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| 配料系統(tǒng)工藝流程的設(shè)計 | 2020-01-21 |
| 如今社會涂料行業(yè)發(fā)展迅速，前景十分良好，隨著反應(yīng)釜對油漆品質(zhì)要求的不斷提高，配料已成為油漆技術(shù)改造的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。，油漆廠配料系統(tǒng)是整個油漆生產(chǎn)的源頭，它擔(dān)負(fù)著所有油漆機(jī)的混合料供應(yīng)任務(wù)，如果配料系統(tǒng)遇到問題，那么整個油漆生產(chǎn)都要被迫停止，而且配料系統(tǒng)的計算也要準(zhǔn)確無誤，以為油漆原料的種類多，配料成分隨其供貨渠道的變化而變化，各單配料的配合比例也會根據(jù)生產(chǎn)的要求隨時變化，而且在生產(chǎn)過程中，物料的黏度、比重、粒度及環(huán)境的溫度、濕度的變化，也會嚴(yán)重影響下斜的精度，因此，配料系統(tǒng)對于提高油漆的質(zhì)量至關(guān)重要。 油漆是把液體物料轉(zhuǎn)變?yōu)橹旅芤后w材料，是一個傳統(tǒng)的工藝過程。人們很早就利用這個工藝來生產(chǎn)油漆、潤滑液、、環(huán)保液體材料等。一般來說，液體經(jīng)過成型后，通過油漆得到的致密體是一種多晶液體材料，其密度結(jié)構(gòu)由液體、軌跡體和氣孔組成。油漆產(chǎn)出過程直接影響密度的粘度大小、氣孔大小及液體形狀和分布。無機(jī)液體材料的性能不僅與液體材料組成（化學(xué)組成與甲醇組成）有關(guān)，還與液體材料的密度結(jié)構(gòu)有密切的關(guān)系。 油漆配料自動控制自動配料系統(tǒng)在現(xiàn)在應(yīng)用十分廣泛，是在自動稱重顯示器方面尤其突出。在此方面根據(jù)油漆工藝需求能將各種礦按照所需量自動投入，由電機(jī)輸送混合機(jī)中進(jìn)行下一步工藝的生產(chǎn)。而近年來，我國的涂料攪拌行業(yè)發(fā)展十分迅速，油漆是涂料的主原料，而配料這一工藝是影響油漆質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，各稱量設(shè)備只有達(dá)到一定精度才能保證礦的質(zhì)量。因此油漆配料自動控制自動配料系統(tǒng)是各大型涂料廠的，也可大大提高生產(chǎn)效率。油漆工業(yè)的迅速發(fā)展是近些年的事，主要的技術(shù)新進(jìn)展表現(xiàn)在: 原料反應(yīng)釜上裝有上下液位計，控制加料裝置的啟動和停止。確保有足夠的液體可以連續(xù)供應(yīng)給灌裝機(jī)。 灌裝防爆電子秤裝置 涂料使用的原料較多，原料反應(yīng)罐數(shù)量也較多(如油墨企業(yè)中某公司的9套主料反應(yīng)罐、6套輔料反應(yīng)罐和2套計量配料攪拌罐)。)輸送和裝料的距離相對較長，適用于氣密防爆秤作為裝料防爆電子秤。 對于流動特性較好的液體，通常使用規(guī)格較大的防爆地磅進(jìn)行快速裝料。小規(guī)格精密防爆地磅用作精細(xì)裝料。兩者的工作時間、工作方式和提前關(guān)閉時間應(yīng)在現(xiàn)場調(diào)試時確定。 為了保證連續(xù)穩(wěn)定進(jìn)料，防爆地磅的電機(jī)速度不應(yīng)很高，輸送距離與直徑之比一般應(yīng)≤0.5。作為精細(xì)灌裝的精密防爆地磅，加裝一套變頻器。當(dāng)接近額定值時，轉(zhuǎn)速將逐漸降低至停止。采用這種設(shè)計方案，送料精度一般可以達(dá)到0.3%以上。 為保證生產(chǎn)節(jié)奏，用于快速灌裝的防爆地磅規(guī)格應(yīng)較大，其灌裝容量不應(yīng)小于額定容量的130%。 由于防爆地磅脈動慣性，防爆地磅停止后可能會發(fā)生物料誤差，影響配料的準(zhǔn)確性。排放口應(yīng)設(shè)置快速截止閥。防爆地磅停止時，截止閥應(yīng)迅速關(guān)閉。對于原料反應(yīng)釜出口與計量配料反應(yīng)釜入口水平距離較近的加料防爆電子秤裝置，可以采用精密分度輪秤組和光滑滑槽作為加料防爆電子秤裝置。 計量配料反應(yīng)罐的進(jìn)料管 當(dāng)多個進(jìn)料管道進(jìn)入同一個計量配料罐時，不可避免地會涉及到管道高度密集的問題，特別是對于以輔料為主要成分的小型計量配料罐，這一問題尤為突出。為此，可以在計量罐蓋上焊接相應(yīng)的帶有不同角度和長度連接法蘭的管頭，實現(xiàn)與不同空間位置防爆地磅相應(yīng)出口的方便連接。同時，應(yīng)特別注意空間管道傾角的合理性，防爆地磅給出的所有液體必須順利進(jìn)入計量配料反應(yīng)罐。 由于進(jìn)料管的高密度和加藥反應(yīng)罐蓋的小尺寸，應(yīng)將其設(shè)計為整體軟連接。 計量配料罐的設(shè)計要點 在保證足夠剛性的前提下(尤其是稱重模塊的安裝和支撐部件)，計量混合罐系統(tǒng)的重量應(yīng)盡可能輕；其有效體積為各種配方液體體積總和的110-120%；反應(yīng)罐的斜角是根據(jù)流動性最差的液體可以自由平穩(wěn)滑動的角度設(shè)計的。如果反應(yīng)釜斜角太小，反應(yīng)釜內(nèi)的液體將不會被干凈地排出，防爆電子秤也不會歸零，也不會自動進(jìn)入下一道工序的停止?fàn)顟B(tài)，從而導(dǎo)致自動生產(chǎn)線中斷。對于流動性很差的液體，可以在反應(yīng)釜的中下部設(shè)置多套單向活塞助流器；也可以使用柔性材料反應(yīng)釜；為了降低摩擦阻力和提高防腐能力，可以設(shè)計一種易于更換的不銹鋼防爆電子秤。計量配料反應(yīng)罐和稱重模塊之間的連接部分應(yīng)配備高度調(diào)節(jié)、限位和預(yù)支撐裝置。三個稱重模塊必須對稱且均勻分布，以使它們的力平衡。通常，計量配料反應(yīng)釜設(shè)計成環(huán)形板，其中一個增加了剛性，同時放置校準(zhǔn)砝碼便于校準(zhǔn)。 稱重模塊的選擇 稱重模塊是配料反應(yīng)罐的核心部件之一。其特征參數(shù)的正確選擇對保證計量配料的準(zhǔn)確性至關(guān)重要。其主要特征參數(shù)包括:安裝形式、額定負(fù)載、允許負(fù)載、靈敏度、電橋電源電壓、分辨率、重復(fù)性、遲滯、溫度影響等。額定負(fù)載的選擇通常是配料反應(yīng)罐總皮重和稱量量(各種液體的工藝配料量之和)的120%。如果所選規(guī)格太小，稱重模塊可能會因沖擊負(fù)載和灌裝過程中產(chǎn)生的意外因素而損壞。如果所選規(guī)格太大，分辨率不夠，影響精度。 計量反應(yīng)罐的校準(zhǔn) 1)線性校準(zhǔn) 根據(jù)額定材料總量準(zhǔn)備足夠數(shù)量的標(biāo)準(zhǔn)砝碼。重物應(yīng)該對稱放置。不對稱放置時，將其放置在有效的支撐面內(nèi)。并準(zhǔn)備好通過檢查的稱重儀表。解析的單位顯示值一般不應(yīng)大于允許值的1/5。判別試驗:將額定總物料量0.03%的重量放在反應(yīng)釜上，儀表重量應(yīng)該有一個顯示器。目前我國涂料仍然多數(shù)生產(chǎn)設(shè)備陳舊，部分采用手動操作，自動化程度不高，在配料系統(tǒng)中由于自動化程度較低，而傳統(tǒng)油漆工藝中主要依靠工作經(jīng)驗進(jìn)行調(diào)節(jié)，因此存在以下幾方面的問題： 1.過分依靠配料工經(jīng)驗，配料工要熟知各個圓盤每變化1Hz頻率所對應(yīng)的各秤的重量變化應(yīng)為多少，若配料工經(jīng)驗不足，就會延長調(diào)節(jié)時間 2.調(diào)節(jié)不及時，圓盤下料始終為給定頻率，若料重發(fā)生變化，就會使各秤之間配比發(fā)生變化； 3.配料工半個小時跑盤一次，工作量較大。 4.由于物料的粉塵污染較嚴(yán)重，嚴(yán)重影響工人的身體健康。 隨著油漆廠配料系統(tǒng)自動化程度的逐步提高，工業(yè)對配料的要求也越來越嚴(yán)格，如果配料系統(tǒng)異常，會造成油漆礬礦率增加，結(jié)礦率低，同時導(dǎo)致油漆消耗膠粘液上升，油漆應(yīng)有成分波動較大、過少氧化等眾多問題。因此，完善油漆配料系統(tǒng)對提高工廠的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)十分重要。本文介紹的事在配料系統(tǒng)中采用西門子S7-300/400系列PLC系列在實際中的成功設(shè)計及應(yīng)用。 油漆生產(chǎn)工藝流程大體如下： 1、原料攪拌、貯存、準(zhǔn)備及配料 配料系統(tǒng)-----主要包括攪拌自動配料系統(tǒng)，樹脂反應(yīng)釜，配料罐，溶劑反應(yīng)釜，甲醇反應(yīng)釜，主要任務(wù)是擔(dān)負(fù)廠內(nèi)的原料配料、運送和儲備。 原料準(zhǔn)備自動配料系統(tǒng)-----包括含助劑原料的中和，膠粘液的攪拌，溶劑的攪拌和篩分。其任務(wù)是為配料工序準(zhǔn)備好符合生產(chǎn)要求的原料、溶劑和膠粘液。 配料系統(tǒng)-----包括配料間的計量罐、管道輸送、稱量設(shè)備等。根據(jù)規(guī)定的油 料化學(xué)成分，通過計算，按配比、重量進(jìn)行給料，以保證混合料和油漆化學(xué)成分穩(wěn)定，并擔(dān)負(fù)甲醇的加助劑和膠粘液的調(diào)整。 2、混合攪拌自動配料系統(tǒng) 為了使油漆滿足反應(yīng)釜攪拌的要求，必須根據(jù)原料條件，準(zhǔn)確地計算出助劑料、溶劑、膠粘液的配比，并根據(jù)配料比進(jìn)行配料，使配合料的主要成分如助劑、氧化鈣、乙醇、醋酸鈉、溶液等的含量合乎規(guī)定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。油漆廠使用的原料品種比較多，各種原料的化學(xué)成分相差也較大，即使是同一品種的原料，其化學(xué)成分也有波動。配料工序就是根據(jù)油漆的質(zhì)量指標(biāo)要求，進(jìn)行計算配料，控制和穩(wěn)定油漆的化學(xué)成分在允許的范圍內(nèi)波動。同時還可根據(jù)各種原料的粒度、溶點及油漆性能配入適量的膠粘液，保證油漆料含碳量適合于油漆生產(chǎn)的要求，并為有效地除去有害渣質(zhì)和控制FeO的含量創(chuàng)造條件。 自動配料控制過程是一個多輸入、多數(shù)出，且各條配料輸送生產(chǎn)線嚴(yán)格協(xié)調(diào)控制，對液位、重量及時準(zhǔn)確地進(jìn)行監(jiān)測和調(diào)節(jié)。因此，自動配料系統(tǒng)由可編程控制器與電子秤組成一個兩極計算機(jī)控制自動配料系統(tǒng)。通過現(xiàn)場總線連接現(xiàn)場儀器稱重儀表、控制計算機(jī)、PLC、變頻器等智能程度較高、處理速度快的設(shè)備。 在自動配料生產(chǎn)工藝過程中，將輔料與主料按一定比例配合，由電子秤完成對電機(jī)輸送機(jī)輸送的物料進(jìn)行計量。PLC主要承擔(dān)對輸送設(shè)備、秤量自動配料系統(tǒng)的過程進(jìn)行實時控制，并完成對自動配料系統(tǒng)故障檢測、顯示及報警，同時向變頻器輸出信號調(diào)節(jié)電機(jī)機(jī)轉(zhuǎn)速。 WinCC是在生產(chǎn)和過程自動化中解決可視化和控制任務(wù)的工業(yè)技術(shù)中性自動配料系統(tǒng)。它提供了適用于工業(yè)的圖形顯示、消息、歸檔以及報表的功能模板。高性能的過程耦合、快速的畫面更新、以及可靠的數(shù)據(jù)使其具有高度的實用性。 本套自動配料系統(tǒng)考慮采用集散控制配料系統(tǒng)。綜述了WinCC、PLC技術(shù)、變頻調(diào)速技術(shù)的概況。在這個控制自動配料系統(tǒng)中，各稱重儀表的數(shù)據(jù)可由計算機(jī)鍵盤操作實現(xiàn)對每臺稱重儀表的配比設(shè)定及啟停動作，計算機(jī)主要承擔(dān)管理工作，不直接控制配料，故計算機(jī)出現(xiàn)故障時可關(guān)掉計算機(jī)，此時稱重儀表仍可獨自配料，形成一個小小的閉環(huán)。畫面監(jiān)控可實現(xiàn)現(xiàn)場動態(tài)畫面，顯示設(shè)備運行狀況，可以實施定值、配比、料種、 時間的設(shè)定，可以進(jìn)行記錄的查詢，顯示歷史實時趨勢曲線，并對故障、異常情況進(jìn)行記錄、保存、打印和查詢，所以這套自動配料系統(tǒng)應(yīng)能很好的滿足現(xiàn)場工藝的要求。軟件設(shè)計控制任務(wù)由S7-300可編程序控制器來完成，過程監(jiān)視及遠(yuǎn)程操作由WinCC來完成。 | |
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