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技术论坛  颗粒防爆电子秤及自动灌装机设计
颗粒防爆电子秤及自动灌装机设计2020-01-13
1.前言在工业生产中对颗粒状填充物进行称重及装入,是一种常见的生产过程。有些散装物料比如说火药,人工填充具有高危险性。还有石灰,会产生很大的粉尘,采用人工填充时,操作人员会把粉尘吸入肺部,对人体伤害很大。因此实现散装物料电子秤及填充,可以提高生产效率,降低工人劳动强度,保证操作人员的人身安全。防爆电子秤及装入工序是整条生产线上关键而又复杂的工序。本文介绍了西门子$7-300型PLC在颗粒状填充物电子秤及自动灌装机中的应用,设备可以实现诸如石灰、尿素、火药等颗粒状填充物防爆电子秤与装入,可以广泛用于石油化工、化肥、饲料、建材等行业散装物料的自动称重与包装。
2.称量自动灌装机组成和工作原理对颗粒状填充物的防爆电子秤分为粗称和细称两步。首先设置好要称量的重量。当载有填充筒的输送车在PLC控制下准确运至该工位后,锁紧填充筒。②号蝶阀关闭,①号蝶阀完全打开,斗内的颗粒状填充物开始从①号蝶阀上面漏到②号蝶阀上面的空间内,空间下面装有电子称重天平。当天平指示重量为设置重量的90%时①号蝶阀关闭80%完成粗称。①号蝶阀打开20%,继续漏料当电子天平所指示的值与设置值吻合时,完成细称。PLC会控制气动开关动作,使①号蝶阀关闭。①号蝶阀关闭后系统进行自动检测(比如判断填充筒是否夹紧),如果满足排料条件,②号蝶阀打开,开始向填充简填充,直到将称量的颗粒状填充物装入填充筒内后,②号蝶阀关闭,称量与包装工位工作完毕。颗粒状填充物称量工位由填充斗、蝶阀、天平、支撑架、步进电机、汽缸、填充筒、夹具、机械手、和承接平板等组成。其机械结构原理如图1所示。称重天平电路为惠更斯电路。电路的功能是把电阻阻值变换量转变为电压输出。当有散装物料称重时,电路中电阻应变片阻值发生变化使重量信号转变成电桥输出的电压信号,然后通过A/D转换,转变为二进制数字量,通过数字量输入模块送入PLC中。整个系统电气控制结构图如图2所示。
3.称量自动灌装机硬件设计称重自动灌装机控制采用半自动和手动控制两种方式。本系统采用西门子s7—300型PLC进行控制。$7-300型PLC在工控领域应用广泛,具有高电磁兼容性、强抗震性、抗冲击性。可以适应许多的生产环境。$7-300型PLC最大的特点是其模块化功能,方便用户掌握。本控制系统主要模块组成如下:电源模块PS307;CPU模块CPU315;数字量输入模块SM32l;数字量输出模块SM322;模拟量输入模块SM331;模拟量输输出模块SM332。为了与工控机实现通信,还有接口模块IM365~通信处理模块CP341其中输入点13个。输出点13个。预留输入点5个,输出点5个。系统硬件组成如图3所示。输入/输出地址分配情况如表1所示。
4.称量自动灌装机软件设计
称量自动灌装机软件设计流程图所示。该软件是基于西门子PLC的开发平台STEP7开发完成的s7-300可编程控制器使用STEP7一Micro/WIN32编程软件进行编程。STEP7一Micro/WIN32编程软件是基于Windows的应用软件,功能强大,主要用于开发程序,也可用于适时监控用户程序的执行状态。加上汉化后的程序,可在全汉化的界面下进行操作。本系统采用语句表(STL)开发方式,可以实现梯形图不能实现的功能。类似于汇编语言,由各条语句组成程序。s7—300型PLC的最大特点是模块化编程。本系统中应用模块功能如表2所示。在模块FC220中存放有本系统的主要应用程序,实现夹紧,释放,称重,填充手动,自动,报警等功能,如图4所示为模块FC220的流程图。本系统中工控机的控制软件采用的是WINCC语言,通过该软件的编程,实现对人机界面的控制,比较和分析等功能。如要显著地降低这种成本,就必须使用简单、高效的组态工具,以及直观、友好的系统。WINCC再一次指明了这一道路。WINCC组态软件为实现动画,以及将一个画面对象和一个内部PLC变量相连接是十分简便的,一当将一个新的对象放在画面内,会出现一个易于编辑的对方框。WINCC图形设计能够非常简单的对自己需要的图片进行编辑和浏览。
首先在称重画面设置重量,在自动控制下管理者可以控制界面对称重转入系统进行监控,观察指示灯的颜色,在界面中还设计人工按钮,在特殊情况下实现人工手动控制。
5.结语
自动称重自动灌装机是自动化生产线的一个重要工位,采用PLC控制散装物料称重装入,对工业生产有着重要的意义。
 
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