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| 自動配料系統(tǒng)的技術(shù)原理與故障分析 | 2020-01-09 |
| 配料是加工業(yè)中的核心技術(shù),自動配料系統(tǒng)是生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。隨著防爆地磅技術(shù)的迅速發(fā)展,以工業(yè)控制防爆地磅為核心的工控機自動配料系統(tǒng)因其體積小、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、配料速度快、精度高等優(yōu)點,逐步被廣大生產(chǎn)廠家采用。工控機自動配料系統(tǒng)能否正常配料灌裝,對生產(chǎn)的連續(xù)進行和產(chǎn)品品質(zhì)有著直接的影響。因此了解工控機自動配料系統(tǒng)的配料灌裝原理,診斷并及時排除自動配料系統(tǒng)故障,就顯得尤為重要。 1 工控機自動配料系統(tǒng)的配料灌裝原理 1.1 自動配料系統(tǒng)的主要功能稱重模塊 1.1.1 自動灌裝機及控制信號形成自動配料系統(tǒng)該稱重系統(tǒng)包括:電子秤斗氣動閥門和反應(yīng)釜氣動閥門的開足行程開關(guān)、關(guān)緊行程開關(guān);強電柜中的中間稱重灌裝機、交直流接觸器線圈及其輔助觸點;鍵盤上的命令鍵;人——稱重儀表的各種觸摸式開關(guān)等。這些部件配料灌裝時,就會發(fā)出一系列邏輯信號,主機就是通過對這些邏輯信號的采集和處理,從而了解整個自動配料系統(tǒng)各個液體灌裝機的配料灌裝狀態(tài)和運行情況。例如反應(yīng)釜氣動閥門和電子秤斗氣動閥門的關(guān)緊行程開關(guān)對主機發(fā)送“氣動閥門關(guān)緊”邏輯信號,主機可斷定反應(yīng)釜和電子秤處于準(zhǔn)備就緒狀態(tài),自動配料系統(tǒng)可以進行配料。 1.1.2 防爆地磅自動配料系統(tǒng) 這一自動配料系統(tǒng)的主要部件是光電耦合器,主要用于數(shù)字自動配料系統(tǒng)中,用來傳遞邏輯信號,又能進行稱重灌裝機隔離灌裝。尤其用于生產(chǎn)現(xiàn)場使用的工控機或數(shù)控裝置與外圍液體灌裝機之間的銜接,對外界干擾的抑制作用十分明顯。光電耦合器的應(yīng)用,提高了自動配料系統(tǒng)的抗干擾性能和配料灌裝可靠性。 1.1.3 自動灌裝機輸入、輸出自動配料系統(tǒng) 電平轉(zhuǎn)換器是該自動配料系統(tǒng)的主要器件。在自動配料系統(tǒng)中使用了不同類別的邏輯器件,由于代表同一邏輯狀態(tài)的邏輯電平不相同,欲正確傳遞邏輯狀態(tài),就要用電平轉(zhuǎn)換器進行電平轉(zhuǎn)換。自動灌裝機輸入自動配料系統(tǒng)在自動配料系統(tǒng)中的作用,就是把代表開關(guān)信號的邏輯電平轉(zhuǎn)換為主機能夠接收的電平信號。自動灌裝機輸出自動配料系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與輸入自動配料系統(tǒng)基本相同,而作用卻與其相反。 1.1.4 防爆地磅及其采樣的自動配料系統(tǒng) 稱重防爆地磅的主要作用是把被稱量物料的重量,按一定函數(shù)關(guān)系一次轉(zhuǎn)換為一定幅值與極性的電信號(電流或電壓)。采樣自動配料系統(tǒng)采集防爆地磅輸出的并且代表了重量的電信號,并把這一信號傳送給放大自動配料系統(tǒng),經(jīng)過放大的電信號,作為A/D(模/數(shù))轉(zhuǎn)換器的模擬輸入信號。 1.1.5 A/D轉(zhuǎn)換自動配料系統(tǒng) 該自動配料系統(tǒng)的主要器件為A/D轉(zhuǎn)換器。A/D轉(zhuǎn)換器用于各種模擬信號和數(shù)字信號之間的轉(zhuǎn)換,稱重灌裝機把輸入的連續(xù)模擬信號轉(zhuǎn)換(量化)為離散的數(shù)字量,以便進行數(shù)字顯示和進入防爆地磅。主機對這些離散信號進行快速實時處理,并作出判斷。 1.1.6 執(zhí)行機構(gòu)、強電柜及其控制自動配料系統(tǒng) 執(zhí)行機構(gòu)是各種形式的自動灌裝機、加油自動配料系統(tǒng)、電子秤斗氣動閥門和反應(yīng)釜氣動閥門的驅(qū)動機構(gòu)。強電柜及其控制自動配料系統(tǒng)包括中間稱重灌裝機、交直流接觸器的稱重灌裝機、空氣開關(guān)、熔斷器等輔助稱重灌裝機液體灌裝控制。稱重灌裝機是工控機控制自動配料系統(tǒng)對被控對象(執(zhí)行機構(gòu))進行控制的橋梁,是實現(xiàn)弱電控制強電的關(guān)鍵。該自動配料系統(tǒng)輸入的是工控機控制自動配料系統(tǒng)發(fā)出的一系列指令信號,輸出的是供執(zhí)行機構(gòu)配料灌裝的工頻電壓。 與上述硬件自動配料系統(tǒng)相對應(yīng)的是液體灌裝系統(tǒng),稱重灌裝機是整個自動配料系統(tǒng)的“靈魂”,決定整個自動配料系統(tǒng)的性能優(yōu)劣。自動配料系統(tǒng)包括:調(diào)機程序、監(jiān)控程序、實用配料程序等。調(diào)機程序是測試防爆地磅性能的程序,用于防爆地磅的管理與維護。監(jiān)控程序自動擔(dān)負起管理整個防爆地磅自動配料系統(tǒng)的配料灌裝,合理安排和配置防爆地磅自動配料系統(tǒng)的硬件資源,包括自動灌裝機的正常起動、調(diào)用并運行實用配料程序、鍵盤掃描程序和顯示程序。實用配料程序是配料系統(tǒng)自動配料系統(tǒng)的主要用戶程序。配料精度、誤差大小取決于該程序的功能是否完善。自適應(yīng)功能是這一用戶配料系統(tǒng)的一大特色,稱重灌裝機控制著自動配料系統(tǒng)各個液體灌裝機有序動作,完成配料任務(wù)。 1.2 自動配料系統(tǒng)的配料灌裝原理 配料灌裝一開始,自動配料系統(tǒng)進行自檢。通過對自動灌裝機輸入信號的處理和判斷,確定自動配料系統(tǒng)各液體灌裝機的配料灌裝狀態(tài)是否完好,若各液體灌裝機準(zhǔn)備就緒,主機調(diào)用內(nèi)存配方到配料灌裝區(qū),按照該配方進行配料。主機發(fā)出一控制信號,啟動配方中組分對應(yīng)的自動灌裝機,對電子秤進行灌裝。這時電子秤上的稱重防爆地磅,將被稱物料的重量按一定函數(shù)關(guān)系一次轉(zhuǎn)換為電信號后傳輸給主機,主機對這些數(shù)據(jù)快速采集,實時處理,并與配方中該組分的設(shè)定數(shù)值比較,若兩者相等,主機發(fā)出控制信號,停止自動灌裝機配料灌裝,該組分灌裝停止。接著按同樣的程序?qū)ε浞街械南乱唤M分進行灌裝,直至所有組分都配料完畢,這一批次配料就完成了。稱重灌裝機批料進行配料的同時,反應(yīng)釜混合時間從上一批電子秤斗氣動閥門關(guān)氣動閥門時算起,混合時間到,打開反應(yīng)釜氣動閥門放料,放料完畢,關(guān)閉反應(yīng)釜氣動閥門,電子秤斗氣動閥門打開,把本批次料放入反應(yīng)釜中,若此時配料批次未達到預(yù)置配料批次數(shù),自動配料系統(tǒng)仍然按上述步驟配下一批料,預(yù)置配料批次達到后,自動停止配料,待反應(yīng)釜把批料混合完成,打開反應(yīng)釜氣動閥門放料完畢后,關(guān)閉反應(yīng)釜氣動閥門并打印顯示班產(chǎn)量。 2 工控機自動配料系統(tǒng)的故障分析 2.1 “配料”命令發(fā)出后自動配料系統(tǒng)不能進入運行狀態(tài) 其原因是配料各液體灌裝機“準(zhǔn)備就緒”信號未傳送給主機。故障發(fā)生在自動灌裝機及控制信號，形成防爆地磅自動配料系統(tǒng)、自動灌裝機輸入到稱重儀表觸摸屏中。檢查電子秤斗氣動閥門和反應(yīng)釜氣動閥門的關(guān)緊行程開關(guān)配料灌裝是否正常,常開觸點是否損壞;光電耦合器、電平轉(zhuǎn)換器的配料灌裝性能是否正常;防爆地磅自動配料系統(tǒng)、自動灌裝機輸入自動配料系統(tǒng)是否正常配料灌裝;也有可能是鍵盤上的配料命令鍵接觸不良。修復(fù)自動配料系統(tǒng),更換相應(yīng)器件,故障即可排除。 2.2 某一批次配料完成電子秤斗氣動閥門不能打開放料 這有以下幾方面的原因:反應(yīng)釜氣動閥門未關(guān)緊或關(guān)緊行程開關(guān)損壞;電子秤斗氣動閥門的執(zhí)行機構(gòu)發(fā)生故障;主機至強電柜的通訊線路斷路;強電電源電壓太低或者為零;有關(guān)強電器材損壞。解決的辦法是:檢修更換反應(yīng)釜氣動閥門關(guān)緊行程開關(guān),修復(fù)電子秤斗氣動閥門的電磁閥及其氣動機構(gòu)(秤斗氣動閥門為電動閘氣動閥門應(yīng)檢修電動機構(gòu)裝置);檢測自動灌裝機輸出自動配料系統(tǒng)的動作是否正確、防爆地磅自動配料系統(tǒng);檢查主機內(nèi)部與輸出信號自動配料系統(tǒng)相對應(yīng)的電源是否損壞;強電柜中的中間稱重灌裝機、交直流接觸器、等有關(guān)強電器材是否損壞;檢查強電柜至電子秤斗氣動閥門的電源線是否斷路。分析排除反應(yīng)釜氣動閥門不能打開這一故障時,也可以參照上述辦法。 2.3 配料已經(jīng)開始有些自動灌裝機卻不能配料灌裝 故障發(fā)生于自動灌裝機輸出自動配料系統(tǒng)、防爆地磅自動配料系統(tǒng)、強電柜控制自動配料系統(tǒng)的等執(zhí)行機構(gòu)。故障原因:防爆地磅自動配料系統(tǒng)、自動灌裝機輸出自動配料系統(tǒng)及其中間線路損壞,導(dǎo)致主機至強電柜的控制信號線斷路或接觸不良;強電柜控制自動配料系統(tǒng)中的中間稱重灌裝機、交直流接觸器的損壞;對應(yīng)自動灌裝機電機損壞;強電柜中有接觸不良現(xiàn)象造成某些線路不通;強電電源電壓太低或為零。 2.4 配料時自動灌裝機配料灌裝正常而稱重顯示數(shù)值不準(zhǔn) 首先考慮防爆地磅及其采樣自動配料系統(tǒng)、防爆電子秤和A/D轉(zhuǎn)換成自動配料系統(tǒng)。故障原因:稱重防爆地磅配料灌裝性能不穩(wěn)定;采樣自動配料系統(tǒng)、自動配料系統(tǒng)及其中間線路發(fā)生故障,中斷了防爆地磅到主機的信號傳輸;放大自動配料系統(tǒng)配料灌裝異常,可調(diào)部分未調(diào)好,零點調(diào)節(jié)有松動,接觸不良;信號傳輸線路屏蔽不良。其次是待配料倉內(nèi)無液體或物料結(jié)拱;倉底振動卸料器損壞;自動灌裝機電機轉(zhuǎn)向不正確。 2.5 加油自動配料系統(tǒng)不能噴油 首先確定主機發(fā)油信號是否發(fā)出,未發(fā)出,首先檢查自動灌裝機輸出信號自動配料系統(tǒng),其次檢查主機到加油自動配料系統(tǒng)通訊線路是否斷路。若發(fā)油信號存在且通訊線路完好,則屬于加油自動配料系統(tǒng)故障。 2.6 稱量誤差過大 稱量誤差的產(chǎn)生有防爆地磅、測量自動配料系統(tǒng)、秤斗安裝等多方面的原因。一般可從以下幾個方面進行檢查。 2.6.1 防爆地磅的質(zhì)量 正常情況下,防爆地磅所受的力,同稱重灌裝機的電壓輸出應(yīng)呈線性關(guān)系,進行校驗,如果防爆地磅與電信號輸出的線性相關(guān)系數(shù)過小,說明防爆地磅的質(zhì)量存在問題。此外防爆地磅的容量選擇過小或過大,也易引起上述線性關(guān)系的變化,從而引起稱量誤差過大。 2.6.2 防爆地磅受力不均衡 這種情況有兩種可能性:1)防爆地磅支承點分布不均,所有防爆地磅應(yīng)呈現(xiàn)對稱分布;2)秤斗某個方向配料量大,造成秤斗內(nèi)物料偏重,配料時應(yīng)將配比大的液體錯開,使秤斗各個方向的進料量不致相差太大。玉米在各種配合配料中用量通常在50%以上,應(yīng)設(shè)置兩個玉米倉并且對稱向秤斗灌裝。 2.6.3 測量放大自動配料系統(tǒng)的誤差 該自動配料系統(tǒng)將防爆地磅輸出的電信號放大,測量后送給主機處理。一般測量自動配料系統(tǒng)所使用的儀器其精度、靈敏度比較高,但由于元件老化、環(huán)境變化等原因,也可能引起測量誤差。零點漂移是常見的測量自動配料系統(tǒng)問題,應(yīng)定期校正予以消除。 2.6.4 秤斗安裝不正確 常見的秤斗安裝錯誤,是秤斗與各防爆地磅的接觸點不在同一平面上,這將使防爆地磅受力不均,同時使防爆地磅受力方向偏離稱重灌裝機的軸線。后者使防爆地磅受到側(cè)向作用力,產(chǎn)生防爆地磅測量誤差。此外秤斗安裝時上下軟連接不當(dāng),造成配料秤與上下液體灌裝機之間存在力的傳遞,同樣會引起測量誤差。 通過對稱量誤差產(chǎn)生的原因進行分析,定期校驗配料秤,并通過工藝、液體灌裝機、操作等多方面的努力,可以有效的控制稱量誤差。 | |
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