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| 涂料配料系統(tǒng)的應(yīng)用及發(fā)展 | 2020-01-19 |
| 文摘：針對涂料生產(chǎn)行業(yè)應(yīng)用環(huán)境惡劣、干擾因素多的特點，涂料配料系統(tǒng)是一種智能化的自動配料系統(tǒng)。 該配料系統(tǒng)以S7200 PLC為測控核心，td400c為人機接口單元，F(xiàn)S11系列變頻器控制配料系統(tǒng)的電機轉(zhuǎn)速，波紋管電阻應(yīng)變壓力稱重模塊為稱重元件，磁電式測速模塊作為測速元件，采用定采樣長度和增量稱重的控制策略，可在涂料生產(chǎn)過程中在線購買動態(tài)稱重，有效提高配料系統(tǒng)的抗干擾能力，解決了沖裁不穩(wěn)定帶來的誤差，提高了配料精度。 0簡介。 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，自動配料系統(tǒng)（又稱稱重配料系統(tǒng)）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。在許多生產(chǎn)過程中，人們不僅要求防爆地磅精確稱重，以滿足產(chǎn)品質(zhì)量的需要，而且要求稱重過程大大提高生產(chǎn)效率。涂料是由添加劑石、溶劑等材料按一定比例配制而成。在管道運輸過程中，經(jīng)常需要對散裝物料進行動態(tài)、連續(xù)稱重，并對運輸過程中的流量進行調(diào)節(jié)和控制，達到準確的配比。成分的準確性直接關(guān)系到涂料的質(zhì)量。如果配料精度達不到要求，會造成原材料和能源的浪費，影響產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)率。而且，一些重要生產(chǎn)崗位的配料失誤，甚至?xí)φ麄€生產(chǎn)造成事故。自動配料系統(tǒng)是實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化、智能化、企業(yè)科學(xué)管理、安全穩(wěn)定生產(chǎn)、節(jié)能降耗的重要技術(shù)手段。 基于PLC，設(shè)計了一種測量精度高、操作方便的智能化油漆自動配料系統(tǒng)。對實現(xiàn)真正意義上的工業(yè)自動化具有重要意義。 一。油漆自動配料系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計。 1-1機械結(jié)構(gòu)。 自動配料系統(tǒng)是一種自動防爆地磅。它是物料在運輸過程中的連續(xù)自動稱量任務(wù)，應(yīng)能自動完成堆積，具有連續(xù)自動稱量的特點。 1-2控制結(jié)構(gòu)。 本文設(shè)計的自動配料系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)如圖2所示。在配料系統(tǒng)運行的狀態(tài)下，自動配料配料系統(tǒng)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，控制電機的運轉(zhuǎn)在這個過程中，配料系統(tǒng)的給定值，即自動配料系統(tǒng)每小時所需的配料噸位，可以通過控制配料系統(tǒng)的鍵盤就地輸入，也可以由DCS遠程給出。累計稱重結(jié)果送稱重顯示器，同時由DCs上傳。 1） 稱重儀器。 由于本文設(shè)計的自動配料系統(tǒng)的工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境比較惡劣，且存在濕度、粉塵等多種干擾因素，因此對對稱式稱重儀的抗干擾性能和穩(wěn)定性有較高的要求。PLC是專門為工業(yè)控制而設(shè)計的，可靠性好，抗干擾能力強是其最重要的特點之一。根據(jù)自動配料系統(tǒng)的控制要求，選用西門子S7200 PLC作為自動配料系統(tǒng)的稱重儀表。 2） 壓力稱重模塊。 壓力稱重模塊是自動配料系統(tǒng)中檢測物料重量的部件。其性能指標在很大程度上決定了自動配料系統(tǒng)的計量精度和運行穩(wěn)定性。自動配料系統(tǒng)采用德國HBM的波紋管電阻應(yīng)變稱重模塊。其原理如圖3所示。圖中R4為應(yīng)變電阻。a、B點輸入電壓一般在10V左右，信號輸出電壓在C、D之間，范圍為omv-10mv。其工作原理是：當(dāng)應(yīng)變電阻R4受到應(yīng)力時，會引起R4變形，使R4的電阻值發(fā)生變化。應(yīng)力越大，變形程度越大，阻力值變化越大，阻力值變化與應(yīng)力成正比。R4的電阻值改變后，R4的電壓值也隨之改變。如果將B點設(shè)為基準電位點，則D點和B點之間的壓差在壓縮前后會發(fā)生變化。但是，C點的電壓沒有變化，導(dǎo)致C點和D點之間有一定的電壓。 3）測速稱重模塊。 管道速度檢測的準確性直接影響到配料系統(tǒng)的精度。自動配料系統(tǒng)采用磁電測速稱重模塊。在電機旋轉(zhuǎn)過程中，從動輪被帶動旋轉(zhuǎn)，帶動與驅(qū)動輪同軸的測速齒輪的旋轉(zhuǎn)。當(dāng)測速稱重模塊靠近測速齒輪時，輸出脈沖信號。 電機轉(zhuǎn)速越高，測速齒輪轉(zhuǎn)速越快，測速稱重模塊輸出脈沖頻率越高，單位時間脈沖越多。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的線速度. 4）鍵盤，稱重顯示。 Td400c是一個S7-200文本稱重儀，它是一個背光LCD顯示器，分辨率為192x64。它具有兩行（大字體）或四行（小字體）顯示功能，允許操作員或用戶與應(yīng)用程序進行交換，可以查看、監(jiān)視和更改應(yīng)用程序的內(nèi)部過程變量。td400c上定制16個功能按鈕，實現(xiàn)啟動、關(guān)閉、運行、停止等智能功能。 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，具有價格低廉的優(yōu)點。然而，在低速時，轉(zhuǎn)差調(diào)速電機性能差，效率低?，F(xiàn)場外部工作環(huán)境惡劣，粉塵多。很容易進入滑差電機，造成磨損、卡澀等現(xiàn)象。保養(yǎng)維修麻煩，造成多處工作故障，影響正常生產(chǎn)5。自動配料系統(tǒng)采用富？.p11s系列變頻器，不斷更換電機，提高配料精度和穩(wěn)定性，減少配料系統(tǒng)故障。 2控制策略。 目前，自動配料系統(tǒng)大多是通過固定的時間間隔對物料重量和管道速度進行采樣，然后對采集到的數(shù)據(jù)進行處理。也就是說，管道上物料重量的檢測是在一段時間內(nèi)有效地對管段上物料重量進行稱重，取管段上物料重量的平均值，得到的結(jié)果是單位長度數(shù)量上物料的重量。該方法檢測出材料在沖裁穩(wěn)定時的材料重量值與實際值基本相符，但在實際工藝中，沖裁往往是不穩(wěn)定的，特別是當(dāng)材料濕粘時，總是存在材料沒有材料的情況。在這種情況下，管道上物料的平均計算值與實際值相差很大，影響配料系統(tǒng)的精度。 稱重配料系統(tǒng)不按固定的時間間隔對配料系統(tǒng)進行取樣，而是按固定的管道運行距離對配料系統(tǒng)的物料重量進行一次取樣。壓力稱重模塊檢測管道上某一段物料的重量，并將該段物料的長度作為配料系統(tǒng)的固定取樣長度，以消除物料平均帶來的誤差。 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)程序是配料配料系統(tǒng)計量的核心，通過讀取配料系統(tǒng)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，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。 在自動配料系統(tǒng)中，通過在取樣過程中將物料的重量記錄在有效稱重部分來計算累積量。當(dāng)管道長度等于有效稱重段長度后，累計量增加n（kg），按此循環(huán)進行。程序流程圖如圖5所示。 3試驗結(jié)果及分析。 配料系統(tǒng)設(shè)計完成后，進行試驗。試驗中設(shè)置桶裝純液傳輸速度V為0.5m/s，桶裝液輸入口到輸出口的傳輸軌跡距離[為12M，純液桶之間的距離為硬IM，每桶平均運輸時間為15s，配料系統(tǒng)采用220 V/50 Hz供電方式，試驗時間t為比值。 經(jīng)計算，1小時內(nèi)用桶裝純液可輸送桶裝液體1787桶。在實際測試中，由于考慮到其他裝卸人員的因素和桶間液體距離的誤差，實際測量的桶內(nèi)液體的輸送量為1400桶。 如果不使用桶裝純液自動裝卸設(shè)備，兩名工人一小時處理純液250桶，人工操作，工作效率提高近6倍。 結(jié)論。 涂料配料系統(tǒng)是一種智能化的自動涂料配料系統(tǒng)，具有操作方便、配料精度高、稱量速度快等優(yōu)點，可克服現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境惡劣、干擾因素多的現(xiàn)狀，有效地提高了配料系統(tǒng)的控制精度和可靠性，解決了現(xiàn)有管道比例配料系統(tǒng)存在較大誤差、動態(tài)特性不理想的問題。配料系統(tǒng)應(yīng)用于安徽省某涂料廠，可根據(jù)用戶要求自動完成下料、稱重、配料全過程，大大降低了勞動強度，提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，對提高涂料質(zhì)量具有十分重要的意義。 | |
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