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| 基于PLC的固化劑自動(dòng)灌裝機(jī)設(shè)計(jì) | 2020-01-13 |
| [摘要]介紹了固化劑自動(dòng)灌裝機(jī)生產(chǎn)線控制自動(dòng)灌裝機(jī),主要闡述了自動(dòng)灌裝機(jī)的稱量環(huán)節(jié)及稱量技術(shù),以及PLC在固化劑定量稱量和自動(dòng)灌裝機(jī)防爆地磅中的應(yīng)用。設(shè)計(jì)了以O(shè)MRONCPM2APLC為基礎(chǔ)的自動(dòng)灌裝機(jī),重點(diǎn)介紹了稱量原理及其過程,并對(duì)軟件程序設(shè)計(jì)部分作了詳細(xì)說明。 1引言 近年來國際市場(chǎng)上石化產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈。針對(duì)石化產(chǎn)品生產(chǎn)工藝復(fù)雜、添加劑配比要求嚴(yán)格、品種多樣、互換性差的特點(diǎn),開發(fā)研制計(jì)算機(jī)與PLC集成控制自動(dòng)灌裝機(jī)是必須的l1。固化劑具有良好的加工性能,由于固化劑自身極易產(chǎn)生靜電,加上所需自動(dòng)灌裝機(jī)的是粉狀物料,自動(dòng)灌裝機(jī)現(xiàn)場(chǎng)粉塵較大,對(duì)工人的健康是極其有害的,其自動(dòng)灌裝機(jī)生產(chǎn)中采用PLC控制自動(dòng)灌裝機(jī)可以節(jié)省原料,提高自動(dòng)灌裝機(jī)速度,進(jìn)而提高生產(chǎn)效率,同時(shí)還降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。自動(dòng)灌裝機(jī)自動(dòng)灌裝機(jī)動(dòng)作復(fù)雜、頻繁,且有較多的執(zhí)行元件,使用繼電器控制邏輯必然需要大量的中間繼電器,而這些中間繼電器在用PLC控制的情況下,就可以對(duì)其內(nèi)部的輔助繼電器進(jìn)行編程后來取代。一般的PLC都有上百點(diǎn)內(nèi)部輔助繼電器甚至更多,且還有多種專用的內(nèi)部電器,只需對(duì)PLC進(jìn)行編程 2防爆地磅計(jì)量 聚乙烯自動(dòng)灌裝機(jī)生產(chǎn)線的控制中應(yīng)用PLC,主要是控制稱重、封口、推倒、傳輸、檢驗(yàn)、碼垛等幾個(gè)部分的器件。其中稱重是一個(gè)重要的環(huán)節(jié),其自動(dòng)灌裝機(jī)量的準(zhǔn)確度和自動(dòng)灌裝機(jī)的速度,直接影響著生產(chǎn)廠家的經(jīng)濟(jì)效益和消費(fèi)者的利益,傳統(tǒng)機(jī)械杠桿的稱重方法可造成較大的機(jī)械誤差。在固化劑定量稱量和自動(dòng)灌裝機(jī)控制自動(dòng)灌裝機(jī)中,稱重技術(shù)上采用稱重模塊代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械式程序控制,同時(shí)應(yīng)用可編程序控制器(PLC)實(shí)現(xiàn)對(duì)聚乙烯的高精度定量稱量,這樣所設(shè)計(jì)自動(dòng)灌裝機(jī)便結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、修改程序方便且可靠性高。 2.1稱量部分的組成 防爆地磅主要由防爆電子秤體和自動(dòng)灌裝機(jī)兩個(gè)部分組成。其防爆電子秤體部分又是由反應(yīng)罐、稱重裝置、計(jì)量罐、灌裝活塞等組成。防爆地磅量控制自動(dòng)灌裝機(jī)則是由稱重模塊、稱重控制儀表和控制執(zhí)行元件組成(見圖1),其中稱重模塊是很重要的組成部件。目前,在稱重技術(shù)領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用電阻應(yīng)變式稱重模塊,分為金屬電阻應(yīng)變式和半導(dǎo)體應(yīng)變式兩種。前者具有精度高、溫度影響小、線度和重復(fù)性好的優(yōu)點(diǎn)但價(jià)格較高,輸出靈敏度低:后者性能與前者相反,在精度和溫度特性方而較前者差一個(gè)數(shù)量級(jí),而輸出靈敏度比前者高一個(gè)數(shù)量級(jí),價(jià)格為前者的一半。根據(jù)實(shí)際控制要求和工作環(huán)境,選用半導(dǎo)體應(yīng)變式稱重模塊,該稱重模塊為s型結(jié)構(gòu),拉壓兩壓。在此自動(dòng)灌裝機(jī)中選用了兩個(gè)稱重模塊,采用串聯(lián)方法。為實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確計(jì)量,除開關(guān)量控制外,還需要一些稱重模塊和一些電磁閥,氣缸等。 自動(dòng)灌裝機(jī)主要功能為: (1)對(duì)裝桶重量實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制,其設(shè)定值和實(shí)際值可由編程器設(shè)置: (2)每次放料后稱斗的皮重進(jìn)行檢測(cè)修正:(3)稱量誤差進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償;、(4)故障檢測(cè)、報(bào)警。 2.2稱量過程 自動(dòng)灌裝機(jī)防爆電子秤的稱量器件圖如圖1所示。 自動(dòng)灌裝機(jī)防爆電子秤給料裝置以大小兩種流量向計(jì)量罐供給物料。稱重模塊將重量信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),并傳送給稱重控制儀表。稱重控制儀表測(cè)量重量值并對(duì)整個(gè)稱量過程進(jìn)行程序控制,構(gòu)成一個(gè)自動(dòng)灌裝機(jī)。 自動(dòng)灌裝機(jī)中開關(guān)量輸入信號(hào)有啟動(dòng)按鍵、停機(jī)鍵、斗門狀態(tài)、夾桶夾緊等檢測(cè)信號(hào);開關(guān)量輸出有粗細(xì)進(jìn)料電磁閥、放料電磁閥、灌裝活塞等控制信號(hào)和一些顯示、報(bào)警輸出信號(hào)。數(shù)字量通道接收稱重模塊重量輸入信號(hào),其中稱重斗門關(guān)閉和夾桶夾緊檢測(cè)用接近開關(guān),緩沖料門、稱重斗門和夾桶由電磁閥帶動(dòng)氣缸來控制。圖2是稱重過程圖。 理想狀態(tài)下,大給料小給料共同完成額定重量值的95%的給料量,且在很短時(shí)間內(nèi)完成。接著大給料停止,小給料再完成額定重量值的5%~1O%的給料量,且占用較長的時(shí)間。實(shí)際生產(chǎn)中這兩段的重量與時(shí)間參數(shù)要根據(jù)具體情況不斷調(diào)整才能達(dá)到狀態(tài)。 3誤差與調(diào)整辦法 在計(jì)量部門檢定防爆地磅時(shí)要對(duì)其靜態(tài)準(zhǔn)確度和動(dòng)態(tài)準(zhǔn)確度都進(jìn)行考核。而實(shí)際生產(chǎn)中,產(chǎn)品的計(jì)量準(zhǔn)確度主要取決于動(dòng)態(tài)準(zhǔn)確度。從理論上和實(shí)際調(diào)試與生產(chǎn)中分析,動(dòng)態(tài)準(zhǔn)確度誤差主要來自自動(dòng)灌裝機(jī)內(nèi)部和外部環(huán)境兩個(gè)方面。 自動(dòng)灌裝機(jī)內(nèi)部誤差主要包括: ①稱重模塊誤差; ②稱重儀表誤差; ③控制元件與執(zhí)行,元件的滯后誤差。 外環(huán)境誤差主要包括: ①物料的均勻程度,是否結(jié)塊:下料是否均勻; ②設(shè)備是否受外部電氣或振動(dòng)干擾影響。 4軟件程序設(shè)計(jì) 當(dāng)每條自動(dòng)灌裝機(jī)線的兩個(gè)稱重控制器設(shè)定完畢,對(duì)任一臺(tái)電子秤(如A電子秤)啟動(dòng)運(yùn)行后。這時(shí)xO,xl自動(dòng)發(fā)出信號(hào),A電子秤的大、小閥門打開。將大閥門中上次的預(yù)加料投入防爆電子秤斗中。A防爆電子秤快慢加料螺旋啟動(dòng)加料,當(dāng)快加料(慢加料同時(shí)進(jìn)行)重量達(dá)到設(shè)定值時(shí),快加料信號(hào)x0停。A防爆電子秤大閥門關(guān)閉??旒恿下菪訒r(shí)工作2s后停車,這時(shí)快加的料落在大閥門上做下次預(yù)加料量,以提高加料速度。小加料螺旋則繼續(xù)加料到實(shí)際值。同時(shí)小閥門加料螺旋同時(shí)停止。A防爆電子秤自判斷重量合格后發(fā)出x2排料信號(hào)給PLC。接著由光電開關(guān)確定自動(dòng)灌裝機(jī)桶箱是否有桶,如果沒有,那么發(fā)出報(bào)警信息,取桶缸驅(qū)動(dòng)吸盤上下擺動(dòng),自動(dòng)抓取料桶,將料桶放到有齒形帶傳動(dòng)的拖板上,傳送到定位平臺(tái)。當(dāng)自動(dòng)灌裝機(jī)桶口送到上下兩個(gè)吸盤之間,氣缸驅(qū)動(dòng)吸盤吸牢桶口并張開,氣缸驅(qū)動(dòng)將料桶套入儲(chǔ)料斗上。PLC經(jīng)判斷桶夾己關(guān)閉。即套上裝料桶。防爆電子秤不排料。經(jīng)延時(shí)3S發(fā)出信號(hào)打開防爆電子秤門排料。延時(shí)1S關(guān)閉防爆電子秤門準(zhǔn)備下次裝料。防爆地磅通過重量稱重模塊判斷防爆電子秤斗己排空并在允許誤差范圍內(nèi),再次發(fā)出XO,X1信號(hào)重新啟動(dòng)加料過程。否則超出誤差顯示停止加料。料桶夾經(jīng)PLC的特殊數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(可隨意通過PLC上電位器調(diào)節(jié)其大小)確定延遲時(shí)間后打開桶夾。縫包機(jī)縫包后,放料桶到皮帶運(yùn)輸機(jī)上去。B防爆電子秤也與A防爆電子秤一樣工作。這樣兩臺(tái)防爆電子秤與一臺(tái)PLC組成一套稱量自動(dòng)灌裝機(jī)自動(dòng)灌裝機(jī)便可在人工套桶情況下連續(xù)工作了,就可以提高生產(chǎn)率了。為了防止兩防爆電子秤同時(shí)放料在程序中應(yīng)加互鎖功能 結(jié)語 稱量和自動(dòng)灌裝機(jī)是自動(dòng)化生產(chǎn)稱重系統(tǒng)的一個(gè)重要工序,這種通過PLC控制器自動(dòng)灌裝機(jī)實(shí)現(xiàn)的稱量裝置在自動(dòng)化生產(chǎn)流水線中有推廣價(jià)值,可以廣泛推廣到如粘合劑等多種散裝粒子的稱量和自動(dòng)灌裝機(jī),同時(shí)該裝置還有助于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的自動(dòng)化、智能化和設(shè)備小型化。 | |