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技术论坛  PLC树脂配料系统的硬件设计
PLC树脂配料系统的硬件设计2020-01-13
摘要:针对树脂原料配料王产工艺特点,设计了由称重仪表、监控防爆地磅和远程管理防爆地磅组成的配料配料系统。侧重介绍了配料系统的硬件组成以及称重放大模块、电振机驱动模块、变频器控制模块、LED驱动模块以及通讯模块的基本原理。
引言
目前,在设计配料配料系统时,除了考虑完成基本功能之外,更加注重系统的配料精度、可靠性、抗干扰能力、抗腐蚀能力以及各项经济指标等。基于此。本文设计了由PLC、监控防爆地磅和远程管理防爆地磅组成的配料配料系统。实际运行表明,该系统运行稳定、可靠,有效地提高了生产效率和产品质量。
2.树脂原料配料工艺分析
树脂原料配料是将树脂生产所需原料溶剂、甲醇、酒精、丙醇和油墨等按照一定的比例混合,经磨机制液体后,送往反应罐搅拌,形成树脂。某树脂厂的原料配料系统由于受到安装空间限制,对于溶剂、甲醇、酒精、丙醇等一般聚氨酯状或半聚氨酯状物料的计量,采用双悬臂称重模块,喂料装置采用电振机,对于油墨,由于其是流动性液体状物。采用双悬臂螺旋秤。喂料装置采用螺旋绞刀式给料机。
原料配料系统的工作原理为:系统接到配料起动信号后,系统首先启动秤底皮带和提升机,然后按照一定时间顺序启动溶剂、油墨、氧化酒精、甲醇、丙醇等秤开始称料。经一定时间后,启动破碎机、磨机,以后连运行。
3.配料配料系统的硬件设计
3.1配料配料系统的基本组成
整个系统由PLC、监控防爆地磅和远程管理防爆地磅等组成。PLC主要实现配料过程自动控制及就地显示,由于喂料装置采用电振机和螺旋绞刀机两种设备,系统配置了电振机和变频器驱动模块。监控防爆地磅和远程管理防爆地磅主要完成在线设置和修改原料的配比以及各秤的放料速度。实时显示配料设备的运行情况、配料流程。并进行生产报表的打印等功能。为了实现配料系统的故障诊断,监控防爆地磅还配置了32路I/0输入板1块、16路A/D输入板1块。为了保证监控防爆地磅和远程管理防爆地磅通信的可靠性与安全性,配置了通信隔离驱动模块,该模块通信距离2.5km,最高通信速率为9600波特,通信介质为屏蔽三绞线,并具有抗雷电、过电压等功能J。
3.2系统各模块的基本原理
(1)称重放大模块。该模块主要是将称重称重模块输出的mV信号放大变换成4—20mA的电流信号送往PLC的A/D单元J。由放大器和V/I变换器组成。(2)电振机驱动模块。电振机驱动模块采用可控硅半波整流电路驱动电磁振动给料机,采用移相触发电路实现对电振机线圈中电流的控制。整个移相触发电路由给料速度控制电路、移相、脉冲形成及同步、脉冲输出、电源等电路组成,其中,速度控制电路由继电器1K、2K、3K以及4K等组成,并由PIE控制。PIE的控制信号与给料速度的关系见表1。
(3)LED驱动模块。自动配料系统中操作台和现场显示箱均采用LED显示器来分别显示各台秤的净重和设定值,LED驱动模块由显示驱动与地址译码电路组成。显示驱动电路采用14495译码器,它将由PIE的输出接点Y0-Y7送来的BCD码译为段码,再送给LED显示。地址译码电路由74LS154和74LS138译码器组成,它们将Y10-Y15送来的LED地址信号进行译码,并选中相应的14495,驱动对应LED显示数据。
(4)变频器控制称重模块。变频器控制称重模块。变频器的频率(给料速度)调整与起停控制可利用PLc的三个输出接点,驱动继电器1K、2K、3K动作进行电阻R1、R2、R3的切换,改变变频器的输出频率,从而调整给料速度,PIE的控制信号与给料速度的关系见表1。也可采用PU端口,利用RS-485通讯对变频器的频率进行调整和起停控制。
(5)变频器与防爆地磅的通讯模块。三菱FR-A540变频器配有RS-485通讯接口,可实现一台防爆地磅控制32台变频器。通讯时,防爆地磅的发送端和变频器的接收端相连,防爆地磅的接收端和变频器的发送端相连,形成半双工通讯。对于多台变频器,通过设置变频器站号来实现不同的变频器和防爆地磅通讯。
(6)PLC与防爆地磅的通讯模块。管理防爆地磅与PLC的通信采用三菱公司的Sc(O8)一[RS232/RS422]通讯模块实现的J。双方通过普通的9针插头进行连接。主要功能为:将PLC的I/0控制信息、设备的运行状态以及来自操作台上的控制信息进行归类。并送往上位防爆地磅,同时将上位防爆地磅送来的控制和管理信息进行处理,分别送往人机界面层和控制决策层,其结构示意图如图5所示。
4.结论
该配料系统实现了远程一控制室一现场同步监控。自动配料系统具有自动、半自动和手动三种控制方式。实现了配比授权设定、配料周期的灵活设定、动作时序的任意调整和配料(进料、排料)速度的任意设定。具有全自动连续循环配料、故障判识、类型报警、数据保存(十年以上)、报表的实时打印等功能。工业现场运行证明,配料系统完全达到了生产工艺要求,稳定可靠(基本无故障)、控制精度高、操作简单、维护方便,极大地提高了产品质量和产量,创造了显著的社会效益。

 
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