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| PLC樹脂配料系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) | 2020-01-13 |
| 摘要：針對(duì)樹脂原料配料王產(chǎn)工藝特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了由稱重儀表、監(jiān)控防爆地磅和遠(yuǎn)程管理防爆地磅組成的配料配料系統(tǒng)。側(cè)重介紹了配料系統(tǒng)的硬件組成以及稱重放大模塊、電振機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、變頻器控制模塊、LED驅(qū)動(dòng)模塊以及通訊模塊的基本原理。 引言 目前，在設(shè)計(jì)配料配料系統(tǒng)時(shí)，除了考慮完成基本功能之外，更加注重系統(tǒng)的配料精度、可靠性、抗干擾能力、抗腐蝕能力以及各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等。基于此。本文設(shè)計(jì)了由PLC、監(jiān)控防爆地磅和遠(yuǎn)程管理防爆地磅組成的配料配料系統(tǒng)。實(shí)際運(yùn)行表明，該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，有效地提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。 2．樹脂原料配料工藝分析 樹脂原料配料是將樹脂生產(chǎn)所需原料溶劑、甲醇、酒精、丙醇和油墨等按照一定的比例混合，經(jīng)磨機(jī)制液體后，送往反應(yīng)罐攪拌，形成樹脂。某樹脂廠的原料配料系統(tǒng)由于受到安裝空間限制，對(duì)于溶劑、甲醇、酒精、丙醇等一般聚氨酯狀或半聚氨酯狀物料的計(jì)量，采用雙懸臂稱重模塊，喂料裝置采用電振機(jī)，對(duì)于油墨，由于其是流動(dòng)性液體狀物。采用雙懸臂螺旋秤。喂料裝置采用螺旋絞刀式給料機(jī)。 原料配料系統(tǒng)的工作原理為：系統(tǒng)接到配料起動(dòng)信號(hào)后，系統(tǒng)首先啟動(dòng)秤底皮帶和提升機(jī)，然后按照一定時(shí)間順序啟動(dòng)溶劑、油墨、氧化酒精、甲醇、丙醇等秤開始稱料。經(jīng)一定時(shí)間后，啟動(dòng)破碎機(jī)、磨機(jī)，以后連運(yùn)行。 3．配料配料系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 3．1配料配料系統(tǒng)的基本組成 整個(gè)系統(tǒng)由PLC、監(jiān)控防爆地磅和遠(yuǎn)程管理防爆地磅等組成。PLC主要實(shí)現(xiàn)配料過程自動(dòng)控制及就地顯示，由于喂料裝置采用電振機(jī)和螺旋絞刀機(jī)兩種設(shè)備，系統(tǒng)配置了電振機(jī)和變頻器驅(qū)動(dòng)模塊。監(jiān)控防爆地磅和遠(yuǎn)程管理防爆地磅主要完成在線設(shè)置和修改原料的配比以及各秤的放料速度。實(shí)時(shí)顯示配料設(shè)備的運(yùn)行情況、配料流程。并進(jìn)行生產(chǎn)報(bào)表的打印等功能。為了實(shí)現(xiàn)配料系統(tǒng)的故障診斷，監(jiān)控防爆地磅還配置了32路I／0輸入板1塊、16路A／D輸入板1塊。為了保證監(jiān)控防爆地磅和遠(yuǎn)程管理防爆地磅通信的可靠性與安全性，配置了通信隔離驅(qū)動(dòng)模塊，該模塊通信距離2．5km，通信速率為9600波特，通信介質(zhì)為屏蔽三絞線，并具有抗雷電、過電壓等功能J。 3．2系統(tǒng)各模塊的基本原理 (1)稱重放大模塊。該模塊主要是將稱重稱重模塊輸出的mV信號(hào)放大變換成4—20mA的電流信號(hào)送往PLC的A／D單元J。由放大器和V／I變換器組成。(2)電振機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊。電振機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊采用可控硅半波整流電路驅(qū)動(dòng)電磁振動(dòng)給料機(jī)，采用移相觸發(fā)電路實(shí)現(xiàn)對(duì)電振機(jī)線圈中電流的控制。整個(gè)移相觸發(fā)電路由給料速度控制電路、移相、脈沖形成及同步、脈沖輸出、電源等電路組成，其中，速度控制電路由繼電器1K、2K、3K以及4K等組成，并由PIE控制。PIE的控制信號(hào)與給料速度的關(guān)系見表1。 (3)LED驅(qū)動(dòng)模塊。自動(dòng)配料系統(tǒng)中操作臺(tái)和現(xiàn)場(chǎng)顯示箱均采用LED顯示器來分別顯示各臺(tái)秤的凈重和設(shè)定值，LED驅(qū)動(dòng)模塊由顯示驅(qū)動(dòng)與地址譯碼電路組成。顯示驅(qū)動(dòng)電路采用14495譯碼器，它將由PIE的輸出接點(diǎn)Y0-Y7送來的BCD碼譯為段碼，再送給LED顯示。地址譯碼電路由74LS154和74LS138譯碼器組成，它們將Y10-Y15送來的LED地址信號(hào)進(jìn)行譯碼，并選中相應(yīng)的14495，驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)LED顯示數(shù)據(jù)。 (4)變頻器控制稱重模塊。變頻器控制稱重模塊。變頻器的頻率(給料速度)調(diào)整與起?？刂瓶衫肞Lc的三個(gè)輸出接點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)繼電器1K、2K、3K動(dòng)作進(jìn)行電阻R1、R2、R3的切換，改變變頻器的輸出頻率，從而調(diào)整給料速度，PIE的控制信號(hào)與給料速度的關(guān)系見表1。也可采用PU端口，利用RS-485通訊對(duì)變頻器的頻率進(jìn)行調(diào)整和起?？刂啤?br>(5)變頻器與防爆地磅的通訊模塊。三菱FR-A540變頻器配有RS-485通訊接口，可實(shí)現(xiàn)一臺(tái)防爆地磅控制32臺(tái)變頻器。通訊時(shí)，防爆地磅的發(fā)送端和變頻器的接收端相連，防爆地磅的接收端和變頻器的發(fā)送端相連，形成半雙工通訊。對(duì)于多臺(tái)變頻器，通過設(shè)置變頻器站號(hào)來實(shí)現(xiàn)不同的變頻器和防爆地磅通訊。 (6)PLC與防爆地磅的通訊模塊。管理防爆地磅與PLC的通信采用三菱公司的Sc(O8)一[RS232／RS422]通訊模塊實(shí)現(xiàn)的J。雙方通過普通的9針插頭進(jìn)行連接。主要功能為：將PLC的I／0控制信息、設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)以及來自操作臺(tái)上的控制信息進(jìn)行歸類。并送往上位防爆地磅，同時(shí)將上位防爆地磅送來的控制和管理信息進(jìn)行處理，分別送往人機(jī)界面層和控制決策層，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖5所示。 4．結(jié)論 該配料系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程一控制室一現(xiàn)場(chǎng)同步監(jiān)控。自動(dòng)配料系統(tǒng)具有自動(dòng)、半自動(dòng)和手動(dòng)三種控制方式。實(shí)現(xiàn)了配比設(shè)定、配料周期的靈活設(shè)定、動(dòng)作時(shí)序的任意調(diào)整和配料(進(jìn)料、排料)速度的任意設(shè)定。具有全自動(dòng)連續(xù)循環(huán)配料、故障判識(shí)、類型報(bào)警、數(shù)據(jù)保存(十年以上)、報(bào)表的實(shí)時(shí)打印等功能。工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行證明，配料系統(tǒng)達(dá)到了生產(chǎn)工藝要求，穩(wěn)定可靠(基本)、控制精度高、操作簡單、維護(hù)方便，極大地提高了產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量，創(chuàng)造了顯著的社會(huì)效益。 | |
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