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技术论坛  基于PLC的固化剂自动灌装机设计
基于PLC的固化剂自动灌装机设计2020-01-13
[摘要]介绍了固化剂自动灌装机生产线控制自动灌装机,主要阐述了自动灌装机的称量环节及称量技术,以及PLC在固化剂定量称量和自动灌装机防爆地磅中的应用。设计了以OMRONCPM2APLC为基础的自动灌装机,重点介绍了称量原理及其过程,并对软件程序设计部分作了详细说明。
1引言
近年来国际市场上石化产品的竞争日趋激烈。针对石化产品生产工艺复杂、添加剂配比要求严格、品种多样、互换性差的特点,开发研制计算机与PLC集成控制自动灌装机是必须的l1。固化剂具有良好的加工性能,由于固化剂自身极易产生静电,加上所需自动灌装机的是粉状物料,自动灌装机现场粉尘较大,对工人的健康是极其有害的,其自动灌装机生产中采用PLC控制自动灌装机可以节省原料,提高自动灌装机速度,进而提高生产效率,同时还降低工人的劳动强度。自动灌装机自动灌装机动作复杂、频繁,且有较多的执行元件,使用继电器控制逻辑必然需要大量的中间继电器,而这些中间继电器在用PLC控制的情况下,就可以对其内部的辅助继电器进行编程后来取代。一般的PLC都有上百点内部辅助继电器甚至更多,且还有多种专用的内部电器,只需对PLC进行编程
2防爆地磅计量
聚乙烯自动灌装机生产线的控制中应用PLC,主要是控制称重、封口、推倒、传输、检验、码垛等几个部分的器件。其中称重是一个重要的环节,其自动灌装机量的准确度和自动灌装机的速度,直接影响着生产厂家的经济效益和消费者的利益,传统机械杠杆的称重方法可造成较大的机械误差。在固化剂定量称量和自动灌装机控制自动灌装机中,称重技术上采用称重模块代替传统的机械式程序控制,同时应用可编程序控制器(PLC)实现对聚乙烯的高精度定量称量,这样所设计自动灌装机便结构简单、修改程序方便且可靠性高。
2.1称量部分的组成
防爆地磅主要由防爆电子秤体和自动灌装机两个部分组成。其防爆电子秤体部分又是由反应罐、称重装置、计量罐、灌装活塞等组成。防爆地磅量控制自动灌装机则是由称重模块、称重控制仪表和控制执行元件组成(见图1),其中称重模块是很重要的组成部件。目前,在称重技术领域中广泛应用电阻应变式称重模块,分为金属电阻应变式和半导体应变式两种。前者具有精度高、温度影响小、线度和重复性好的优点但价格较高,输出灵敏度低:后者性能与前者相反,在精度和温度特性方而较前者差一个数量级,而输出灵敏度比前者高一个数量级,价格为前者的一半。根据实际控制要求和工作环境,选用半导体应变式称重模块,该称重模块为s型结构,拉压两压。在此自动灌装机中选用了两个称重模块,采用串联方法。为实现准确计量,除开关量控制外,还需要一些称重模块和一些电磁阀,气缸等。
自动灌装机主要功能为:
(1)对装桶重量实现自动控制,其设定值和实际值可由编程器设置:
(2)每次放料后称斗的皮重进行检测修正:(3)称量误差进行自动补偿;、(4)故障检测、报警。
2.2称量过程
自动灌装机防爆电子秤的称量器件图如图1所示。
自动灌装机防爆电子秤给料装置以大小两种流量向计量罐供给物料。称重模块将重量信号转换为电信号,并传送给称重控制仪表。称重控制仪表测量重量值并对整个称量过程进行程序控制,构成一个自动灌装机。
自动灌装机中开关量输入信号有启动按键、停机键、斗门状态、夹桶夹紧等检测信号;开关量输出有粗细进料电磁阀、放料电磁阀、灌装活塞等控制信号和一些显示、报警输出信号。数字量通道接收称重模块重量输入信号,其中称重斗门关闭和夹桶夹紧检测用接近开关,缓冲料门、称重斗门和夹桶由电磁阀带动气缸来控制。图2是称重过程图。
理想状态下,大给料小给料共同完成额定重量值的95%的给料量,且在很短时间内完成。接着大给料停止,小给料再完成额定重量值的5%~1O%的给料量,且占用较长的时间。实际生产中这两段的重量与时间参数要根据具体情况不断调整才能达到最佳状态。
3误差与调整办法
在计量部门检定防爆地磅时要对其静态准确度和动态准确度都进行考核。而实际生产中,产品的计量准确度主要取决于动态准确度。从理论上和实际调试与生产中分析,动态准确度误差主要来自自动灌装机内部和外部环境两个方面。
自动灌装机内部误差主要包括:
① 称重模块误差;
②称重仪表误差;
③控制元件与执行,元件的滞后误差。
外环境误差主要包括:
① 物料的均匀程度,是否结块:下料是否均匀;
②设备是否受外部电气或振动干扰影响。
4软件程序设计
当每条自动灌装机线的两个称重控制器设定完毕,对任一台电子秤(如A电子秤)启动运行后。这时xO,xl自动发出信号,A电子秤的大、小阀门打开。将大阀门中上次的预加料投入防爆电子秤斗中。A防爆电子秤快慢加料螺旋启动加料,当快加料(慢加料同时进行)重量达到设定值时,快加料信号x0停。A防爆电子秤大阀门关闭。快加料螺旋延时工作2s后停车,这时快加的料落在大阀门上做下次预加料量,以提高加料速度。小加料螺旋则继续加料到实际值。同时小阀门加料螺旋同时停止。A防爆电子秤自判断重量合格后发出x2排料信号给PLC。接着由光电开关确定自动灌装机桶箱是否有桶,如果没有,那么发出报警信息,取桶缸驱动吸盘上下摆动,自动抓取料桶,将料桶放到有齿形带传动的拖板上,传送到定位平台。当自动灌装机桶口送到上下两个吸盘之间,气缸驱动吸盘吸牢桶口并张开,气缸驱动将料桶套入储料斗上。PLC经判断桶夹己关闭。即套上装料桶。防爆电子秤不排料。经延时3S发出信号打开防爆电子秤门排料。延时1S关闭防爆电子秤门准备下次装料。防爆地磅通过重量称重模块判断防爆电子秤斗己排空并在允许误差范围内,再次发出XO,X1信号重新启动加料过程。否则超出误差显示停止加料。料桶夹经PLC的特殊数据存储器(可随意通过PLC上电位器调节其大小)确定延迟时间后打开桶夹。缝包机缝包后,放料桶到皮带运输机上去。B防爆电子秤也与A防爆电子秤一样工作。这样两台防爆电子秤与一台PLC组成一套称量自动灌装机自动灌装机便可在人工套桶情况下连续工作了,就可以提高生产率了。为了防止两防爆电子秤同时放料在程序中应加互锁功能
结语
称量和自动灌装机是自动化生产称重系统的一个重要工序,这种通过PLC控制器自动灌装机实现的称量装置在自动化生产流水线中有推广价值,可以广泛推广到如粘合剂等多种散装粒子的称量和自动灌装机,同时该装置还有助于实现生产的自动化、智能化和设备小型化。

 
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