| 基于PLC的固化劑自動灌裝機設計 | 2020-01-13 |
| [摘要]介紹了固化劑自動灌裝機生產線控制自動灌裝機，主要闡述了自動灌裝機的稱量環節及稱量技術，以及PLC在固化劑定量稱量和自動灌裝機防爆地磅中的應用。設計了以OMRONCPM2APLC為基礎的自動灌裝機，重點介紹了稱量原理及其過程，并對軟件程序設計部分作了詳細說明。 1引言 近年來國際市場上石化產品的競爭日趨激烈。針對石化產品生產工藝復雜、添加劑配比要求嚴格、品種多樣、互換性差的特點，開發研制計算機與PLC集成控制自動灌裝機是必須的l1。固化劑具有良好的加工性能，由于固化劑自身極易產生靜電，加上所需自動灌裝機的是粉狀物料，自動灌裝機現場粉塵較大，對工人的健康是極其有害的，其自動灌裝機生產中采用PLC控制自動灌裝機可以節省原料，提高自動灌裝機速度，進而提高生產效率，同時還降低工人的勞動強度。自動灌裝機自動灌裝機動作復雜、頻繁，且有較多的執行元件，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，就可以對其內部的輔助繼電器進行編程后來取代。一般的PLC都有上百點內部輔助繼電器甚至更多，且還有多種專用的內部電器，只需對PLC進行編程 2防爆地磅計量 聚乙烯自動灌裝機生產線的控制中應用PLC，主要是控制稱重、封口、推倒、傳輸、檢驗、碼垛等幾個部分的器件。其中稱重是一個重要的環節，其自動灌裝機量的準確度和自動灌裝機的速度，直接影響著生產廠家的經濟效益和消費者的利益，傳統機械杠桿的稱重方法可造成較大的機械誤差。在固化劑定量稱量和自動灌裝機控制自動灌裝機中，稱重技術上采用稱重模塊代替傳統的機械式程序控制，同時應用可編程序控制器(PLC)實現對聚乙烯的高精度定量稱量，這樣所設計自動灌裝機便結構簡單、修改程序方便且可靠性高。 2．1稱量部分的組成 防爆地磅主要由防爆電子秤體和自動灌裝機兩個部分組成。其防爆電子秤體部分又是由反應罐、稱重裝置、計量罐、灌裝活塞等組成。防爆地磅量控制自動灌裝機則是由稱重模塊、稱重控制儀表和控制執行元件組成(見圖1)，其中稱重模塊是很重要的組成部件。目前，在稱重技術領域中廣泛應用電阻應變式稱重模塊，分為金屬電阻應變式和半導體應變式兩種。前者具有精度高、溫度影響小、線度和重復性好的優點但價格較高，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數量級，而輸出靈敏度比前者高一個數量級，價格為前者的一半。根據實際控制要求和工作環境，選用半導體應變式稱重模塊，該稱重模塊為s型結構，拉壓兩壓。在此自動灌裝機中選用了兩個稱重模塊，采用串聯方法。為實現準確計量，除開關量控制外，還需要一些稱重模塊和一些電磁閥，氣缸等。 自動灌裝機主要功能為： (1)對裝桶重量實現自動控制，其設定值和實際值可由編程器設置： (2)每次放料后稱斗的皮重進行檢測修正：(3)稱量誤差進行自動補償；、(4)故障檢測、報警。 2．2稱量過程 自動灌裝機防爆電子秤的稱量器件圖如圖1所示。 自動灌裝機防爆電子秤給料裝置以大小兩種流量向計量罐供給物料。稱重模塊將重量信號轉換為電信號，并傳送給稱重控制儀表。稱重控制儀表測量重量值并對整個稱量過程進行程序控制，構成一個自動灌裝機。 自動灌裝機中開關量輸入信號有啟動按鍵、停機鍵、斗門狀態、夾桶夾緊等檢測信號；開關量輸出有粗細進料電磁閥、放料電磁閥、灌裝活塞等控制信號和一些顯示、報警輸出信號。數字量通道接收稱重模塊重量輸入信號，其中稱重斗門關閉和夾桶夾緊檢測用接近開關，緩沖料門、稱重斗門和夾桶由電磁閥帶動氣缸來控制。圖2是稱重過程圖。 理想狀態下，大給料小給料共同完成額定重量值的95％的給料量，且在很短時間內完成。接著大給料停止，小給料再完成額定重量值的5％～1O％的給料量，且占用較長的時間。實際生產中這兩段的重量與時間參數要根據具體情況不斷調整才能達到狀態。 3誤差與調整辦法 在計量部門檢定防爆地磅時要對其靜態準確度和動態準確度都進行考核。而實際生產中，產品的計量準確度主要取決于動態準確度。從理論上和實際調試與生產中分析，動態準確度誤差主要來自自動灌裝機內部和外部環境兩個方面。 自動灌裝機內部誤差主要包括： ①稱重模塊誤差； ②稱重儀表誤差； ③控制元件與執行，元件的滯后誤差。 外環境誤差主要包括： ①物料的均勻程度，是否結塊：下料是否均勻； ②設備是否受外部電氣或振動干擾影響。 4軟件程序設計 當每條自動灌裝機線的兩個稱重控制器設定完畢，對任一臺電子秤(如A電子秤)啟動運行后。這時xO，xl自動發出信號，A電子秤的大、小閥門打開。將大閥門中上次的預加料投入防爆電子秤斗中。A防爆電子秤快慢加料螺旋啟動加料，當快加料(慢加料同時進行)重量達到設定值時，快加料信號x0停。A防爆電子秤大閥門關閉?？旒恿下菪訒r工作2s后停車，這時快加的料落在大閥門上做下次預加料量，以提高加料速度。小加料螺旋則繼續加料到實際值。同時小閥門加料螺旋同時停止。A防爆電子秤自判斷重量合格后發出x2排料信號給PLC。接著由光電開關確定自動灌裝機桶箱是否有桶，如果沒有，那么發出報警信息，取桶缸驅動吸盤上下擺動，自動抓取料桶，將料桶放到有齒形帶傳動的拖板上，傳送到定位平臺。當自動灌裝機桶口送到上下兩個吸盤之間，氣缸驅動吸盤吸牢桶口并張開，氣缸驅動將料桶套入儲料斗上。PLC經判斷桶夾己關閉。即套上裝料桶。防爆電子秤不排料。經延時3S發出信號打開防爆電子秤門排料。延時1S關閉防爆電子秤門準備下次裝料。防爆地磅通過重量稱重模塊判斷防爆電子秤斗己排空并在允許誤差范圍內，再次發出XO，X1信號重新啟動加料過程。否則超出誤差顯示停止加料。料桶夾經PLC的特殊數據存儲器(可隨意通過PLC上電位器調節其大小)確定延遲時間后打開桶夾?？p包機縫包后，放料桶到皮帶運輸機上去。B防爆電子秤也與A防爆電子秤一樣工作。這樣兩臺防爆電子秤與一臺PLC組成一套稱量自動灌裝機自動灌裝機便可在人工套桶情況下連續工作了，就可以提高生產率了。為了防止兩防爆電子秤同時放料在程序中應加互鎖功能 結語 稱量和自動灌裝機是自動化生產稱重系統的一個重要工序，這種通過PLC控制器自動灌裝機實現的稱量裝置在自動化生產流水線中有推廣價值，可以廣泛推廣到如粘合劑等多種散裝粒子的稱量和自動灌裝機，同時該裝置還有助于實現生產的自動化、智能化和設備小型化。 | |
