| 顆粒防爆電子秤及自動灌裝機設計 | 2020-01-13 |
| 1.前言在工業(yè)生產中對顆粒狀填充物進行稱重及裝入，是一種常見的生產過程。有些散裝物料比如說，人工填充具有高危險性。還有石灰，會產生很大的粉塵，采用人工填充時，操作人員會把粉塵吸入肺部，對人體傷害很大。因此實現散裝物料電子秤及填充，可以提高生產效率，降低工人勞動強度，保證操作人員的人身安全。防爆電子秤及裝入工序是整條生產線上關鍵而又復雜的工序。本文介紹了西門子$7-300型PLC在顆粒狀填充物電子秤及自動灌裝機中的應用，設備可以實現諸如石灰、尿素、等顆粒狀填充物防爆電子秤與裝入，可以廣泛用于石油化工、化肥、飼料、建材等行業(yè)散裝物料的自動稱重與包裝。 2.稱量自動灌裝機組成和工作原理對顆粒狀填充物的防爆電子秤分為粗稱和細稱兩步。首先設置好要稱量的重量。當載有填充筒的輸送車在PLC控制下準確運至該工位后，鎖緊填充筒。②號蝶閥關閉，①號蝶閥打開，斗內的顆粒狀填充物開始從①號蝶閥上面漏到②號蝶閥上面的空間內，空間下面裝有電子稱重天平。當天平指示重量為設置重量的90％時①號蝶閥關閉80％完成粗稱。①號蝶閥打開20％，繼續(xù)漏料當電子天平所指示的值與設置值吻合時，完成細稱。PLC會控制氣動開關動作，使①號蝶閥關閉。①號蝶閥關閉后系統(tǒng)進行自動檢測(比如判斷填充筒是否夾緊)，如果滿足排料條件，②號蝶閥打開，開始向填充簡填充，直到將稱量的顆粒狀填充物裝入填充筒內后，②號蝶閥關閉，稱量與包裝工位工作完畢。顆粒狀填充物稱量工位由填充斗、蝶閥、天平、支撐架、步進電機、汽缸、填充筒、夾具、機械手、和承接平板等組成。其機械結構原理如圖1所示。稱重天平電路為惠更斯電路。電路的功能是把電阻阻值變換量轉變?yōu)殡妷狠敵?。當有散裝物料稱重時，電路中電阻應變片阻值發(fā)生變化使重量信號轉變成電橋輸出的電壓信號，然后通過A／D轉換，轉變?yōu)槎M制數字量，通過數字量輸入模塊送入PLC中。整個系統(tǒng)電氣控制結構圖如圖2所示。 3.稱量自動灌裝機硬件設計稱重自動灌裝機控制采用半自動和手動控制兩種方式。本系統(tǒng)采用西門子s7—300型PLC進行控制。$7-300型PLC在工控領域應用廣泛，具有高電磁兼容性、強抗震性、抗沖擊性?？梢赃m應許多的生產環(huán)境。$7-300型PLC的特點是其模塊化功能，方便用戶掌握。本控制系統(tǒng)主要模塊組成如下：電源模塊PS307；CPU模塊CPU315；數字量輸入模塊SM32l；數字量輸出模塊SM322；模擬量輸入模塊SM331；模擬量輸輸出模塊SM332。為了與工控機實現通信，還有接口模塊IM365~通信處理模塊CP341其中輸入點13個。輸出點13個。預留輸入點5個，輸出點5個。系統(tǒng)硬件組成如圖3所示。輸入／輸出地址分配情況如表1所示。 4.稱量自動灌裝機軟件設計 稱量自動灌裝機軟件設計流程圖所示。該軟件是基于西門子PLC的開發(fā)平臺STEP7開發(fā)完成的s7-300可編程控制器使用STEP7一Micro／WIN32編程軟件進行編程。STEP7一Micro／WIN32編程軟件是基于Windows的應用軟件，功能強大，主要用于開發(fā)程序，也可用于適時監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行狀態(tài)。加上漢化后的程序，可在全漢化的界面下進行操作。本系統(tǒng)采用語句表(STL)開發(fā)方式，可以實現梯形圖不能實現的功能。類似于匯編語言，由各條語句組成程序。s7—300型PLC的特點是模塊化編程。本系統(tǒng)中應用模塊功能如表2所示。在模塊FC220中存放有本系統(tǒng)的主要應用程序，實現夾緊，釋放，稱重，填充手動，自動，報警等功能，如圖4所示為模塊FC220的流程圖。本系統(tǒng)中工控機的控制軟件采用的是WINCC語言，通過該軟件的編程，實現對人機界面的控制，比較和分析等功能。如要顯著地降低這種成本，就必須使用簡單、高效的組態(tài)工具，以及直觀、友好的系統(tǒng)。WINCC再一次指明了這一道路。WINCC組態(tài)軟件為實現動畫，以及將一個畫面對象和一個內部PLC變量相連接是十分簡便的，一當將一個新的對象放在畫面內，會出現一個易于編輯的對方框。WINCC圖形設計能夠非常簡單的對自己需要的圖片進行編輯和瀏覽。 首先在稱重畫面設置重量，在自動控制下管理者可以控制界面對稱重轉入系統(tǒng)進行監(jiān)控，觀察指示燈的顏色，在界面中還設計人工按鈕，在特殊情況下實現人工手動控制。 5.結語 自動稱重自動灌裝機是自動化生產線的一個重要工位，采用PLC控制散裝物料稱重裝入，對工業(yè)生產有著重要的意義。 | |
