自動配料控制稱重系統(tǒng)
自動配料控制稱重系統(tǒng) 目前企業(yè)的生產(chǎn)過程基本為：粉料采用人工稱料用行車或叉車人工運(yùn)料、手工填料的方式，液料采用稱重計(jì)量，人工泵送料，反應(yīng)釜一般采用手動變頻啟動方式、水計(jì)量采用就地顯示流量計(jì)，需要人工看數(shù)手動控制開關(guān)，從以上看出企業(yè)目前基本沒有自動計(jì)量及傳輸控制設(shè)備。
1、粉體配料系統(tǒng)現(xiàn)存問題
（1）、人工上料，勞動強(qiáng)度大，速度慢；
（2）、液體原料采用桶裝稱重計(jì)量或流量計(jì)顯示，桶內(nèi)殘留和流量計(jì)顯示誤差，造成計(jì)量精度差。
（3）、整個產(chǎn)品生產(chǎn)過程采用人工手動控制，勞動強(qiáng)度大，差錯率高，廢品率高，致使產(chǎn)品質(zhì)量控制困難大、生產(chǎn)效率低。
（4）、為了適應(yīng)產(chǎn)品規(guī)模化、高質(zhì)量生產(chǎn)的需要，系統(tǒng)的布局、控制模式、管理軟件系統(tǒng)均需要有重新設(shè)計(jì)、實(shí)施。
自動配料控制稱重系統(tǒng)
2、用戶需求分析
（1）、產(chǎn)品規(guī)模生產(chǎn)要求系統(tǒng)具有更大的產(chǎn)能、更高的穩(wěn)定性；
（2）、降低人工上料勞動強(qiáng)度、提高計(jì)量精度；
（3）、固體及液體物料均應(yīng)自動上料、自動計(jì)量；
（4）、每次生產(chǎn)的不同配方（原料配比）均可在電腦上進(jìn)行操作；
（5）、生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)自動化控制。
二、粉體配料系統(tǒng)本方案自動上料配料系統(tǒng)組成
生產(chǎn)線配料主要完成水和4中液料的配料混合。計(jì)量罐單獨(dú)設(shè)置，液體原料分開計(jì)量加料，現(xiàn)場3排攪拌釜分別為1排3個攪拌罐、2 排3個攪拌罐、3排5個攪拌罐。
1、原料罐四個，分別盛放四種不同的液體原料；水料罐1個，用于暫存水，預(yù)留用水量。現(xiàn)場分別在3排攪拌罐的上部設(shè)置5T原料計(jì)量罐1臺，15T水計(jì)量罐1臺；
2、每個原料罐底部都安裝有送料管道（管道口徑DN65），分別由自動閥門和手動閥門控制開關(guān)，每種液料的自動閥門安裝在靠近管道出口位置，由送料泵負(fù)責(zé)將料通過管道打到計(jì)量罐，送料泵兩端預(yù)留回流管及回流閥（回流管口徑與主管道相同），在計(jì)量罐進(jìn)料口處的安裝自動閥門，實(shí)現(xiàn)物料的快投和慢投料控制；
3、液料或水通過管道可直接加進(jìn)計(jì)量罐，計(jì)量罐的四個支撐底腳與支撐架基礎(chǔ)之間各安裝一只稱重壓力傳感器模塊，負(fù)責(zé)計(jì)量進(jìn)入計(jì)量罐的物料重量，支撐架基礎(chǔ)需做水平調(diào)試；
4、 液體原料計(jì)量完畢通過計(jì)量罐底部的的自動分流裝置，分別自動加到相應(yīng)的攪拌罐中。自動分流裝置結(jié)構(gòu)（見圖一）：在計(jì)量罐的總卸料閥后水平安裝到各個攪拌釜的分料自動閥門，把各個分料自動閥門的前端進(jìn)料管用管道聯(lián)通，這樣可以保證卸料后基本無存料，到各個攪拌釜的卸料管道水和液料管道可以合并一條管道，以減少管道用料成本；
5、攪拌好的成品通過反應(yīng)釜底部的管道泵送至成品罐，由自動閥門和泵控制；
6、全部配料數(shù)據(jù)均存儲于控制中心的工控機(jī)數(shù)據(jù)庫內(nèi)；
7、全部配料過程均由組態(tài)軟件實(shí)施監(jiān)控，通過控制界面實(shí)施過程操作，生產(chǎn)數(shù)據(jù)適時存儲到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，以完成對各種生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲和分析，同時還能實(shí)現(xiàn)原料進(jìn)存用料管理、成品管理、人員管理、合同管理等各項(xiàng)功能。
三、粉體配料系統(tǒng)控制方案
1、在生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)置一個集中控制操作臺，動態(tài)稱重計(jì)量儀表安裝在操作臺上，安裝在六個計(jì)量罐支撐腿下部的稱重傳感器數(shù)據(jù)線與動態(tài)計(jì)量儀表相連，實(shí)時數(shù)據(jù)由計(jì)量儀表經(jīng)通信線上傳給控制中心的工控機(jī)，配方及控制命令由控制中心的工控機(jī)經(jīng)通信線下傳給儀表及PLC控制器；
2、操作臺內(nèi)部安裝西門子S系列PLC可編程控制器及繼電器等，負(fù)責(zé)控制各自動閥門和泵的啟停；
3、計(jì)量儀表在PLC的控制下啟動，在不同計(jì)量階段輸出不同的信號（快投、慢投、卸料等）給PLC，由PLC對外部設(shè)備直接控制；
4、操作臺上安裝按鈕開關(guān)等，可實(shí)現(xiàn)上述各部分的手動控制；
5、在現(xiàn)場操作處和集中控制操作臺上均設(shè)有急停按鈕，兩個急停按鈕系串聯(lián)關(guān)系，用于緊急情況的應(yīng)急斷電處理；
6、攪拌罐設(shè)攪拌電機(jī)，由變頻器控制。
四、自動配料灌裝計(jì)量系統(tǒng)控制部分
控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)配料計(jì)量過程全部自動控制，包括各閥門、泵、電機(jī)、變頻器、計(jì)量儀表的啟動、停止，信號的傳輸、數(shù)據(jù)的記錄、報(bào)表的處理和打印等。
五、粉體配料系統(tǒng)描述
1、粉體配料系統(tǒng)控制系統(tǒng)特點(diǎn)
（1）、結(jié)構(gòu)簡單，控制邏輯清楚；
（2）、采用控制領(lǐng)域內(nèi)的主流產(chǎn)品（如研華工控機(jī)、西門子或歐姆龍PLC、施奈德電器件等），可靠性、穩(wěn)定性好；
（3）、采用我公司獨(dú)有的連續(xù)計(jì)量技術(shù)，效率快、精度高；
（4）、操作臺集中操作、集中控制，全部儀表一目了然，便于監(jiān)控和操作，增加了安全性、可靠性，降低了操作員的勞動強(qiáng)度，使操作員不必奔波于各分散的計(jì)量儀表之間；
（5）、操作臺與控制柜的距離近，控制信號傳遞距離短、可靠性強(qiáng)；
（6）、具有強(qiáng)大的軟件功能，可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程實(shí)時、直觀監(jiān)控，各種配方管理，物料缺料提醒、異常情況報(bào)警等各種功能。
2、 控制流程描述
（1）、生產(chǎn)啟動
操作臺上設(shè)有各工藝環(huán)節(jié)的手動操控按鈕及指示燈，以及啟動按鈕等。用戶可在操作臺面板上按動按鈕或直接用鼠標(biāo)點(diǎn)擊電腦屏幕上的啟動按鈕，即可以手動或自動啟動相應(yīng)的生產(chǎn)線開始生產(chǎn)。
（2）、配方管理
每次生產(chǎn)前可以設(shè)置輸入本次配料的配方，按比例分配所需原料數(shù)量（也可采用缺省方式，即仍然使用上一次的配方）。給自動上料提供數(shù)據(jù)依據(jù)。
（3）、生產(chǎn)過程動態(tài)計(jì)量
在生產(chǎn)啟動的同時，PLC就將動態(tài)計(jì)量啟動信號發(fā)給稱重計(jì)量儀表，儀表即開始對各環(huán)節(jié)的重量進(jìn)行采集、顯示，并在不同的重量階段采用快投料和慢投料策略，以兼顧提高效率和計(jì)量精度。在到達(dá)目標(biāo)值時，輸出停止計(jì)量信號，由PLC控制關(guān)閉相關(guān)閥門、泵等。同時完成卸料到反應(yīng)釜的動作，計(jì)量儀表自動清零去皮。
（4）、數(shù)據(jù)存儲
本次配料結(jié)束時，由上位機(jī)（電腦）對本次實(shí)際數(shù)據(jù)做存儲，并可按要求做一定的精度分析，生成各類報(bào)表，用于生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)、管理。
（5）、報(bào)表打印
可根據(jù)用戶需求，在線或離線打印各種所需報(bào)表，如當(dāng)成品日產(chǎn)量、原料消耗，原料庫存，成品庫存等等。
3、粉體配料系統(tǒng)配料計(jì)量過程
動態(tài)計(jì)量儀表采用的是動態(tài)計(jì)量精度控制方式。在停止或暫停狀態(tài)下，外部運(yùn)行輸入信號有效時，啟動自動配料過程。
按下啟動按鈕，系統(tǒng)儀表啟動，稱重儀表清零。然后給原料1（1#料）快投料和慢投料有效信號，系統(tǒng)打開閥門啟動料泵，開始1#料的快速加料過程（即同時打開兩個進(jìn)料閥門），同時儀表啟動隨時跟蹤讀取稱重傳感器信號，當(dāng)重量接近達(dá)到預(yù)設(shè)的大投值時，儀表將關(guān)閉快投料信號，使系統(tǒng)進(jìn)入1#料慢加料過程（關(guān)閉一個閥門），同時儀表繼續(xù)隨時跟蹤讀取稱重傳感器信號，儀表將判別料斗重量是否大于等于1#料目標(biāo)值—1#料落差值。如果大于等于則儀表關(guān)閉小投信號，停止加料過程（全部閥門及上料電機(jī)關(guān)閉），本次計(jì)量結(jié)束。如果需要在同一個計(jì)量罐內(nèi)累計(jì)加量計(jì)量則開始第二種物料的加料，此時儀表首先清零顯示輸出M2（2#料），快投料和慢投料有效，其過程同上。否則開始卸料到反應(yīng)釜。
依次完成2#、3#料的加料過程后，儀表將分別顯示料斗中四種物料的重量，儀表輸出卸料信號，系統(tǒng)開始卸料過程，當(dāng)料斗中的重量等于或小于所設(shè)定的零區(qū)范圍時，儀表關(guān)閉卸料信號，同時回到停止?fàn)顟B(tài)（運(yùn)行輸出無效，暫停輸出無效）。完成一次配料過程。
其中物料的落差初始值是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)定的，隨后在計(jì)量的過程中落差值根據(jù)實(shí)際測量值采用自學(xué)習(xí)的方式，逐次逼近目標(biāo)值，使誤差越來越小。
4、粉體配料系統(tǒng)管道閥門工作管理
在配料系統(tǒng)啟動后，系統(tǒng)PLC自動控制順序開啟各原料氣動閥及稱重上料閥，同時啟動上料電機(jī)，加料結(jié)束自動關(guān)閉上料閥門及電機(jī)，開啟卸料閥及攪拌電機(jī)，原料開始卸料，反應(yīng)釜開始攪拌，反應(yīng)釜攪拌結(jié)束，系統(tǒng)開啟反應(yīng)釜卸料閥門和卸料電機(jī)，把成品料輸送到成品罐，本次配料結(jié)束。灌裝工人可以啟動灌裝機(jī)，進(jìn)行裝桶工序操作。配料過程也可以由操作員按照工藝要求手動順序按動操作臺上的閥門、電機(jī)按鈕，進(jìn)行手動配料過程操作。
5、原料罐存料管理（備選）
原料罐上可以安裝靜態(tài)液位計(jì)（如雷達(dá)液位計(jì)、超聲波液位計(jì)、浮子液位計(jì)、壓力液位計(jì)等），隨時檢測液位變化，控制系統(tǒng)適時跟蹤采集液位高度數(shù)據(jù)，并測量計(jì)算出原料存量、進(jìn)料量、出料量等，生成數(shù)據(jù)報(bào)表，便于進(jìn)行原料庫存耗用等管理。
6、 控制系統(tǒng)特點(diǎn)
（1）、結(jié)構(gòu)簡單，控制邏輯清楚；
（2）、采用控制領(lǐng)域內(nèi)的主流產(chǎn)品（如研華工控機(jī)、西門子或歐姆龍PLC、施奈德電器件等），可靠性、穩(wěn)定性好；
（3）、采用我公司獨(dú)有的連續(xù)計(jì)量技術(shù)，效率快、精度高；
（4）、操作臺集中操作、集中控制，全部儀表一目了然，便于監(jiān)控和操作，增加了安全性、可靠性，降低了操作員的勞動強(qiáng)度，使操作員不必奔波于各分散的計(jì)量儀表之間；
（5）、操作臺與控制柜的距離近，控制信號傳遞距離短、可靠性強(qiáng)；
（6）、具有強(qiáng)大的軟件功能，可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程實(shí)時、直觀監(jiān)控，各種配方管理，物料缺料提醒、異常情況報(bào)警等各種功能。
7、粉體配料系統(tǒng)控制流程描述
（1）、生產(chǎn)啟動
操作臺上設(shè)有各工藝環(huán)節(jié)的手動操控按鈕及指示燈，以及啟動按鈕等。用戶可在操作臺面板上按動按鈕或直接用鼠標(biāo)點(diǎn)擊電腦屏幕上的啟動按鈕，即可以手動或自動啟動相應(yīng)的生產(chǎn)線開始生產(chǎn)。
（2）、配方管理
每次生產(chǎn)前可以設(shè)置輸入本次配料的配方，按比例分配所需原料數(shù)量（也可采用缺省方式，即仍然使用上一次的配方）。給自動上料提供數(shù)據(jù)依據(jù)。
（3）、生產(chǎn)過程動態(tài)計(jì)量
在生產(chǎn)啟動的同時，PLC就將動態(tài)計(jì)量啟動信號發(fā)給稱重計(jì)量儀表，儀表即開始對各環(huán)節(jié)的重量進(jìn)行采集、顯示，并在不同的重量階段采用快投料和慢投料策略，以兼顧提高效率和計(jì)量精度。在到達(dá)目標(biāo)值時，輸出停止計(jì)量信號，由PLC控制關(guān)閉相關(guān)閥門、泵等。同時完成卸料到反應(yīng)釜的動作，計(jì)量儀表自動清零去皮。
（4）、數(shù)據(jù)存儲
本次配料結(jié)束時，由上位機(jī)（電腦）對本次實(shí)際數(shù)據(jù)做存儲，并可按要求做一定的精度分析，生成各類報(bào)表，用于生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)、管理。
（5）、報(bào)表打印
可根據(jù)用戶需求，在線或離線打印各種所需報(bào)表，如當(dāng)成品日產(chǎn)量、原料消耗，原料庫存，成品庫存等等。
8、配料計(jì)量過程
動態(tài)計(jì)量儀表采用的是動態(tài)計(jì)量精度控制方式。在停止或暫停狀態(tài)下，外部運(yùn)行輸入信號有效時，啟動自動配料過程。
按下啟動按鈕，系統(tǒng)儀表啟動，稱重儀表清零。然后給原料1（1#料）快投料和慢投料有效信號，系統(tǒng)打開閥門啟動料泵，開始1#料的快速加料過程（即同時打開兩個進(jìn)料閥門），同時儀表啟動隨時跟蹤讀取稱重傳感器信號，當(dāng)重量接近達(dá)到預(yù)設(shè)的大投值時，儀表將關(guān)閉快投料信號，使系統(tǒng)進(jìn)入1#料慢加料過程（關(guān)閉一個閥門），同時儀表繼續(xù)隨時跟蹤讀取稱重傳感器信號，儀表將判別料斗重量是否大于等于1#料目標(biāo)值—1#料落差值。如果大于等于則儀表關(guān)閉小投信號，停止加料過程（全部閥門及上料電機(jī)關(guān)閉），本次計(jì)量結(jié)束。如果需要在同一個計(jì)量罐內(nèi)累計(jì)加量計(jì)量則開始第二種物料的加料，此時儀表首先清零顯示輸出M2（2#料），快投料和慢投料有效，其過程同上。否則開始卸料到反應(yīng)釜。
依次完成2#、3#料的加料過程后，儀表將分別顯示料斗中四種物料的重量，儀表輸出卸料信號，系統(tǒng)開始卸料過程，當(dāng)料斗中的重量等于或小于所設(shè)定的零區(qū)范圍時，儀表關(guān)閉卸料信號，同時回到停止?fàn)顟B(tài)（運(yùn)行輸出無效，暫停輸出無效）。完成一次配料過程。
其中物料的落差初始值是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)定的，隨后在計(jì)量的過程中落差值根據(jù)實(shí)際測量值采用自學(xué)習(xí)的方式，逐次逼近目標(biāo)值，使誤差越來越小。
9、粉體配料系統(tǒng)管道閥門工作管理
在配料系統(tǒng)啟動后，系統(tǒng)PLC自動控制順序開啟各原料氣動閥及稱重上料閥，同時啟動上料電機(jī)，加料結(jié)束自動關(guān)閉上料閥門及電機(jī)，開啟卸料閥及攪拌電機(jī)，原料開始卸料，反應(yīng)釜開始攪拌，反應(yīng)釜攪拌結(jié)束，系統(tǒng)開啟反應(yīng)釜卸料閥門和卸料電機(jī)，把成品料輸送到成品罐，本次配料結(jié)束。灌裝工人可以啟動灌裝機(jī)，進(jìn)行裝桶工序操作。配料過程也可以由操作員按照工藝要求手動順序按動操作臺上的閥門、電機(jī)按鈕，進(jìn)行手動配料過程操作。
10、原料罐存料管理（備選）
原料罐上可以安裝靜態(tài)液位計(jì)（如雷達(dá)液位計(jì)、超聲波液位計(jì)、浮子液位計(jì)、壓力液位計(jì)等），隨時檢測液位變化，控制系統(tǒng)適時跟蹤采集液位高度數(shù)據(jù)，并測量計(jì)算出原料存量、進(jìn)料量、出料量等，生成數(shù)據(jù)報(bào)表，便于進(jìn)行原料庫存耗用等管理。
粉體配料系統(tǒng)性能特點(diǎn)：
˙系統(tǒng)可靠，適用性強(qiáng)，稱量精度高，自動化精度高，質(zhì)量穩(wěn)定，便于管理。
˙電子式稱重顯示設(shè)計(jì)，計(jì)量精度高，校正、保養(yǎng)容易
˙專業(yè)的物料處理能力，配合用戶計(jì)量原料之特性，使用各類型供料機(jī)及進(jìn)出料閥門
˙友好的人機(jī)接口界面，可銜接各類型控制器，執(zhí)行定量計(jì)量或配料之流程控制
˙多種控制模式選擇，可采用PLC、人機(jī)介面、單片機(jī)、工控機(jī)等型式進(jìn)行控制
˙豐富的系統(tǒng)集成經(jīng)驗(yàn)，各種周邊配備均可依用戶需求規(guī)劃設(shè)計(jì)
˙合理的現(xiàn)場布局設(shè)計(jì)，可根據(jù)用戶生產(chǎn)量及車間環(huán)境進(jìn)行配置
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