預(yù)的情況下，自動保證油脂液體灌裝機能持續(xù)進行生產(chǎn)控制，將因計算機故障的停機率降到；
配料系統(tǒng)采用工業(yè)計算進行生產(chǎn)過程的控制，但因工業(yè)計算機配件和軟件的原因，一旦發(fā)生故障一般計算機維修人員都難以處理，給用戶的維護帶來了很大的困難和隱患，某某某電控通過技術(shù)進步，降低了對計算機的性能要求，不但可以使用工業(yè)計算機而且可使用標(biāo)準(zhǔn)計算機完成控制功能，方便了用戶的維護和升級，可解決用戶的后顧之憂。
1．高性能的硬件配置確?？刂频姆€(wěn)定、可靠：
•ADLINK 工業(yè)級計算機。
•高性能長壽命的 MITSUBISHI PLC ：超高速的運行速度，基本指令 0.08 μ s ，平均連續(xù)運行 30 萬小時。性能可靠。
•稱重控制器MITSUBISHI 人機界面：全中文、寬視角、高速回應(yīng)、性能可靠。
•MITSUBISHI AD 模塊： 500 μ s 高速轉(zhuǎn)換， 1/20000 的分辨率。
•主要低壓電器采用 Schneider 、 ABB 、 Rmron 等品牌。
2．完善的控制功能：
•稱重配料系統(tǒng)滿足工業(yè)4.0及國家2025計劃新趨勢，對智能包裝車間發(fā)展要求；
•自動配料系統(tǒng)上承ERP系統(tǒng)（料斗秤，航空行李秤，分選機，防爆吊秤，鋼瓶秤等稱重系統(tǒng)的無線數(shù)據(jù)都可以對接ERP），下接自動化灌裝生產(chǎn)線，實現(xiàn)從決策、管理、執(zhí)行全流程的生產(chǎn)信息化；
•提供全面、準(zhǔn)確的生產(chǎn)信息反饋，為生產(chǎn)管理和質(zhì)量控制提供依據(jù)，方便及時的數(shù)據(jù)分析；
•稱重配料系統(tǒng)從整體上調(diào)度灌裝線動作執(zhí)行，意外事件及時報警，使處理解決更加精準(zhǔn)，提高運行的安全性；
•自動配料系統(tǒng)可以記錄灌裝生產(chǎn)線的產(chǎn)能、運行情況，輔助管理者進行對產(chǎn)品性能、過程運作進行改進和提高；
•樹脂液體灌裝機協(xié)調(diào)了原料、生產(chǎn)、運輸?shù)认嚓P(guān)部門，使各部門配合更加密切，提高生產(chǎn)效率；
•輸入灌裝生產(chǎn)線的維保計劃、自檢方案等數(shù)據(jù)，提醒設(shè)備使用方及時維護保養(yǎng)。
•軟件登陸和防爆電子秤調(diào)校需要用戶密碼，有效的保證了重要生產(chǎn)數(shù)據(jù)的安全。
•稱重配料機采用全立體界面動畫模擬生產(chǎn)工況，實時顯示配料值、稱量值、誤差值等生產(chǎn)數(shù)據(jù)。
•配方管理系統(tǒng)可預(yù)先安排生產(chǎn)任務(wù)單并可重新調(diào)整生產(chǎn)順序。
•配料秤自動根據(jù)批次產(chǎn)量和拌缸容量自動分配單罐產(chǎn)量。
•全中文快速校稱并具有自診斷和提示功能，提供在線使用幫助。
•配料液體灌裝機自動調(diào)整落差并具有趨勢判斷功能、負(fù)值自動修正、零位自動跟蹤、按鍵去皮等。
•配料管理系統(tǒng)欠稱自動補稱、超稱自動扣稱，各種物料的計量和卸料允差范圍皆單獨可調(diào)。
•提供液體料含液體率修正窗口，方便增砂減液體。
•液體計量可隨時進行暫停和調(diào)整自動配料控制系統(tǒng)的液體配方。
•自動灌裝秤具有速度快、精度高、穩(wěn)定性好、抗干擾強、方便清理、長壽命等特點
•液體灌裝秤采用的幾項技術(shù)結(jié)合使之性能比一般灌裝性能高。與一般灌裝機有以下不同：簡單控制面板，設(shè)備操作簡單，調(diào)節(jié)球閥開度由稱重控制器輸出的 4～20mA 控制并可設(shè)定，自動稱重灌裝機技術(shù)的的應(yīng)用可限度減小慢加料時，液體對秤臺的沖擊，從而既提高了灌裝精度又保證了灌裝速度。
•稱重控制儀表采防爆安全認(rèn)證的耐壓防爆（EXdIIT4）稱重儀表,無需外加耐壓隔爆柜。
•自動液體灌裝機四桶灌裝小口對位時，傳統(tǒng)設(shè)備對口困難，對操作人員要求較高，很容易造成噴口軸心和灌裝中心錯位，稱重液體灌裝機采用軟橡膠預(yù)對口裝置，從而保證了對口準(zhǔn)確率，提高了效率。
•防爆電子秤秤臺采用 U 型結(jié)構(gòu)，U 型內(nèi)圈限位保護裝置，電動叉車可以進入 U 型區(qū)域，并可放在地下，但又不會撞到稱臺，降低了平衡叉車的操作難度，杜絕了電瓶叉車對秤臺的潛在損壞的可能性，提高了電動叉車周轉(zhuǎn)效率，又保證了防爆電子地磅的安全性。
•提供發(fā)貨單加載功能，用戶需要修改時可在辦公軟件完成發(fā)貨單表格設(shè)計，加載到控制自動灌裝機即可使用。
•配料系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理自動灌裝機方便用戶對生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行查詢、瀏覽或?qū)⑵漭敵龅酱蛴C。
3．操作簡單、維護方便：
•自動、半自動、手動三種工作方式使生產(chǎn)流程的控制更為自如，真正體現(xiàn)出控制方便。
•傻瓜化參數(shù)設(shè)定，所有生產(chǎn)經(jīng)驗參數(shù)一鍵完成。
•生產(chǎn)流程、卸料順序、攪拌時間計算方式可由用戶根據(jù)生產(chǎn)需要和操作習(xí)慣進行自定義。
•拌缸卸料氣動閥門在有效行程內(nèi)可任意調(diào)整關(guān)閉、半開、全開的位置，由自動灌裝機自動控制。并提供手動開氣動閥門定位功能，操作簡單、靈活、方便。
•在線實時檢測設(shè)備生產(chǎn)狀態(tài)，并進行安全連鎖管制。若出現(xiàn)異常工況，可準(zhǔn)確提示設(shè)備故障點提醒工作人員進行定位查看與檢修，實現(xiàn)故障定位排除。
二、定量配料系統(tǒng)組成及主要功能
2．1稱重配料系統(tǒng)組成原理:
整個配料稱重灌裝機由攪拌罐﹑儲料罐﹑稱重模塊﹑液位計﹑三菱FX2N128點PLC﹑三菱特殊模塊FX4AD模擬量輸入采集模塊與FX232IFCOM口通信模塊﹑F900系列觸摸屏和多個控制閥氣動閥門等裝置構(gòu)成，分機械和控制兩大部分。
由進反應(yīng)罐﹑計量罐防爆電子秤﹑攪拌機三部分組成，進反應(yīng)罐在電機的驅(qū)動下向計量罐防爆電子秤送出物料，配液罐防爆電子秤支撐在稱重稱重模塊上，由稱重模塊及稱重儀表產(chǎn)生的代表重量的電信號經(jīng)信號放大模塊后再由PLC與計算機采集，當(dāng)達到預(yù)定重量時，PLC 驅(qū)動電機開啟計量罐防爆電子秤氣動閥門，物料進入攪拌機，同時啟動攪拌電機，攪拌到規(guī)定時間后開啟出料口放料，一次配料過程完成。
反應(yīng)鍋的稱重模塊的信號0-30mV接進稱重控制儀表信號器放大模塊處理后，將其重量變化為0-30mV(可用于1-3 mV/V電阻應(yīng)變稱重模塊)的標(biāo)準(zhǔn)信號轉(zhuǎn)換為DC電壓輸出：0-5V，1-5V，0-10V或電流輸出：0-10mA，0-20mA，4-20mA，進行數(shù)據(jù)處理后以串行通信方式傳給PLC的AD采集模塊，PLC 將接收的數(shù)據(jù)送入稱重控制器的觸摸屏或上位機程序界面里顯示，供操作員監(jiān)控；當(dāng)需進行混合配料時，由用戶按自動鍵，PLC 啟動加料閥氣動閥門，將所需物料（本潤滑油自動灌裝機中含三種物料）按一定配比依次加入攪拌罐中，同時PLC監(jiān)測液位計送來的脈沖信號判定物料所處配料釜中位置，從而控制加料閥氣動閥門的通斷；加料完成后，根據(jù)預(yù)置的混和延遲時間，PLC 啟動攪拌電機，保證物料在攪拌釜中充分?jǐn)嚢?，完成混料操?然后進入放料和壓料階段，由PLC 控制出料閥氣動閥門動作，將物料從攪拌罐中輸出，壓入儲料罐中，完成一個周期的自動配料控制工藝流程。
反應(yīng)鍋稱重采用梅特勒--托利多稱重模塊，信號稱重儀表采用TR200H。F900是三菱公司推出的通過密封鍵盤提供操控和過程監(jiān)視的操作員面板，支持文本和圖形顯示。
五種液體反應(yīng)罐，每種配料釜都有慢、快配料氣動閥門，卸料氣動閥門 共三種氣動閥門
設(shè)置“自動”和“手動”兩種工作方式：“手動”工作是單獨完成某個控制環(huán)節(jié)，如單獨“加料”，單獨“攪拌”和單獨“放料”，它允許用“暫停/繼續(xù)”鍵進行暫停，允許在暫停狀態(tài)修改參數(shù)；“自動”工作是完成一個完整的循環(huán)控制周期，包括加料、攪拌、放料等環(huán)節(jié)，“自動”操作時只允許“暫停/繼續(xù)”鍵有效，各“手動”鍵無效，且不能修改參數(shù)；
自動配料系統(tǒng)具有立即停止功能：當(dāng)“停止”鍵有效時，任何控制過程中將停止并返回到重量顯示狀態(tài)；
稱重配料系統(tǒng)具有置零功能：在稱重狀態(tài)下按“置零”鍵，可使顯示值回零，如果超過置零范圍則不能置零并顯示出錯信息；
定量配料系統(tǒng)具有去皮功能：在稱重狀態(tài)下按“去皮”鍵可將顯示重量作為皮重扣除，再按一次“去皮”鍵將恢復(fù)原來的顯示重量。
3．提高配料液體灌裝機稱重精度的措施
配料定量灌裝機的精度主要由稱重模塊和信號放大模塊決定，但由于自動灌裝機的工作過程是一個動態(tài)過程，控制過程中的某些操作將直接影響到定量灌裝機的精度，因此在軟件上采取了以下措施：
•在每一配料周期開始時，將此前設(shè)定的加料量與實際的加料量求差值，作為本周期設(shè)定的加料量的補償值，以消除每一秤加料量的累計誤差；
•不采用開機自動置零方式，目的是為了便于觀察稱重模塊的工作情況，在防爆地磅攪拌釜無附加重量的情況下開機后所顯示的重量值如果超過標(biāo)準(zhǔn)重量的30%，則應(yīng)考慮稱重模塊是否出現(xiàn)故障需要更換；
•在配料控制系統(tǒng)實際工作過程中,由于機械設(shè)備磨損及秤體積塵等原因還會造成預(yù)加壓力的改變而使零點電壓變化，為了確保測量值的準(zhǔn)確,自動灌裝機軟件定時對零點電壓進行自動測量,然后在計算中扣除零點值。自動測量的方法如下:在單片機定時中斷周期到時,單片機液體灌裝機輸出復(fù)位信號傳給PLC，由PLC 關(guān)閉電機,停止加料,然后控制液體灌裝機運轉(zhuǎn)一定時間,將料放盡后進行測量,將測量出的零點電壓值存入暫存區(qū)；
•配料設(shè)備在加料過程中，當(dāng)理論用料量和實際的加料量的差值小于加料提前量時，關(guān)閉加料閥氣動閥門，停止加料，靠慣性和閥氣動閥門關(guān)閉后的物料流量補足理論料量，若提前量太大，采用點動方式完成（即對送料電機采用脈沖驅(qū)動方式，每啟動一次，只送入少量物料），以保證稱重的準(zhǔn)確性。通過采取以上措施后，自動灌裝機的稱重精度達到了3/1000。
備注：
生產(chǎn)稱重配料系統(tǒng)是不需要防爆電子秤儀表的，稱重灌裝機防爆地磅稱重值在檢驗的實際過程中，按照我們以往的經(jīng)驗，往往不是說去針對某個稱重模塊，某個信號稱重儀表，或者別的零配件進行檢定，而是針對整個稱重灌裝機進行檢定。
自動配料設(shè)備檢定的方法也很簡單，就是放置一個標(biāo)準(zhǔn)砝碼，如500kg，看在我們助劑稱重灌裝機的終端顯示上面，如電腦或PLC或儀表上面，是否也是顯示500kg這個數(shù)值（當(dāng)然，允許有一定范圍的誤差的），如果是，那這個溶劑稱重灌裝機就是合格的。像現(xiàn)在比較常見的地磅、防爆電子地磅等都是檢測整個自動灌裝機的，而不是說要把我們稱重灌裝機中的稱重模塊什么的單獨拿出來檢測的。
另外，即使非要檢測稱重模塊，稱重模塊現(xiàn)在都有生產(chǎn)許可證，稱重儀表不會檢測的，我們自動化自動灌裝機的設(shè)計師自信地告訴，該產(chǎn)品只是一個信號放大的作用而已，就是將稱重模塊出來的信號（一般為0——30mv）進行放大，放大出來的信號是0——10V或者4——20mA，這個信號如果也要檢測，可以用萬用表檢測出來的。也可以按照TR200H的使用說明書中的標(biāo)定方法，進行檢測，這個都是標(biāo)準(zhǔn)的信號出來的，可以放心讓去測試。詳細(xì)的標(biāo)定方法可以看看說明書。所以，關(guān)于計量我們的油漆稱重灌裝機的事宜，我們的油墨計量自動灌裝機這邊在電腦或者PLC上面的信號處理是比較正常的，就能達到計量測試要求。