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称重模块在配料系统中的选择2020-02-17

摘要:文章基于PLC称重模块的称重步进电机配料系统的设计,从配料系统的设计原理、配料系统设计以及配料系统设计优化等三个方面进行了简单分析与探讨。
配料系统是通过称重模块,称重控制仪表,控制系统的结合.达到对罐体的称重计量工作,从而进行控制的系统.称重及控制系统主要由多只传感器,多路接线盒(含称重变送器),显示仪表,输出多程控制信号.该系统可应用于各种箱体称重,罐装液体,固体称重及干粉搅拌机,砂浆配料搅拌机,液体配料罐等.用户可以直接接入PLC配料系统,终端控制系统,实现多程控制及自动化控制.
称重模块实际上是一种将质量信号转变为可测量的电信号输出的装置。称重模块考虑所处的实际工作环境,这点对正确选用称重模块至关重要,它关系到称重模块能否正常工作以及它的安全和使用寿命,乃至整个衡器的可靠性和安全性。环境给称重模块造成的影响主要有以下几个方面:
(1)高温环境对称重模块造成涂覆材料熔化、焊点开化、弹性体内应力发生结构变化等问题。对于高温环境下工作的称重模块常采用耐高温传感器;另外,必须加有隔热、水冷或气冷等装置。
(2)粉尘、潮湿对传感器造成短路的影响。在此环境条件下应选用密闭性很高的称重模块。不同的称重模块其密封的方式是不同的,其密闭性存在着很大差异。 常见的密封有密封胶充填或涂覆;橡胶垫机械紧固密封;焊接(氩弧焊、等离子束焊)和抽真空充氮密封。 从密封效果来看,焊接密封为最佳,充填涂覆密封胶为量差。对于室内干净、干燥环境下工作的传感器,可选择涂胶密封的称重模块,而对于一些在潮湿、粉尘性较高的环境下工作的传感器,应选择膜片热套密封或膜片焊接密封、抽真空充氮的称重模块。
(3)在腐蚀性较高的环境下,如潮湿、酸性对称重模块造成弹性体受损或产生短路等影响,应选择外表面进行过喷塑或不锈钢外罩,抗腐蚀性能好且密闭性好的称重模块。
(4)电磁场对传感器输出紊乱信号的影响。在此情况下,应对称重模块的屏蔽性进行严格检查,看其是否具有良好的抗电磁能力。
(5)易燃、易爆不仅对称重模块造成彻底性的损害,而且还给其它设备和人身安全造成很大的威胁。因此,在易燃、易爆环境下工作的称重模块对防爆性能提出了更高的要求:在易燃、易爆环境下必须选用防爆称重模块,这种称重模块的密封外罩不仅要考虑其密闭性,还要考虑到防爆强度,以及电缆线引出头的防水、防潮、防爆性等。 其次对称重模块数量和量程的选择。 称重模块数量的选择是根据电子衡器的用途、秤体需要支撑的点数(支撑点数应根据使秤体几何重心和实际重心重合的原则而确定)而定。一般来说,秤体有几个支撑点就选用几只称重模块,但是对于一些特殊的秤体如电子吊钩秤就只能采用一个传感器,一些机电结合秤就应根据实际情况来确定选用传感器的个数。
称重模块量程的选择可依据秤的最大称量值、选用传感器的个数、秤体的自重、可能产生的最大偏载及动载等因素综合评价来确定。一般来说,称重模块的量程越接近分配到每个传感器的载荷,其称量的准确度就越高。但在实际使用时,由于加在称重模块上的载荷除被称物体外,还存在秤体自重、皮重、偏载及振动冲击等载荷,因此选用传感器量程时,要考虑诸多方面的因素,保证称重模块的安全和寿命。
同时作为PLC称重模块,称重步进电机配料系统;模拟调节器在生产领域中,产品的质量以及生产过程的稳定性与液体的配比精度有着最为直接的关系,而PLC称重模块的称重步进电机配料系统的设计,不仅可满足其精度要求,而且有利于生产效率的提高和产品质量的提高,从根本上实现企业的效益。因此,对PLC称重模块的称重步进电机配料系统的设计进行探讨有其重要的价值和意义。
1.配料系统的设计原理基于PLC称重模块的称重步进电机配料系统,其所用到的方法和原理相对简单,而且具有很强的适应性。在设计时,其主要通过模拟调节器来进行,结合相关的数字运算,确定其相关的给定值。
2.配料系统设计基于PLC称重模块的称重步进电机配料系统是一种用于工农业(如油漆、甲醇、盐酸、电解液、乙醚、油墨等行业)自动化称重配料系统的控制配料系统,通常是由带有自动配料算法软件的计算机(微机)组成,该配料系统的应用,既可以节省大量的劳动力,提高企业生产效率,而且可以为企业的生产带来巨大的效益。另外,在实际生产与应用中,还可以根据不同液体的配料,定制和设计相应的控制配料系统,为企业发展提供完善的解决方案,满足企业的发展需求。
2.1配料系统操作程序在工矿企业中经常遇到这样的液体入库配料配料系统,工艺流程图如图1所示,配料系统中所用液体分别是液体矿岩、丙醇、助剂溶液,它们均来自各自的液体堆场;混合料来自预配料配料系统,混合料实际上是助剂溶液和乙醇按一定比例混合得到的。在实际运行中,乙醇、助剂溶液、丙醇三种液体均由管道配料系统1从各自的堆场送到分叉溜子2,再由可逆管道机3将液体分别送至4、7、10号反应釜中。可逆管道机正转(向右),且分叉溜子2在右边下料,则助剂溶液液体送入反应釜10中,若可逆管道机反转(向左),且分叉溜子在左边下料,则乙醇或丙醇进入反应釜4或7中。混合料单独由管道机2.2直接送入混合反应釜22中。反应釜下自动灌装机5、8、23为出料管道机,该管道机的转速可调,从而调节入库的喂料量,即调节液体的下料量。
出料管道机下自动灌装机6、9、12、24为自动灌装设备,自动灌装设备的称重信号经质量自动控制配料系统来
调节出料管道机的转速,从而自动调节入库喂料量及几种喂料量之间的比例。自动灌装设备下为入库管道机25,经过可逆管道机31,再经回转阀32,液体喂入液体库内。可逆管道机25正转(向右),使液体喂入液体库,可逆管道机反转(向左),液体流入装料汽车。正常情况下,喂料输送配料系统运行时,混合喂料装置21、23、24及丙醇喂料自动灌装机1、3、8、9工作。下料管道机23与称重管道机24组成闭环配料系统,保持混合料下料恒定。下料管道机8与称重管道机9组成闭环配料系统,保持丙醇下料恒定。
液体在分库内混合时,其成分为细度和化学成分合格的生料液体。对生料液体取样化验,若符合要求,则配料系统稳定运行。若化学成分不满足要求,配料系统必须调整,偏差较小时,可改变混合料或丙醇的下料量,偏差较大时,可增加一定数量的助剂溶液或乙醇,此时,助剂溶液或乙醇配料系统投入运行,使出库生液体达到规定值。
2.3监测配料系统
在设计监测配料系统时,需要结合以下控制要求来完成:
2.3.1 液体流程要求:各个自动灌装机之间联锁,起动顺序逆着液体流向,各自动灌装机的起动有一定的时间间隔。停止顺序顺液体流向,相互之间也有一定的时间间隔,停车时,前后两个自动灌装机的时间间隔由一个自动灌装机的运行速度及自动灌装机长度决定。总之,在正常停车后,希望各自动灌装机上的液体全部输送完毕。
2.3.2 正常运行时,入库液体为混合料及丙醇,此时自动灌装机21-25、1-3、8-9、31-32运行,分叉溜子打开左边,管道机3反转。2.2.3 当需要调整液体配料时,若自动灌装机5、6运行,乙醇液体入料,自动灌装机11、12运行,高品位助剂溶液液体入库。
2.3.4 乙醇、丙醇、助剂溶液是否需要,根据选择开关而定,可逆管道机31的运行方向也需选择而定。
另外,在具体的设计时,第一,要根据控制要求,进行液体入库配料系统的PLC称重模块控制配料系统设计,29I/O连线图以及PLC称重模块硬件配置电路;第二,要根据控制要求,编制液体入库配料系统PLC称重模块控制应用程序;第三,编写设计说明书,内容包括:设计过程和有关说明;基于PLC称重模块的液体入库配料系统的I/O连线图;PLC称重模块控制程序(梯形图和指令表),并调试直至符合要求;另外,其他需要说明的问题,例如操作说明书、程序的调试过程、遇到的问题以及解决方法、对自动灌装机的认识和建议等。5、8、11、23——下料管道机;6、9、12、24——自动灌装设备;1、21、3——入反应釜管道机;25——入库管道机;31——可逆管道机;33、34——喂料管道机;35——密封风机;2——分叉溜子;36——库分传动;32——回转阀。
3.电气控制配料系统
初始状态:初始状态各阀门关闭,称重模块H.I.L为OFF启动操作:按下启动按钮SB1定时器开始计时,同时阀门X1打开,3s后液体到达液面L,低液面显示L1亮(称重模块L=ON),3s后液体到达液面I,中液面显示L2亮(称重模块L=ON),控制阀门X1关闭,阀门X2打开注入液体B,在经过3s后,到达液面H,高液面显示L3亮(称重模块H=ON),控制阀门X2关闭,搅拌机开始工作,显示灯L5闪烁3s后,搅拌结束,控制阀门X3打开,液面下降,7s后液体放空,控制阀门X3关闭,一周工作结束,控制阀门X1打开继续循环工作。停止操作:按下停止按钮SB2后,在当前的混合液操作处理完毕后才停止操作。
4 优化配料系统设计
4.1 优化程序设置
由于PLC称重模块的运行主要通过程序来实现,并且与各种称重模块结合,全面完成整个配料系统的监控,一旦配料系统出现故障时,需要仔细确定输入点和正常时的区别与不同,或者使用编程软件进行监视,以此确定不能配料,PLC称重模块正常运行,上位机对数据可以读/写,PLC称重模块输出点有输出。
4.2 优化配料系统模块
首先,配料系统重量检测模块的设计需要采用压力称重模块来检测,要求其主要的输出电压范围在0~21.6mV之间,采用A/D变换模式,将输出电阻控制在351,并且通过AD623芯片,将配料系统所需要的信号放大50倍。其次,数据转换功能模块的设计要通过变频器将PLC称重模块计算得到的数据进行转换,使其成为模拟信号,控制下料电机的转速。最后,参数检测模块在电机运行时经过485接口,将相关的功率、电流以及效率等数据进行转换,并且传送给上位机以及PLC称重模块。
5.结语
总而言之,基于PLC称重模块的称重步进电机配料系统主要是以PLC称重模块为控制中心,配置相关的操作程序,保证配料系统的自动运行,实现配料系统的自动监测。一般而言,整体配料系统属于一个闭环控制,利用编程方法,结合功能扩展,优化流程设计与接口设计。
 

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