AHC稱重配料系統(tǒng)

配料系統(tǒng)即將兩種或兩種以上的物料按一定重量配比自動(dòng)定量加入到混合配料罐內(nèi)，經(jīng)過混合達(dá)到預(yù)定要求后自動(dòng)出料的過程。自動(dòng)配料系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于化工，醫(yī)藥，飼料，建材，冶金等行業(yè)的配料混合過程控制。與傳統(tǒng)繼電器接觸裝置相比，配料系統(tǒng)PLC具有體積小抗干擾能力強(qiáng)和可靠性高等優(yōu)點(diǎn)；介紹了以三菱可編程序控制器，模擬量輸入模塊，COM口232無協(xié)議通信模塊和觸摸屏面板為組合處理單元的自動(dòng)配料系統(tǒng)的組成原理，給出了自動(dòng)灌裝機(jī)的主要程序設(shè)計(jì)流程。實(shí)踐表明：該自動(dòng)灌裝機(jī)運(yùn)行正確可靠且具有硬件結(jié)構(gòu)簡單和成本低廉的特點(diǎn)。
雖然PLC在數(shù)據(jù)處理和顯示功能方面有些不足，但若采用性能穩(wěn)定的計(jì)算機(jī)來完成數(shù)據(jù)采集與通信處理，不但便于提供處理精度和降低成本，而且便于通過計(jì)算機(jī)本身的COM通信接口進(jìn)行數(shù)據(jù)輸出和管理；選用三菱F900觸摸屏代替常規(guī)稱重顯示器做人機(jī)界面，將使自動(dòng)配料系統(tǒng)設(shè)計(jì)成本大為降低，使PLC與稱重顯示器的接口編程變得更加簡單，并能使顯示功能得到增強(qiáng)。
配料系統(tǒng)中共有11個(gè)反應(yīng)釜電子秤控制16中配料配重即11路稱重模塊信號輸入，11個(gè)稱重儀表，每個(gè)反應(yīng)釜電子秤都是3或4個(gè)稱重模塊組成每組稱重模塊并聯(lián)或串聯(lián)由4或6跟信號線接入稱重模塊信號線接線盒，再接入TR200H稱重顯示器稱重模塊信號是2MV/V,靈敏度高低信號傳輸，須經(jīng)過稱重終端識別轉(zhuǎn)換為模擬信號，送入PLC的模擬量信號采集模塊；
整個(gè)配料系統(tǒng)無需防爆電子秤稱重儀表與主控制臺，只需稱重模塊接線盒、信號稱重控制儀表、接線柜、PLC、模擬量輸入模塊、通信模塊、觸摸屏，HZS(HLS) 系列控制雙機(jī)同步控制自動(dòng)灌裝機(jī)，主要硬件由兩臺計(jì)算機(jī)、高性能的微電腦控制器、人機(jī)界面、高速高精度的稱重單元和國際低壓電器組成，結(jié)合自主研發(fā)的專業(yè)控制軟件實(shí)現(xiàn)化工液體生產(chǎn)的自動(dòng)化控制，自動(dòng)灌裝機(jī)計(jì)量精度高，制造成本低；
涂料自動(dòng)灌裝機(jī)的故障率調(diào)查中，計(jì)算機(jī)故障排在，一旦發(fā)生故障將造成停機(jī)、停產(chǎn)。雙機(jī)同步控制液體灌裝機(jī)的兩臺計(jì)算機(jī)可同時(shí)也可單獨(dú)完成對整個(gè)生產(chǎn)流程的控制和管理，當(dāng)一臺計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，可以由另一臺計(jì)算機(jī)承擔(dān)控制任務(wù)，從而在不需要人工干預(yù)的情況下，自動(dòng)保證油脂液體灌裝機(jī)能持續(xù)進(jìn)行生產(chǎn)控制，將因計(jì)算機(jī)故障的停機(jī)率降到；
配料系統(tǒng)采用工業(yè)計(jì)算進(jìn)行生產(chǎn)過程的控制，但因工業(yè)計(jì)算機(jī)配件和軟件的原因，一旦發(fā)生故障一般計(jì)算機(jī)維修人員都難以處理，給用戶的維護(hù)帶來了很大的困難和隱患，某某某電控通過技術(shù)進(jìn)步，降低了對計(jì)算機(jī)的性能要求，不但可以使用工業(yè)計(jì)算機(jī)而且可使用標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)完成控制功能，方便了用戶的維護(hù)和升級，可解決用戶的后顧之憂。
1．高性能的硬件配置確保控制的穩(wěn)定、可靠：
•ADLINK 工業(yè)級計(jì)算機(jī)。
•高性能長壽命的 MITSUBISHI PLC ：超高速的運(yùn)行速度，基本指令 0.08 μ s ，平均連續(xù)運(yùn)行 30 萬小時(shí)。性能可靠。
•稱重控制器MITSUBISHI 人機(jī)界面：全中文、寬視角、高速回應(yīng)、性能可靠。
•MITSUBISHI AD 模塊： 500 μ s 高速轉(zhuǎn)換， 1/20000 的分辨率。
•主要低壓電器采用 Schneider 、 ABB 、 Rmron 等品牌。
2．*的控制功能：
•稱重配料系統(tǒng)滿足工業(yè)4.0及國家2025計(jì)劃新趨勢，對智能包裝車間發(fā)展要求；
•自動(dòng)配料系統(tǒng)上承ERP系統(tǒng)（料斗秤，航空行李秤，分選機(jī)，防爆吊秤，鋼瓶秤等稱重系統(tǒng)的無線數(shù)據(jù)都可以對接ERP），下接自動(dòng)化灌裝生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)從決策、管理、執(zhí)行全流程的生產(chǎn)信息化；
•提供全面、準(zhǔn)確的生產(chǎn)信息反饋，為生產(chǎn)管理和質(zhì)量控制提供依據(jù)，方便及時(shí)的數(shù)據(jù)分析；
•稱重配料系統(tǒng)從整體上調(diào)度灌裝線動(dòng)作執(zhí)行，意外事件及時(shí)報(bào)警，使處理解決更加精準(zhǔn)，提高運(yùn)行的安全性；
•自動(dòng)配料系統(tǒng)可以記錄灌裝生產(chǎn)線的產(chǎn)能、運(yùn)行情況，輔助管理者進(jìn)行對產(chǎn)品性能、過程運(yùn)作進(jìn)行改進(jìn)和提高；
•樹脂液體灌裝機(jī)協(xié)調(diào)了原料、生產(chǎn)、運(yùn)輸?shù)认嚓P(guān)部門，使各部門配合更加密切，提高生產(chǎn)效率；
•輸入灌裝生產(chǎn)線的維保計(jì)劃、自檢方案等數(shù)據(jù)，提醒設(shè)備使用方及時(shí)維護(hù)保養(yǎng)。
•軟件登陸和防爆電子秤調(diào)校需要用戶密碼，有效的保證了重要生產(chǎn)數(shù)據(jù)的安全。
•稱重配料機(jī)采用全立體界面動(dòng)畫模擬生產(chǎn)工況，實(shí)時(shí)顯示配料值、稱量值、誤差值等生產(chǎn)數(shù)據(jù)。
•配方管理系統(tǒng)可預(yù)先安排生產(chǎn)任務(wù)單并可重新調(diào)整生產(chǎn)順序。
•配料秤自動(dòng)根據(jù)批次產(chǎn)量和拌缸容量自動(dòng)分配單罐產(chǎn)量。
•全中文快速校稱并具有自診斷和提示功能，提供在線使用幫助。
•配料液體灌裝機(jī)自動(dòng)調(diào)整落差并具有趨勢判斷功能、負(fù)值自動(dòng)修正、零位自動(dòng)跟蹤、按鍵去皮等。
•配料管理系統(tǒng)欠稱自動(dòng)補(bǔ)稱、超稱自動(dòng)扣稱，各種物料的計(jì)量和卸料允差范圍皆單獨(dú)可調(diào)。
•提供液體料含液體率修正窗口，方便增砂減液體。
•液體計(jì)量可隨時(shí)進(jìn)行暫停和調(diào)整自動(dòng)配料控制系統(tǒng)的液體配方。
•自動(dòng)灌裝秤具有速度快、精度高、穩(wěn)定性好、抗干擾強(qiáng)、方便清理、長壽命等特點(diǎn)
•液體灌裝秤采用的幾項(xiàng)技術(shù)結(jié)合使之性能比一般灌裝性能高。與一般灌裝機(jī)有以下不同：簡單控制面板，設(shè)備操作簡單，調(diào)節(jié)球閥開度由稱重控制器輸出的 4～20mA 控制并可設(shè)定，自動(dòng)稱重灌裝機(jī)技術(shù)的的應(yīng)用可限度減小慢加料時(shí)，液體對秤臺的沖擊，從而既提高了灌裝精度又保證了灌裝速度。
•稱重控制儀表采防爆安全認(rèn)證的耐壓防爆（EXdIIT4）稱重儀表,無需外加耐壓隔爆柜。
•自動(dòng)液體灌裝機(jī)四桶灌裝小口對位時(shí)，傳統(tǒng)設(shè)備對口困難，對操作人員要求較高，很容易造成噴口軸心和灌裝中心錯(cuò)位，稱重液體灌裝機(jī)采用軟橡膠預(yù)對口裝置，從而保證了對口準(zhǔn)確率，提高了效率。
•防爆電子秤秤臺采用 U 型結(jié)構(gòu)，U 型內(nèi)圈限位保護(hù)裝置，電動(dòng)叉車可以進(jìn)入 U 型區(qū)域，并可放在地下，但又不會(huì)撞到稱臺，降低了平衡叉車的操作難度，杜絕了電瓶叉車對秤臺的潛在損壞的可能性，提高了電動(dòng)叉車周轉(zhuǎn)效率，又保證了防爆電子地磅的安全性。
•提供發(fā)貨單加載功能，用戶需要修改時(shí)可在辦公軟件完成發(fā)貨單表格設(shè)計(jì)，加載到控制自動(dòng)灌裝機(jī)即可使用。
•配料系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理自動(dòng)灌裝機(jī)方便用戶對生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、瀏覽或?qū)⑵漭敵龅酱蛴C(jī)。
3．操作簡單、維護(hù)方便：
•自動(dòng)、半自動(dòng)、手動(dòng)三種工作方式使生產(chǎn)流程的控制更為自如，真正體現(xiàn)出控制方便。
•傻瓜化參數(shù)設(shè)定，所有生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)參數(shù)一鍵完成。
•生產(chǎn)流程、卸料順序、攪拌時(shí)間計(jì)算方式可由用戶根據(jù)生產(chǎn)需要和操作習(xí)慣進(jìn)行自定義。
•拌缸卸料氣動(dòng)閥門在有效行程內(nèi)可任意調(diào)整關(guān)閉、半開、全開的位置，由自動(dòng)灌裝機(jī)自動(dòng)控制。并提供手動(dòng)開氣動(dòng)閥門定位功能，操作簡單、靈活、方便。
•在線實(shí)時(shí)檢測設(shè)備生產(chǎn)狀態(tài)，并進(jìn)行安全連鎖管制。若出現(xiàn)異常工況，可準(zhǔn)確提示設(shè)備故障點(diǎn)提醒工作人員進(jìn)行定位查看與檢修，實(shí)現(xiàn)故障定位排除。
二、定量配料系統(tǒng)組成及主要功能
2．1稱重配料系統(tǒng)組成原理:
整個(gè)配料稱重灌裝機(jī)由攪拌罐﹑儲(chǔ)料罐﹑稱重模塊﹑液位計(jì)﹑三菱FX2N128點(diǎn)PLC﹑三菱特殊模塊FX4AD模擬量輸入采集模塊與FX232IFCOM口通信模塊﹑F900系列觸摸屏和多個(gè)控制閥氣動(dòng)閥門等裝置構(gòu)成，分機(jī)械和控制兩大部分。
由進(jìn)反應(yīng)罐﹑計(jì)量罐防爆電子秤﹑攪拌機(jī)三部分組成，進(jìn)反應(yīng)罐在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下向計(jì)量罐防爆電子秤送出物料，配液罐防爆電子秤支撐在稱重稱重模塊上，由稱重模塊及稱重儀表產(chǎn)生的代表重量的電信號經(jīng)信號放大模塊后再由PLC與計(jì)算機(jī)采集，當(dāng)達(dá)到預(yù)定重量時(shí)，PLC 驅(qū)動(dòng)電機(jī)開啟計(jì)量罐防爆電子秤氣動(dòng)閥門，物料進(jìn)入攪拌機(jī)，同時(shí)啟動(dòng)攪拌電機(jī)，攪拌到規(guī)定時(shí)間后開啟出料口放料，一次配料過程完成。
反應(yīng)鍋的稱重模塊的信號0-30mV接進(jìn)稱重控制儀表信號器放大模塊處理后，將其重量變化為0-30mV(可用于1-3 mV/V電阻應(yīng)變稱重模塊)的標(biāo)準(zhǔn)信號轉(zhuǎn)換為DC電壓輸出：0-5V，1-5V，0-10V或電流輸出：0-10mA，0-20mA，4-20mA，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后以串行通信方式傳給PLC的AD采集模塊，PLC 將接收的數(shù)據(jù)送入稱重控制器的觸摸屏或上位機(jī)程序界面里顯示，供操作員監(jiān)控；當(dāng)需進(jìn)行混合配料時(shí)，由用戶按自動(dòng)鍵，PLC 啟動(dòng)加料閥氣動(dòng)閥門，將所需物料（本潤滑油自動(dòng)灌裝機(jī)中含三種物料）按一定配比依次加入攪拌罐中，同時(shí)PLC監(jiān)測液位計(jì)送來的脈沖信號判定物料所處配料釜中位置，從而控制加料閥氣動(dòng)閥門的通斷；加料完成后，根據(jù)預(yù)置的混和延遲時(shí)間，PLC 啟動(dòng)攪拌電機(jī)，保證物料在攪拌釜中充分?jǐn)嚢?，完成混料操?然后進(jìn)入放料和壓料階段，由PLC 控制出料閥氣動(dòng)閥門動(dòng)作，將物料從攪拌罐中輸出，壓入儲(chǔ)料罐中，完成一個(gè)周期的自動(dòng)配料控制工藝流程。
反應(yīng)鍋稱重采用梅特勒--托利多稱重模塊，信號稱重儀表采用TR200H。F900是三菱公司推出的通過密封鍵盤提供操控和過程監(jiān)視的操作員面板，支持文本和圖形顯示。
五種液體反應(yīng)罐，每種配料釜都有慢、快配料氣動(dòng)閥門，卸料氣動(dòng)閥門 共三種氣動(dòng)閥門
設(shè)置“自動(dòng)”和“手動(dòng)”兩種工作方式：“手動(dòng)”工作是單獨(dú)完成某個(gè)控制環(huán)節(jié)，如單獨(dú)“加料”，單獨(dú)“攪拌”和單獨(dú)“放料”，它允許用“暫停/繼續(xù)”鍵進(jìn)行暫停，允許在暫停狀態(tài)修改參數(shù)；“自動(dòng)”工作是完成一個(gè)完整的循環(huán)控制周期，包括加料、攪拌、放料等環(huán)節(jié)，“自動(dòng)”操作時(shí)只允許“暫停/繼續(xù)”鍵有效，各“手動(dòng)”鍵無效，且不能修改參數(shù)；
自動(dòng)配料系統(tǒng)具有立即停止功能：當(dāng)“停止”鍵有效時(shí)，任何控制過程中將停止并返回到重量顯示狀態(tài)；
稱重配料系統(tǒng)具有置零功能：在稱重狀態(tài)下按“置零”鍵，可使顯示值回零，如果超過置零范圍則不能置零并顯示出錯(cuò)信息；
定量配料系統(tǒng)具有去皮功能：在稱重狀態(tài)下按“去皮”鍵可將顯示重量作為皮重扣除，再按一次“去皮”鍵將恢復(fù)原來的顯示重量。
3．提高配料液體灌裝機(jī)稱重精度的措施
配料定量灌裝機(jī)的精度主要由稱重模塊和信號放大模塊決定，但由于自動(dòng)灌裝機(jī)的工作過程是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程，控制過程中的某些操作將直接影響到定量灌裝機(jī)的精度，因此在軟件上采取了以下措施：
•在每一配料周期開始時(shí)，將此前設(shè)定的加料量與實(shí)際的加料量求差值，作為本周期設(shè)定的加料量的補(bǔ)償值，以消除每一秤加料量的累計(jì)誤差；
•不采用開機(jī)自動(dòng)置零方式，目的是為了便于觀察稱重模塊的工作情況，在防爆地磅攪拌釜無附加重量的情況下開機(jī)后所顯示的重量值如果超過標(biāo)準(zhǔn)重量的30%，則應(yīng)考慮稱重模塊是否出現(xiàn)故障需要更換；
•在配料控制系統(tǒng)實(shí)際工作過程中,由于機(jī)械設(shè)備磨損及秤體積塵等原因還會(huì)造成預(yù)加壓力的改變而使零點(diǎn)電壓變化，為了確保測量值的準(zhǔn)確,自動(dòng)灌裝機(jī)軟件定時(shí)對零點(diǎn)電壓進(jìn)行自動(dòng)測量,然后在計(jì)算中扣除零點(diǎn)值。自動(dòng)測量的方法如下:在單片機(jī)定時(shí)中斷周期到時(shí),單片機(jī)液體灌裝機(jī)輸出復(fù)位信號傳給PLC，由PLC 關(guān)閉電機(jī),停止加料,然后控制液體灌裝機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)一定時(shí)間,將料放盡后進(jìn)行測量,將測量出的零點(diǎn)電壓值存入暫存區(qū)；
•配料設(shè)備在加料過程中，當(dāng)理論用料量和實(shí)際的加料量的差值小于加料提前量時(shí)，關(guān)閉加料閥氣動(dòng)閥門，停止加料，靠慣性和閥氣動(dòng)閥門關(guān)閉后的物料流量補(bǔ)足理論料量，若提前量太大，采用點(diǎn)動(dòng)方式完成（即對送料電機(jī)采用脈沖驅(qū)動(dòng)方式，每啟動(dòng)一次，只送入少量物料），以保證稱重的準(zhǔn)確性。通過采取以上措施后，自動(dòng)灌裝機(jī)的稱重精度達(dá)到了3/1000。
備注：
生產(chǎn)稱重配料系統(tǒng)是不需要防爆電子秤儀表的，稱重灌裝機(jī)防爆地磅稱重值在檢驗(yàn)的實(shí)際過程中，按照我們以往的經(jīng)驗(yàn)，往往不是說去針對某個(gè)稱重模塊，某個(gè)信號稱重儀表，或者別的零配件進(jìn)行檢定，而是針對整個(gè)稱重灌裝機(jī)進(jìn)行檢定。
自動(dòng)配料設(shè)備檢定的方法也很簡單，就是放置一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)砝碼，如500kg，看在我們助劑稱重灌裝機(jī)的終端顯示上面，如電腦或PLC或儀表上面，是否也是顯示500kg這個(gè)數(shù)值（當(dāng)然，允許有一定范圍的誤差的），如果是，那這個(gè)溶劑稱重灌裝機(jī)就是合格的。像現(xiàn)在比較常見的地磅、防爆電子地磅等都是檢測整個(gè)自動(dòng)灌裝機(jī)的，而不是說要把我們稱重灌裝機(jī)中的稱重模塊什么的單獨(dú)拿出來檢測的。
另外，即使非要檢測稱重模塊，稱重模塊現(xiàn)在都有生產(chǎn)許可證，稱重儀表不會(huì)檢測的，我們自動(dòng)化自動(dòng)灌裝機(jī)的設(shè)計(jì)師自信地告訴，該產(chǎn)品只是一個(gè)信號放大的作用而已，就是將稱重模塊出來的信號（一般為0——30mv）進(jìn)行放大，放大出來的信號是0——10V或者4——20mA，這個(gè)信號如果也要檢測，可以用萬用表檢測出來的。也可以按照TR200H的使用說明書中的標(biāo)定方法，進(jìn)行檢測，這個(gè)都是標(biāo)準(zhǔn)的信號出來的，可以放心讓去測試。詳細(xì)的標(biāo)定方法可以看看說明書。所以，關(guān)于計(jì)量我們的油漆稱重灌裝機(jī)的事宜，我們的油墨計(jì)量自動(dòng)灌裝機(jī)這邊在電腦或者PLC上面的信號處理是比較正常的，就能達(dá)到計(jì)量測試要求。