| 涂料配料系統的應用及發展 | 2020-01-19 |
| 文摘：針對涂料生產行業應用環境惡劣、干擾因素多的特點，涂料配料系統是一種智能化的自動配料系統。 該配料系統以S7200 PLC為測控核心，td400c為人機接口單元，FS11系列變頻器控制配料系統的電機轉速，波紋管電阻應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，可在涂料生產過程中在線購買動態稱重，有效提高配料系統的抗干擾能力，解決了沖裁不穩定帶來的誤差，提高了配料精度。 0簡介。 隨著科學技術的不斷發展，自動配料系統（又稱稱重配料系統）已廣泛應用于工農業生產和社會生活的各個領域。在許多生產過程中，人們不僅要求防爆地磅精確稱重，以滿足產品質量的需要，而且要求稱重過程大大提高生產效率。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，經常需要對散裝物料進行動態、連續稱重，并對運輸過程中的流量進行調節和控制，達到準確的配比。成分的準確性直接關系到涂料的質量。如果配料精度達不到要求，會造成原材料和能源的浪費，影響產品的質量和生產率。而且，一些重要生產崗位的配料失誤，甚至會對整個生產造成事故。自動配料系統是實現生產過程自動化、智能化、企業科學管理、安全穩定生產、節能降耗的重要技術手段。 基于PLC，設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。對實現真正意義上的工業自動化具有重要意義。 一。油漆自動配料系統的結構設計。 1-1機械結構。 自動配料系統是一種自動防爆地磅。它是物料在運輸過程中的連續自動稱量任務，應能自動完成堆積，具有連續自動稱量的特點。 1-2控制結構。 本文設計的自動配料系統的控制結構如圖2所示。在配料系統運行的狀態下，自動配料配料系統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換成電信號，轉換得到的兩組信號通過現場按鈕盒，通過A/D轉換輸送給主稱重儀表進行計算、調節，輸出一個合適的控制值，經過D/A轉換后傳給變頻器，控制電機的運轉在這個過程中，配料系統的給定值，即自動配料系統每小時所需的配料噸位，可以通過控制配料系統的鍵盤就地輸入，也可以由DCS遠程給出。累計稱重結果送稱重顯示器，同時由DCs上傳。 1） 稱重儀器。 由于本文設計的自動配料系統的工業現場環境比較惡劣，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定性有較高的要求。PLC是專門為工業控制而設計的，可靠性好，抗干擾能力強是其最重要的特點之一。根據自動配料系統的控制要求，選用西門子S7200 PLC作為自動配料系統的稱重儀表。 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的計量精度和運行穩定性。自動配料系統采用德國HBM的波紋管電阻應變稱重模塊。其原理如圖3所示。圖中R4為應變電阻。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：當應變電阻R4受到應力時，會引起R4變形，使R4的電阻值發生變化。應力越大，變形程度越大，阻力值變化越大，阻力值變化與應力成正比。R4的電阻值改變后，R4的電壓值也隨之改變。如果將B點設為基準電位點，則D點和B點之間的壓差在壓縮前后會發生變化。但是，C點的電壓沒有變化，導致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的精度。自動配料系統采用磁電測速稱重模塊。在電機旋轉過程中，從動輪被帶動旋轉，帶動與驅動輪同軸的測速齒輪的旋轉。當測速稱重模塊靠近測速齒輪時，輸出脈沖信號。 電機轉速越高，測速齒輪轉速越快，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收到的脈沖數，算出從動輪的轉速，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用程序進行交換，可以查看、監視和更改應用程序的內部過程變量。td400c上定制16個功能按鈕，實現啟動、關閉、運行、停止等智能功能。 5） 變頻器。 自動配料系統采用模擬電路控制滑差調速電機，具有價格低廉的優點。然而，在低速時，轉差調速電機性能差，效率低。現場外部工作環境惡劣，粉塵多。很容易進入滑差電機，造成磨損、卡澀等現象。保養維修麻煩，造成多處工作故障，影響正常生產5。自動配料系統采用富？.p11s系列變頻器，不斷更換電機，提高配料精度和穩定性，減少配料系統故障。 2控制策略。 目前，自動配料系統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，然后對采集到的數據進行處理。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，得到的結果是單位長度數量上物料的重量。該方法檢測出材料在沖裁穩定時的材料重量值與實際值基本相符，但在實際工藝中，沖裁往往是不穩定的，特別是當材料濕粘時，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，影響配料系統的精度。 稱重配料系統不按固定的時間間隔對配料系統進行取樣，而是按固定的管道運行距離對配料系統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，其中自動調節程序是配料配料系統計量的核心，通過讀取配料系統設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動電機，實現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），按此循環進行。程序流程圖如圖5所示。 3試驗結果及分析。 配料系統設計完成后，進行試驗。試驗中設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，配料系統采用220 V/50 Hz供電方式，試驗時間t為比值。 經計算，1小時內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，實際測量的桶內液體的輸送量為1400桶。 如果不使用桶裝純液自動裝卸設備，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。 結論。 涂料配料系統是一種智能化的自動涂料配料系統，具有操作方便、配料精度高、稱量速度快等優點，可克服現場作業環境惡劣、干擾因素多的現狀，有效地提高了配料系統的控制精度和可靠性，解決了現有管道比例配料系統存在較大誤差、動態特性不理想的問題。配料系統應用于安徽省某涂料廠，可根據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，提高了生產效率和產品質量，對提高涂料質量具有十分重要的意義。 | |
