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高精度自动配料控制仪表的研制

来源:网络转载更新时间:2021-01-29 14:33:52点击次数:2036次

为了满足自动化生产的需要,自动配料系统专门开发了一种高精度配料控制仪,改变了传统的快、慢加料控制方式,采用连续无级变速加料方式,实现了基于数学模型的高精度自动配料。
配料技术及现状。
随着计算机应用领域的不断扩大,人们以前的大多数想法现在都变成了现实,这是人们的智慧、微电子技术和计算机技术综合应用的结果。各个行业对配料的效率和精度要求越来越高,人工配料远远不能满足连续化、自动化生产的要求。因此,开发高效、高精度的自动配料生产线势在必行。但配料控制仪是其中的关键设备之一,以往的配料设备有几个缺点:加料方式只有快有慢,配料准确度合格率达不到要求;控制信号只有进给控制,其他动作控制无法满足,即使PLC动作协调不理想,控制算法难以实现;一般都是单料模式工作,不适合连续自动配料生产线。配料场地及工艺要求,一般配料行业场地粉尘大,工作环境恶劣,劳动强度大,环境污染大,不利于操作人员的身心健康;配料种类很多,标准量也不一样。每种材料的切割速度和称重精度都很严格,生产要求也很高;由于原料供应商不同,当样品为粉末时,材料的粘度和比重不同,随着温度和湿度的变化,材料容易粘着和结块,降低了材料的流动性,对称重精度有一定的影响。基于上述分析,新的配料系统应具有以下功能:
改善工作环境,提高生产效率,降低劳动强度。
它具有配方管理、创建、修改、打印、删除和运行配方的功能。
具有实时监控和自动连续生产功能,设备密封性好。具有实时数据采集、记录、打印和查询功能。
每种物料在配料过程中一般都有加料、称重、破拱、卸料、报警等动作。根据以上工艺要求和系统功能要求,研制出了满足要求的配料控制仪。
配料控制仪的功能。
根据配料过程和配料系统的要求,配料控制器应由以下几个部分组成:称重功能,即电子秤;公式存储运算功能;沟通功能;控制功能;手动自动转换功能;重启功能。
配料控制仪的开发主要考虑以下几点:虽然每种物料的设定值、粘度和比重不同,但配料系统中的设备要求和控制动作是一致的;采用分散控制的思想,将称重显示仪表、动作控制和进料控制的功能分散到现场,使得系统结构简单,提高了可靠性;控制方法灵活,易于实现;数据通讯采用RS485总线,方便快捷。
主要功能模块的开发。
3.1电子秤。
电子秤是根据国家标准GB-7723-87开发的,符合三级电子秤的技术要求。重量信号通过自校准方法采集。
3.2控制仪器。
显示由数码管实现,八位数码管可由ICM7218自动扫描集成电路显示。所有解码方法都可以。
解码或段解码可以通过软件设置。采用自动扫描方式,提高了微控制器的实时性。
3.3进料控制。
控制输出采用八位模数转换器,设计了驱动电路,采用光电隔离输出,提高了称重系统的可靠性。
振动给料方式采用调幅,螺旋给料方式采用调频,实现连续无级调速,保证称重精度和速度。该控制器以进料速度作为调节参数,改变了以往只控制重量的方法,提高了自动称重控制精度,建立了基于进料速度的模型,并根据设定的进料速度进行进料。
基于进给速度的控制方案。
通过对材料的了解和实验,影响称量的主要因素如下:
(1)物料粘度:同一环境下,不同物料下料速度不同,调试困难,称量精度难以控制;
(2)物料的比重:由于物料的比重不同,所以使用相同的装置,下料速度不同;
(3)环境影响:环境温度和湿度的变化会导致材料粘度等物理性质的变化。主要原因是物料的粘度随着温度的升高而增加,导致物料起拱结块,不利于称量;
(4)由于控制送料装置和控制装置的非线性,即使在相同的控制方法和控制量下,每个送料装置的振动力和送料速度也是不同的。
由于上述因素的影响,在过去的双速进料中,每种物料都必须调整到相应的状态,以达到预期的称重精度。但随着环境温度的变化或物料批号的不同,原来的投料状态往往不能保证称量精度,需要重新调整,设备互换性差,降低了生产效率。可以看出,影响称重精度和速度的因素很多。以往双速送料,由于开环控制,振动力大,送料快,但精度难以控制;振动力小,送料慢,精度可控,但称量时间长,效率低。基于以上分析,提出了进给速度控制方案(见图4)。该控制方法采用闭环控制,以下料速度为控制参数,采用自适应智能控制方法,克服了上述因素对称重精度和生产效率的影响。上述因素都可以通过改变振动力来克服,但控制算法和手段比较复杂。在给定速度的基础上,下料速度在称重初始阶段稳定在V0,当称重值接近设定值时,速度设定值减小。所以系统是一个随动控制系统,把以前的分段控制变成连续控制。
申请。
该高精度配料控制仪在小物料自动配料称重系统中的应用取得了良好的效果,克服了以往控制方法难以解决的问题,解决了称重精度和称重速度之间的矛盾,适应性强。对橡胶行业的自动化和连续化生产水平起到了积极的推动作用。用该配料控制仪设计的配料系统已通过国家石油化工局部级鉴定。

 

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