當(dāng)前位置：歐亞貿(mào)易網(wǎng) > 技術(shù)中心 > 所有分類
| 基于PLC的智能油漆自動配料系統(tǒng)設(shè)計 | 2020-01-14 |
| 摘要：針對油漆制造業(yè)應(yīng)用環(huán)境惡劣、干擾因素比較多的現(xiàn)狀，油漆配料系統(tǒng)一種智能自動配料配料設(shè)備。 該配料設(shè)備由S7200型號PLC作為測量和控制的核心，TD400C作為人機(jī)接口單元，釆用FS11系列變頻器用來控制配料配料設(shè)備的電機(jī)速度，波紋管電阻應(yīng)變式壓力稱重模塊作為稱重元件，磁電式速度稱重模塊作為測速元件，采用固定取樣長度并逬行累加稱重的控制策略，能夠買現(xiàn)油漆生產(chǎn)過程中的在線動態(tài)稱重，有效地增強(qiáng)了配料設(shè)備的抗干擾能力，解決了下料不穩(wěn)定時帶來的誤差，提高了配料精度。 0引言 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，自動配料配料設(shè)備（也稱稱重配料設(shè)備）已廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和社會生活的各個領(lǐng)域在很多生產(chǎn)工藝過程中，人們除了要求防爆地磅能準(zhǔn)確地進(jìn)行稱量，滿足產(chǎn)品質(zhì)量的需要外，還要求稱重過程能大幅度提高生產(chǎn)效率。油漆是由助劑石和溶劑等材料按一定的配比混合配料而來，對散料在管道輸送過程中常需要進(jìn)行動態(tài)連續(xù)稱量，而且還要對輸送中的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)、控制和達(dá)到準(zhǔn)確的配比。配料的精確度直接關(guān)系著油漆的質(zhì)量。如果配料的精確度達(dá)不到要求，輕則造成原料、能源的浪費(fèi)，重則影響產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)率，并且有些重要生產(chǎn)崗位的配料失誤甚至?xí)o整個生產(chǎn)釀成事故。自動配料配料設(shè)備是實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化和智能化、企業(yè)的科學(xué)管理、安全穩(wěn)定生產(chǎn)和節(jié)能降耗的重要技術(shù)手段'氣 本文基于PLC設(shè)計了一種智能油漆自動配料配料設(shè)備，計量精度高，操作方便，對于實現(xiàn)真正的工業(yè)自動化，具有重要的意義。 1油漆自動配料配料設(shè)備架構(gòu)設(shè)計 1-1機(jī)械結(jié)構(gòu) 自動配料配料設(shè)備是自動防爆地磅，是物料在輸送過程中連續(xù)自動地完成稱重任務(wù)，并且要自動完成累計，具有連續(xù)和自動稱重的特點。 1-2控制結(jié)構(gòu) 本文所設(shè)計的自動配料配料設(shè)備的控制結(jié)構(gòu)如圖2所示。在配料設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)下，自動配料配料設(shè)備利用稱重模塊和測速稱重模塊把管道上通過的物料重量與電機(jī)速度轉(zhuǎn)換成電信號，轉(zhuǎn)換得到的兩組信號通過現(xiàn)場按鈕盒，通過A/D轉(zhuǎn)換輸送給主稱重儀表進(jìn)行計算、調(diào)節(jié)，輸出一個合適的控制值，經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換后傳給變頻器，控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。在此過程中配料設(shè)備的給定值，也就是自動配料配料設(shè)備每小時所需要配料的噸數(shù)，可以是通過控制配料設(shè)備的鍵盤本地輸入，也可以是由DCS遠(yuǎn)程給定的。稱重累計結(jié)果送給稱重顯示器并同時由DCS進(jìn)行上傳。 1）稱重儀表 由于本文所設(shè)計的自動配料設(shè)備應(yīng)用的工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境比較惡劣，潮濕、灰塵等干擾因素比較多，所以對稱重儀表的抗干擾性能以及穩(wěn)定性有很高的要求。PLC是專為工業(yè)控制而設(shè)計的，可靠性好、抗干擾能力強(qiáng)是它的最重要特點之一。綜合自動配料配料設(shè)備的控制要求，自動配料系統(tǒng)選用西門子的S7200PLC作為稱重儀表。 2）壓力稱重模塊 壓力稱重模塊是自動配料配料設(shè)備檢測物料重量的部件，它的性能指標(biāo)很大程度上決定了自動配料配料設(shè)備的測量精度和運(yùn)行穩(wěn)定性。自動配料系統(tǒng)采用德國HBM的波紋管電阻應(yīng)變式稱重模塊，其原理如圖3所示，圖中R4為應(yīng)變電阻，A,B兩點接入輸入電壓，通常為10V左右，C,D間為信號輸出電壓，其范圍在OmV&12316;10mV。工作原理如下：當(dāng)應(yīng)變電阻R4受力后，將引起R4發(fā)生形變，從而使R4的阻值發(fā)生變化，受力越大形變的程度也就越大，阻值變化也就越大，并且阻值的變化大小和受力的大小成正比例關(guān)系。R4的阻值變化后，R4承受的電壓值隨之發(fā)生變化，如果將B點設(shè)為參考電位點，在受壓前后D點相對B點的壓差就產(chǎn)生了變化。而C點的電壓沒有變化，結(jié)果就是引起C點和D點之間有了一定的電壓。 3）測速稱重模塊 管道速度檢測的準(zhǔn)確程度直接影響到配料配料設(shè)備的準(zhǔn)確度。自動配料系統(tǒng)采用磁電式測速稱重模塊。在電機(jī)轉(zhuǎn)動過程中，帶動從動輪轉(zhuǎn)動，從而帶動了和從動輪同軸的測速齒輪的轉(zhuǎn)動，當(dāng)測速稱重模塊接近測速齒輪時輸出脈沖信號。 電機(jī)速度越高，測速齒輪旋轉(zhuǎn)越快，測速稱重模塊輸出脈沖頻率也就越高，單位時間內(nèi)脈沖個數(shù)也越多。通過計算單位時間內(nèi)收到的脈沖數(shù)，算出從動輪的轉(zhuǎn)速，也就可以計算出電機(jī)的線速度。 4）鍵盤、稱重顯示器 TD400C是S7-200文本稱重儀表，為背光液晶顯示，分辨率為192X64,具有2行（大字體）或4行（小字體）顯示功能，使操作員或用戶能夠與應(yīng)用程序進(jìn)行交換，可以査看、監(jiān)視和更改應(yīng)用程序固有的過程變量。在TD400C上自定義了16個功能按鍵，實現(xiàn)了開機(jī)、關(guān)機(jī)、運(yùn)行、停止等智能化功能。 5）變頻器 自動配料系統(tǒng)采用模擬電路控制滑差調(diào)速電機(jī)方式具有價格低廉等優(yōu)勢，但是在低速時滑差電機(jī)調(diào)速方式特性差、效率低，且現(xiàn)場外部工作環(huán)境惡劣，粉塵多，易進(jìn)入滑差電機(jī)內(nèi)部而出現(xiàn)磨損、卡死等現(xiàn)象，維修、維護(hù)麻煩，造成工作故障多，影響正常生產(chǎn)5。自動配料系統(tǒng)采用富±P11S系列變頻器對電機(jī)進(jìn)行無級變速，可提高配料精度和穩(wěn)定性，減少配料設(shè)備故障。 2控制策略 目前的自動配料配料設(shè)備多通過固定時間間隔對物料重量和管道速度采樣，然后把采得的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理，即對管道上物料重量的檢測是通過檢測一段時間內(nèi)有效稱量段上的物料重量，對這段管道上物料的重量進(jìn)行平均，所得到的結(jié)果作為單位長度上物料的重量。 這種方法在下料平穩(wěn)的情況下，檢測到物料的重量值基本符合實際值，但在實際過程中，往往會出現(xiàn)下料不穩(wěn)的情況，尤其在物料潮濕發(fā)粘的情況下，還經(jīng)常會出現(xiàn)一會有料一會沒料的情況，在這種情況下，對管道上的物料進(jìn)行平均運(yùn)算，結(jié)果與實際值相差很大，影響配料設(shè)備的精度。 稱重配料系統(tǒng)不通過固定的時間間隔來對配料設(shè)備采樣，而是管道運(yùn)行固定一段距離來對配料設(shè)備的物料重量采樣一次，壓力稱重模塊檢測的是管道上某段物料的重量，把這段長度作為配料設(shè)備的固定采樣長度，消除因?qū)⑽锪线M(jìn)行平均而帶來的誤差。 3.1主程序 自動配料系統(tǒng)主程序分為初始化程序、信號采集、判斷運(yùn)行模式以及模擬量輸出，流程如圖4所示，其中自動調(diào)節(jié)程序是配料配料設(shè)備計量的核心，通過讀取配料設(shè)備設(shè)定流量以及瞬時的荷重值和速度值，輸出合適的電流來控制變頻器驅(qū)動電機(jī)，實現(xiàn)控制管道加快或減慢。 圖4主程序流程圖 3.2累積計算程序 自動配料系統(tǒng)中對累積量的計算通過記錄采樣時有效稱量段上物料的重量，等待管道運(yùn)行的長度等于有效稱量段的長度后，累積量增加n(Kg),如此循環(huán)進(jìn)行，程序流程圖如圖5所示。 3試驗結(jié)果及分析 在配料設(shè)備設(shè)計完成后，對其進(jìn)行了試驗。試驗過程中，設(shè)置桶裝純凈液體的傳輸速度V為0.5m/s,從桶裝液體送入端口至輸出端口間傳輸軌道距離[為12m,純凈液體桶間距硬Im,每個桶的搬運(yùn)平均時間為15s。配料設(shè)備采用220V/50HZ的供電方式，測試時間T為比。 經(jīng)計算得到1小時內(nèi)，利用桶裝純凈液體可傳送桶裝液體1787桶。實際測試時，由于考慮到搬運(yùn)員工的休息及桶裝液體間距誤差等問題，實測得到的桶裝液體傳輸數(shù)量為1400桶。 若未采用桶裝純凈液體自動裝卸配料設(shè)備，通過人工操作方式時，1小時內(nèi)，兩名工人搬運(yùn)的純凈液體數(shù)量為250桶，工作效率提高了近6倍。 4結(jié)論 油漆配料系統(tǒng)一種智能化油漆自動化配料配料設(shè)備，具有操作方便、配料精度高、稱量速度快等優(yōu)點，能夠克服現(xiàn)場運(yùn)行環(huán)境惡劣、干擾因素眾多的現(xiàn)狀，有效地提高了配料設(shè)備的控制準(zhǔn)確度和可靠性，解決了以往管道秤配料配料設(shè)備存在的配料設(shè)備誤差較大、動態(tài)特性不理想的問題。本配料設(shè)備應(yīng)用于安徽某油漆廠，能夠按照用戶要求自動完成下料、稱量、配料全過程，很大程度地降低了勞動強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，對于提高油漆的質(zhì)量有著十分重要的意義。 | |
歐亞貿(mào)易網(wǎng)移動端
關(guān)于我們 企業(yè)建站 本站服務(wù) 會員服務(wù) 旗下網(wǎng)站 友情鏈接 興旺通 意見反饋
銷售熱線：0571-87209775 客服熱線：0571-81020280 采購熱線：0571-87759925
服務(wù)咨詢
網(wǎng)站客服媒體合作采購咨詢投訴熱線
