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| 基于PLC的甲醇稱量控制的自動(dòng)灌裝機(jī)設(shè)計(jì) | 2020-01-14 |
| ［摘要］介紹了甲醇自動(dòng)灌裝生產(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在甲醇定量稱量和自動(dòng)灌裝控制自動(dòng)灌裝機(jī)中的應(yīng)用。設(shè)計(jì)了以O(shè)MRONCPM2APLC為基礎(chǔ)的稱量控制自動(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引盲 近年來，國(guó)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“° 甲醇具有良好的加工性能，由于甲醇自身極易產(chǎn)生靜電，加上所需灌裝的是粉狀物料，灌裝現(xiàn)場(chǎng)有毒氣體較大，對(duì)工人的健康是極其有害的，其灌裝生產(chǎn)中采用PLC控制自動(dòng)灌裝機(jī)可以節(jié)省原料，提高灌裝速度，進(jìn)而提高生產(chǎn)效率，同時(shí)還降低工入的勞動(dòng)強(qiáng)度。 灌裝自動(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⑵ 2電子禰 甲醇灌裝生產(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)，其灌裝量的準(zhǔn)確度和灌裝的速度，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。 在甲醇定量稱量和自動(dòng)灌裝控制自動(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)用可編程序稱重儀表(PLC)實(shí)現(xiàn)對(duì)甲醇的高精度定量稱量⑹，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 電子秤主要由秤體和電子稱量控制自動(dòng)灌裝機(jī)兩個(gè)部分組成。其秤體部分又是由貯料倉(cāng)、給料裝量、稱量斗、夾袋器等組成。電子秤量控制自動(dòng)灌裝機(jī)則是由稱量稱重模塊、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)裝袋重量實(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)灌裝秤的稱量器件圖如圖1所示。 自動(dòng)灌裝秤給料裝置以大小兩種流量向稱量斗供給物料。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)稱量控制自動(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)、夾袋夾緊等檢測(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、夾袋器等控制信號(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)閉和夾袋夾緊檢測(cè)用接近開關(guān)，緩沖料門、稱重斗門和夾袋由電磁閥帶動(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%&12316;10%的給料量，且占用較長(zhǎng)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)量部門檢定電子秤時(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)每條灌裝線的兩個(gè)防爆地磅稱重儀表設(shè)定完畢，對(duì)任一臺(tái)電子秤(如A秤)啟動(dòng)運(yùn)行后。這時(shí)XQ,X1自動(dòng)發(fā)出信號(hào)，A秤的大、小閥門打開。蔣大閥門中上次的預(yù)加料投入秤斗中。A秤快慢加料螺旋啟動(dòng)加料，當(dāng)快加料(慢加料同時(shí)迸行)重量達(dá)到設(shè)定值時(shí)，快加料信號(hào)X0停。A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)確定灌裝袋箱是否有袋，如果沒有，那么發(fā)出報(bào)警信息，取袋缸驅(qū)動(dòng)吸盤上下擺動(dòng)，自動(dòng)抓取料袋，將料袋放到有齒形帶傳動(dòng)的拖板上，、傳送到定位平臺(tái)。當(dāng)灌裝袋口送到上下兩個(gè)吸盤之間，氣缸驅(qū)動(dòng)吸盤吸牢袋口并張開，氣缸驅(qū)動(dòng)將料袋套入儲(chǔ)料斗上。PLC經(jīng)判斷袋夾己關(guān)閉。即套上裝料袋。秤不排料。經(jīng)延時(shí)3S發(fā)出信號(hào)打開秤門排料。延時(shí)1S關(guān)閉秤門準(zhǔn)備下次裝料。電子秤通過重量稱重模塊判斷秤斗己排空并在允許誤差范圍內(nèi)，再次發(fā)出X0,XI信號(hào)重新啟動(dòng)加料過程。否則超出誤差顯示停止加料。料袋夾經(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?。┐_定延遲時(shí)間后打開袋夾?？p包機(jī)縫包后，放料袋到管道運(yùn)輸機(jī)上去。B秤也與A秤一樣工作。這樣兩臺(tái)秤與一臺(tái)PLC組成一套稱量灌裝自動(dòng)灌裝機(jī)便可在人工套袋情況下連續(xù)工作了，就可以提高生產(chǎn)率了。為了防止兩秤同時(shí)放料在程序中應(yīng)加互鎖功能- 5結(jié)語(yǔ) 稱量和灌裝是自動(dòng)化生產(chǎn)自動(dòng)灌裝機(jī)的一個(gè)重要工序，這種通過PLC稱重儀表自動(dòng)灌裝機(jī)實(shí)現(xiàn)的稱量灌裝裝置在自動(dòng)化生產(chǎn)流液體線中有推廣價(jià)值，可以廣泛推廣到如糖果等多種散裝粒子的稱量和灌裝，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。 | |
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