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| 混合自動配料系統(tǒng)的設計與控制 | 2020-01-06 |
| 分配液體是基礎表面液體到達油漆制造過程的最基本、最主要的工藝環(huán)節(jié)。根據(jù)工藝配方的要求，準確的稱量和配料操作是保證涂料生產(chǎn)所需表面液體質量的基礎。如果液體質量不符合標準或每批配料中存在不可避免的微小偏差，偏差必須控制在允許范圍內，否則將影響最終產(chǎn)品的性能。如果采用傳統(tǒng)工業(yè)電子秤或普通防爆電子秤配料，不僅由于人為因素的存在降低了稱重的重復精度，而且由于開放式人工操作難以保證良好的工藝衛(wèi)生條件，物料容易被污染。因此，自動供液、稱重和混合自動配料系統(tǒng)的運行模式是。近年來，涂料行業(yè)的生產(chǎn)技術不斷提高和更新。隨著《油漆安全法》的推出，對涂料安全性的要求也越來越高。自動供液、稱重和混合自動配料系統(tǒng)的運行模式正在逐步得到應用和推廣。 二、自動配料系統(tǒng)的設計思路、工藝流程和組成 1)設計理念 液體進料稱重混合自動配料系統(tǒng)由儲存反應釜、進料自動配料系統(tǒng)、稱重計量自動配料系統(tǒng)、混合設備、輸送設備和中控自動配料系統(tǒng)組成。 有三個主要功能:1 .接收和儲存表面液體(散裝或袋裝)；2.不同表面液體和沉積液體的分配和混合；3.發(fā)給間歇或連續(xù)面團攪拌器使用。適用于批量生產(chǎn)需要表面液體的涂料企業(yè)。該自動配料系統(tǒng)可以配合流水線生產(chǎn)，效率高，解決了客戶手動搬運表面液體的繁重體力勞動，節(jié)省了勞動力，解決了搬運過程中表面液體的污染和開袋時殘留表面液體的浪費，節(jié)省了表面液體反應釜的儲存面積，合理利用了空間，靈活設置了儲存點和使用點。自動配料系統(tǒng)由可編程控制器自動控制，無需手動控制即可連續(xù)儲存、使用和分配表面液體。 2)工藝流程 自動配料系統(tǒng)設有兩套接收和稱重系統(tǒng):一套散裝接收和自動配料系統(tǒng)，散裝車通過壓縮空氣正壓輸送至臨時液體反應釜；一套袋裝接收自動配料系統(tǒng):手動開箱，倒入加料口振動篩，通過正壓氣力輸送至地面液體暫存反應器。 暫存反應釜的表面液體通過振動從反應釜中排出，圓管螺旋鉆從反應釜中排出，經(jīng)檢查篩選后，通過正壓氣動輸送到混液反應釜中。攪拌反應釜的表面液體通過振動從反應釜中排出，圓管螺旋推運器從反應釜中排出，稱取定量螺旋推運器進行重量式液體攪拌，圓管螺旋推運器通過分配器混合進入和面機。在輸送過程中，設置磁分離過程。 由于采用密相氣力輸送，除塵自動配料系統(tǒng)只需對手動料斗、空壓機料斗和液體反應釜進行少量的吸氣和除塵；除塵器的物料通過氣動輸送到液體反應釜中。配料反應器中單獨設置有插入式脈沖除塵器。3)自動配料系統(tǒng)的組成 1)儲存液體的:液體反應器按圓形定制，由實際厚度為3-5毫米的SUS304鋼板制成， 2)運輸自動配料系統(tǒng):主要部件、振動卸料器、圓管螺旋鉆、正壓鼓風機、羅茨鼓風機、運輸管網(wǎng)、雙通閥、除塵自動配料系統(tǒng)等。 3)混合計量自動配料系統(tǒng):由儲存反應器、振動卸料器、圓管螺旋鉆、螺旋計量秤、沉淀液體秤、閘門、檢查篩、磁選機等組成。 4)高低氣動:高氣動，液體反應釜中部的液體被加載到規(guī)定高度，高氣動報警，停止加料動作。保護自動配料系統(tǒng)，防止堵塞。●氣動，為保證表面液體反應釜中物料的正常使用，當物料層到達位置時，將發(fā)出低氣動報警，自動配料系統(tǒng)將立即輸送物料進行補充，以保證生產(chǎn)的連續(xù)性。 5)除塵空氣網(wǎng):包括風機、脈沖除塵器、蝶閥、管網(wǎng)等。 三、設備選擇 1)接收設備 (1)、散裝液體: 有一個散裝卡車接收裝置(散裝卡車在密集階段運輸)。散裝表面液體通過空氣壓縮機產(chǎn)生的工廠區(qū)的壓縮空氣進入罐中，液體顆粒材料通過流化裝置流化。由于罐內外產(chǎn)生的壓力差，液體顆粒物料隨空氣沿排放管道輸送到地面液體暫存反應器。 (2)、袋裝面條液體排放: 袋裝面條的出液由人工倒入進料口的振動篩中，在正壓通氣下輸送到液體反應釜中。 進料口振動篩采用概率篩分原理，通過合理選擇篩孔和激振力，可以快速篩分出難篩分的聚氨酯，利用較大的篩孔和激振頻率可以獲得較小的分離粒徑。與普通篩分方法相比，由于篩孔的增大，堵塞傾向大大降低。篩選的可能性增加了。篩分過程得到加強，篩面長度可以比普通篩分機短，不影響分級效果，可以單獨配置小型脈沖除塵器進行除塵。 該設備由框架、篩框、篩筒、振動電機、軟連接等部件組成:框架由方形管和板用U形螺栓固定連接而成，外形美觀，拆裝方便，強度高；篩筒為鋼板焊接結構，篩框容納在內部。振動電機體積小、重量輕、安裝方便、激振力大、噪音低，可調節(jié)激振力軟連接材料為薄帆布袋；篩網(wǎng)和材料可根據(jù)用戶要求進行配置。 (3)、氣力輸送: 自動配料系統(tǒng)在液體反應釜的手動進料和出料段采用由空氣壓縮機和回轉閥組成的正壓密相氣力輸送自動配料系統(tǒng)，直接輸送至液體反應釜，動力由壓縮機的自動配料系統(tǒng)提供。自動配料系統(tǒng)壓力高、流量低，但輸送能力大，對物料幾乎沒有影響。由于輸送過程中需要高壓，液體材料可能會被堵塞。因此，根據(jù)各輸送裝置的管道布置，液體輸送管道設有輔助吹風管、解堵管和閥門。吹堵母管應沿輸液管道布置。吹堵母管外徑為φ50 ~φ100mm，支管直徑為φ40 ~φ65mm，吹堵支管與液體輸送管的水平夾角不大于30°。止回閥、旋塞閥或球閥應安裝在靠近輸液管的排污支管上。經(jīng)過集塵器處理的物料通過常規(guī)正壓氣體輸送回表面液體反應釜。羅茨鼓風機提供壓縮空氣源。為了防止脈沖排出，在脈沖底部設置壓縮空氣注入口，以流化出反應釜。 2)物料反應器的設計 液體反應釜按圓形定制，液體反應釜底部錐體的夾角不小于70度，有利于表面液體順利進入振動卸料器。反應器本體的罐體由實際厚度為3-5毫米的SUS304鋼板制成，法蘭用高強度外六角螺栓連接。液體反應釜的底部也采用實際厚度為3-5毫米的SUS304鋼板彎曲焊接而成，整個反應釜底部焊接有加強筋，以保證反應釜底部的承載能力。為了防止表面液體起拱，在液體反應釜的生產(chǎn)過程中，設計了一種反應釜外減壓裝置。鑒于油漆廠油漆安全的需要，反應釜需要定期清洗，并專門設置了壓縮空氣噴射自動配料系統(tǒng)。 3)計量混合自動配料系統(tǒng) 為了降低鋼結構廠房的高度和總投資，自動配料系統(tǒng)采用了一種新型定量螺旋稱重配料自動配料系統(tǒng)。 定量螺旋鉆稱重是聚氨酯或液體最終材料流量連續(xù)記錄和重量(即重量)測量的理想選擇。包括材料的連續(xù)混合或攪拌、卸載期間的重量記錄和微量成分的連續(xù)添加。它有兩個功能:一方面，它可以連續(xù)測量質量流量；另一方面，它可以控制質量流量:質量流量測量功能負責以預設的輸出水平記錄物料流量的質量。質量流量控制功能可以測量和控制物料流量。定量螺旋鉆安裝高度低，測量準確，易于現(xiàn)場集成控制。適用于批量和小品種液體制備工藝。具體結構和型號如下: 4)氣動閥的選擇 氣動儀表和自動閥是自動稱重配料系統(tǒng)中的自動化部件。氣動儀表用于連續(xù)測量和指示物料反應釜中物料的位置，以防止自動過程因物料反應釜中物料不足而中斷。自動閥是自動稱重過程中控制進料量的執(zhí)行器，是實現(xiàn)遠程集中控制的自動化部件。這兩個主要自動化部件的選擇是否合理，直接影響自動配料系統(tǒng)的穩(wěn)定性和自動配料系統(tǒng)組成的經(jīng)濟性。 (1)氣動儀表的選擇。 從經(jīng)濟角度出發(fā)，選擇電容式氣動裝置。然而，由于電容型易粘材料和面團液體體積密度低、阻力小等因素的存在，有時會出現(xiàn)料位指示錯誤的現(xiàn)象。因此，在使用中應加強定期檢查和維護，以提高其工作可靠性。 (2)自動閥門選擇。作為用于控制進給量的致動機構，其類型通常是氣動和電動的。與兩者相比，壓縮空氣驅動的氣動自動閥具有動作靈敏、響應速度快的特點。過程中主要選用氣動自動閥。5)、粉塵自動配料系統(tǒng) 由于振動篩進料口和空氣壓縮機緩沖料斗產(chǎn)生的瞬時液體粉塵濃度較高，因此選擇除塵效果好的脈沖反吹除塵器。脈沖反吹集塵器通常以脈沖方式周期性地和間歇地將壓縮空氣(0.5-0.6兆帕)吹入過濾元件，以吹走粘附在過濾元件外表面上的液體灰塵。當液態(tài)粉塵聚氨酯至少為1μm時，除塵效率達到99.6%。為了減少投資，便于生產(chǎn)管理，設備除塵和液體反應釜除塵共用一臺脈沖除塵器。 充液桶反應釜采用插入式脈沖除塵器，結構簡單，成本低。如果多個鼓式反應器共用一個除塵器，選擇脈沖反吹除塵器是合適的。 使用一段時間后，濾袋外表面會附著大量灰塵，影響濾袋的透氣性，降低過濾能力。由于吸塵器為脈沖式，使用時，電磁氣閥可通過按鈕周期性控制產(chǎn)生脈沖氣流，將空氣吹向過濾袋，去除吸附在過濾袋外表面的灰塵，增加透氣性，去除的灰塵落入液體反應釜中 四、自動配料系統(tǒng)控制設計 1.控制自動配料系統(tǒng)的組成 本自動配料控制系統(tǒng)中使用的可編程控制器為西門子S7-300，包括數(shù)字輸出/數(shù)字輸入模塊、模擬量模塊、以太網(wǎng)模塊、電源模塊和CPU315模塊。上位機是一臺工業(yè)控制計算機，可以實現(xiàn)監(jiān)控和管理，并將采集到的數(shù)據(jù)自動傳輸?shù)椒掌?。下層通過可編程控制器完成自動配料計算，并可實現(xiàn)報警控制。S7-300可編程控制器功能強大，運行穩(wěn)定，能夠滿足自動配料系統(tǒng)大規(guī)?？刂频囊蟆？刂屏鞒桃娍刂屏鞒虉D3。 自動配料系統(tǒng)由一套S7-300可編程控制器、一臺工業(yè)控制計算機(圖像監(jiān)控)和一臺數(shù)據(jù)采集服務器組成。其中，工業(yè)計算機(監(jiān)控屏)和可編程控制器通過以太網(wǎng)連接，數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)總線發(fā)送到通用服務器。 秤的測量范圍為0-1000公斤，輸出信號為4-20mA。由于現(xiàn)場環(huán)境惡劣，采用了信號隔離器來保證輸入到PLC的信號的穩(wěn)定性。 現(xiàn)場控制電機的變頻器速度設置為2級，1級為50HZ-1400r/min，2級為25HZ-700r/min。plc用于控制2級的速度。 2.控制自動配料系統(tǒng)的功能 1)在生產(chǎn)現(xiàn)場設置集中控制臺。動態(tài)稱重和測量儀安裝在控制臺上?？刂浦行牡墓I(yè)計算機通過通訊線路將配方和控制命令傳送給儀表和可編程控制器。 2)控制臺內安裝西門子S7系列可編程控制器和繼電器，負責控制各自動閥、電機和壓縮機的啟停。3)計量儀表在可編程控制器的控制下啟動，并輸出不同的信號(加載、卸載等)。)連接到不同計量階段的可編程控制器?？删幊炭刂破髦苯涌刂仆獠吭O備。 4)在操作臺上安裝按鈕開關等，實現(xiàn)上述部件的手動控制； 5)現(xiàn)場操作地點和集控操作臺設有急停按鈕。兩個緊急停止按鈕串聯(lián)，用于緊急情況下的緊急斷電處理。 6)、由變頻器控制所有輸送設備電機。 五.結論 液體自動加料稱重混合自動配料系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)。該自動配料系統(tǒng)已在油漆生產(chǎn)線和表面自動配料系統(tǒng)中得到實際應用，如漏料，降低了表面液體進料器的勞動強度，避免了操作失誤造成的事故。配料稱重計算準確，全無人自動操作提高了生產(chǎn)率，給企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟效益和良好的社會效益。同時，自動配料系統(tǒng)中的PLC控制充分發(fā)揮了其抗干擾能力強、配置靈活、控制可靠、編程方便、易于維護和現(xiàn)場調試的優(yōu)點，給整個自動配料系統(tǒng)的穩(wěn)定性帶來了更大的好處。該方法可作為面條、速凍涂料和方便面廠的參考。 | |
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