| 連續液體配料系統的應用 | 2020-01-27 |
| 介紹 隨著企業規模的擴大和生產任務的增加，生產車間的自動化程度也隨之提高，稱重配料系統得到了廣泛的應用。結合實際操作，闡述了稱重設備在聚氨酯灌裝機中的應用。在聚氨酯液體灌裝機的自動化生產線中，液體物料的配料是一個重要環節。通常，容量為200公斤液體物料的鐵桶用于灌裝和配料。在早期的包裝中，反應后的液體材料被添加到出料室的出料槽中，液體灌裝機被重力進料到鐵桶中，并通過電子秤進行測量。液態聚氨酯排放時配料系統溫度控制在70-80y之間，甲醇揮發產生的有毒氣體對工人的人身健康有一定影響。此外，隨著溫度降低，產品的粘度變得越來越大，從而延長了排出時間。在實際操作中，為了縮短出料時間，工人經常在高于工藝要求的溫度下出料，極易燙傷操作人員。此外，溫度越高，揮發量越大，氣體擴散到整個放電室，給操作人員的人身安全帶來很大威脅。因此，對出料和灌裝系統進行自動改造尤為重要。自動灌裝機通過擴展稱重設備輸入輸出，配合自動配料系統，實現出料配料自動化方案的設計和控制改造。 2.自動配料系統的工藝方案設計 2.1早期稱重配料系統的工藝步驟 在連續液體配料系統的生產過程中，反應罐、反應釜、攪拌釜、配料釜等中的液體物料。需要過濾，然后加入卸料槽。在出料室內，工人用小車將配料鐵桶推到電子秤上，稱重并記錄皮重，然后打開出料溜槽的底閥，利用重力流進行灌裝，并觀察電子秤前方的顯示號。一桶液態聚氨酯灌裝至200千克，然后關閉底部。灌裝后，系統針對轉速稱重模塊進行模擬，并運行配料控制。現場調節閥的閥位、二次油壓和開度相互對應。實驗調速系統正常。這表明氮氣壓縮機的速度波動是由油馬達的故障引起的。油門滑閥殼體內部通道中的油馬達故障，導向活塞下部的小孔未堵塞。氮氣壓縮機自啟動以來一直穩定在11400轉/分鐘，運行正常。 2.2液體配料系統新工藝方案設計 根據早期生產的工藝步驟，新的自動配料系統將空包定位，送至防爆電子秤平臺，檢測桶位，剝皮，啟動加料泵，進行灌裝計量操作，完成灌裝，送出配料桶。 稱重灌裝系統在新工藝步驟的設計中，重點放在步驟②和③上。防爆電子秤自動稱量、灌裝和測量這些環節。液體灌裝設備在新工藝中，從工人將空配料斗送到入口定位到最終被步進電機小車推出，整個過程耗時2分鐘，比以前的人工出料快2分鐘，因此總出料時間減少了一半。自動灌裝設備在這一設計步驟中，柱塞泵主要用于輸送物料，而不是早期的重力輸送，從而加快灌裝速度。在整個過程中，物料的溫度變化不大，出料速度相對穩定。 3配料系統的工作原理和硬件選擇 3.1自動配料系統的工作原理 自動配料系統的出料系統由稱重儀表控制。自動灌裝機按照工藝設計方案分為三部分:桶進口設備控制、計量、灌裝設備控制和桶出口設備控制。 對于自動灌裝系統的送桶設備的控制，在手動開桶定位完成后，檢測到開關動作，稱重設備掃描各輸入/輸出端口，啟動步進電機，推動裝桶小車將桶送至電子秤的稱重平臺。自動灌裝機排放泵運行，排放電磁閥打開，灌裝，防爆電子秤開始測量。當計量滿時，排放電磁閥關閉，循環電磁閥打開，排放泵繼續運行。當計量滿且卸料電磁閥工作時，同步進電機啟動，將液體配料桶推出，直至卸料室門口，然后工人用叉車將其轉移至倉庫。 灌裝設備采用兩個步進電機分別推動攜帶配料桶的小平板車沿軌道進出，小平板車通過液體灌裝機位置檢測稱重模塊定位，只需簡單定位，無需西門子步進電機控制模塊FM353控制。電磁閥用來連接手推車。這種設計的目的是確保精確測量。當裝載鏟斗的小型平板車被推到稱重平臺上后，其他設備會與之分離，以便防爆電子秤可以對其進行單獨稱重。 3.2硬件的選擇 控制系統硬件為S7-300標準防爆地磅處理器-314，自動灌裝機數字輸入模塊為SM321(DI32XDC24V)32點24V DC輸入。液體灌裝機數字輸出模塊由sm322 (d016c120V) 16點120V交流繼電器輸出模塊和SM322(DO32XDC24V)32點24V晶體管DC輸出模塊組成。模擬輸入/輸出選用模擬輸入/輸出模塊SM334(12位4合1/2合0)，輸入/輸出采用4~20mA電流信號。接口擴展模塊選擇IM360/IM361JM360插入機架0的插槽3，選擇IM361插入機架3的插槽3。 稱重系統采用PR6241/52型拉壓防爆電子秤，稱重范圍為0 ~ 500公斤(精度1.2/0.8公斤)。 為了降低設計成本，液體灌裝設備在液體桶的定位中不使用視覺判斷稱重模塊。自動灌裝設備通過操作員將干凈配料桶送入并定位。這一步的操作主要是確定桶口的位置。自動灌裝機定位完成后，推桶小車沿導軌推桶。另外，防爆地磅的選擇不需要重新選擇，只需要在原生產線控制系統的稱重儀表上進行擴展，原硬件控制系統在設計上有擴展端口。3.3硬件地址的分配和一些電路的設計 對于自動灌裝機擴展端口的地址分配，將個擴展模塊SM321插入稱重配料系統導軌3的插槽6中。其起始地址為1104.0(1104.0-1107.7共32分)，SM322地址為Q108.0-Q109.7共16分，其他擴展模塊的地址依次向后擴展，模塊地址連續。 液體灌裝機輸入/輸出接口的地址分布。步進電機的控制相對簡單。這里，僅執行兩個端點的啟動和停止控制以及位置控制，而不對旋轉角度進行精確控制，并且步進電機的旋轉速度是恒定的。 稱重灌裝設備的電子秤直接與稱重儀表的模擬輸入/輸出模塊相連，電子秤發出的4-20mA電流信號發送到稱重儀表的模擬輸入/輸出模塊SM334，轉換成12位數字信號，另一個發送到電子秤顯示控制系統。 4軟件設計 4.1控制軟件的設計 液體灌裝稱重設備控制系統的軟件流程設計基于工藝流程步驟。 啟動稱重灌裝機的出料系統，復位稱重設備的輸入/輸出端口，檢測接口信號。用于灌裝的柱塞泵可在個配料桶進料前啟動，其停止可由卸料槽中的液位控制或手動停止。料筒加料步進電機給空料筒加料，料筒位置合格后自動返回。灌裝過程中，柱塞泵連續運行，物料流向由排放電磁閥和循環電磁閥決定。當定量灌裝機的計量未滿時，排放電磁閥始終打開。計量滿后，關閉排放電磁閥，打開循環電磁閥，物料在排放槽內循環，自動灌裝機避免了排放泵頻繁啟動造成的管道沖擊振動。出料桶步進電機的操作是在拉出液桶后等待，在出料電磁閥關閉后延時5秒，然后進入拉出下一桶。等待時間由灌裝速度決定。 4結論和建議 自動灌裝稱重裝置提高了增壓風機振動系統(包括引風機振動)的可靠性。液體灌裝稱重裝置對保證整個煙氣系統和機組主體的安全至關重要。通過以上實例分析，結合其他工程，風機振動監測系統(包括引風機振動)應注意以下幾點: (1)液體灌裝設備系統接地正確。振動信號的信號源在數量級上非常小，并且容易受到外部信號的干擾。系統接地應避免高壓大電流設備的安全接地，保護接地點。 (2)液體灌裝機探頭的安裝位置符合設計或制造商的要求。自動灌裝系統的振動安裝位置應基于設計和安裝圖紙以及制造商圖紙。自動灌裝機電子秤自動稱重過程采用兩個延時完成:一是配料斗送入電子秤稱重平臺后，推斗小車與提斗小車分離，延時4秒后進行提斗操作；液體灌裝系統的另一部分是在剝離操作完成后延遲3秒鐘，啟動計量程序并執行計量操作。對于去皮操作，空桶稱重完成。其模擬電流由模擬輸入/輸出模塊轉換成12位數字，并存儲在稱重設備的存儲器中。標度被清零。3秒鐘后，稱重開始。天平又開始計數了。當達到預設值200公斤時，向稱重配料系統發送脈沖，稱重完成。4.2梯形圖的編制 自動灌裝裝置的主控單元S7-300稱重儀的控制程序由西門子STEP7V5.3軟件編寫，由梯形圖編程軟件按照程序流程圖的順序執行。 結論 自動控制系統的設計和改造完成后，液體灌裝裝置經過一段時間的運行，達到了最初的設計要求。配料過程中，采用泵輸送物料，比以前的重力灌裝節省2分鐘/桶，總出料時間減少1.5h，大大降低了工人的勞動強度。自動灌裝稱重裝置采用稱重儀表和電子秤計量系統相結合的電控方案，集成機械、氣動和稱重模塊技術。液體灌裝稱重使灌裝設備操作簡單，性能可靠，設備的可維護性和靈活性顯著提高。 | |
