| 配料系統(tǒng)控制反應罐的研究 | 2020-01-19 |
| 稱重配料系統(tǒng)適用于卸載機運行過程中的料斗、排放控制。料斗動載斜度控制；控制振動給料機振動點的設置；剩余靜止振動點控制；液位加載警告，報警點設置控制裝置。稱重配料系統(tǒng)自動灌裝機以Atmega128CPU為中心，基于日本和CFC100、CFW技術，稱重配料系統(tǒng)處理多通道稱重信號，并對多輸入信號實時進行相應的智能動態(tài)控制。ATMEL新推出的AT90系列AVR微控制器是一款引人注目的微處理器。該芯片基于基于新的FLASH(reduce dinstructi 0n SETC 0 mputer)結構設計的管道結構，在執(zhí)行上一個命令的同時刪除以下命令，閃存和強大的外圍接口功能使該芯片成為當前zui中廣泛使用的單芯片之一。 Atmega128是一款稱重配料系統(tǒng)使用的高性能微處理器芯片，它使用結構化模塊化編程實時采樣三向重量信號，計算和顯示每個方向的重量和狀態(tài)，根據計算值和狀態(tài)進行相應的控制，以及9600bps的速度和在父PC上執(zhí)行串行數據傳輸。 摘要:工業(yè)過程自動化迅速發(fā)展，對包裝、儲運提出了更高的要求。批量材料測量用自動配料系統(tǒng)的稱重速度和電子秤測量精度的要求也提高了。自動配料系統(tǒng)的計量速度和計量精度取決于相應的供給速度和供給精度 自動配置系統(tǒng)主要有電子秤和不連續(xù)的累積秤兩種，防爆電子秤是為了得到單一秤的目標值，不連續(xù)的累積秤是為了多次得到秤的累積目標值。結構上，防爆電子秤和非連續(xù)累積秤有供應器、稱重裝置和排放裝置。防爆電子秤上有包裝裝置。隨著物流工業(yè)過程自動化的發(fā)展。自動布局系統(tǒng)也逐漸應用于其他每個行業(yè)，因此自動布局系統(tǒng)的計量速度和計量準確性變得更加苛刻。 自動配料系統(tǒng)的計量速度和計量精度取決于供應裝置的供應速度和供應精度。現在，以應用于化工行業(yè)的自動布局系統(tǒng)為例，分析如下(材料以玉米的特性為例): 1電源的工作原理 自動配料系統(tǒng)的供應裝置(包括配料罐)通常在反應罐請求供應時通過電磁閥控制缸6打開供應門4，配料罐1的材料通過排氣口5進入稱重攪拌罐，稱重攪拌罐中的材料量達到要求時，控制反應罐，控制汽缸，關閉供應門，完成供應過程。配料罐的底部一般是較小的反錐形。當材料從反應釜向下排出時，不斷克服材料的重載作用、內部和外部摩擦阻力，在向下流動的同時，材料為了應對截面作者單位3360收縮的變化，粒子會繼續(xù)不正確地移動、擠壓和重合，而嘗試接近排氣口時，粒子的擠壓摩擦會加劇，阻力大于重載時，會形成反應釜或橋梁現象，從而使因此，在設計稱重配料釜時，應充分考慮材料的特性，以防止反應釜發(fā)生。配料罐的材料水平下降，父項減少，子項粒子之間的擠壓壓力減少，材料粒子之間的內部和外部摩擦力也減少，從而使排氣口的材料流速逐漸加快。材料清空時，流速急劇增加，會發(fā)生計量差，從而從稱重配料罐中溢出。因此，為了確保5E的精確計量，必須在配料罐中安裝低水平儀表，該水平儀表下的材料量必須是尺度的2倍以上。必須在配料罐下配置緊急閘門。尤其是在配料罐相當大的情況下，如果特定糧倉的稱重配料釜能夠到達40多個，則必須配置緊急閘門。如果稱重配料系統(tǒng)或隨后的材料反應罐出現故障，必須立即將材料切削到緊急澆口。這樣，如果有維修稱重配料系統(tǒng)或其他材料反應罐的維修人員，則在未知人員或其他情況下不會啟動材料反應罐，從而確保維修人員的安全。為了防止化學工業(yè)中的塵埃飛揚，在配料系統(tǒng)外部添加計量罐，連接稱重裝置，稱重產生的負壓一般為500Pa左右，負壓太低。沒有好的稱重效果，負壓太大會影響計量，還會去除材料。對化工比較合適的供應門應該是扇形供應門。汽缸在切換供應門時克服扇區(qū)門中物料的摩擦，能夠更快、更可靠地完成供應過程，扇區(qū)供應門不會擠壓材料，也不會關閉或打碎材料。排氣口大小必須保證稱重配料系統(tǒng)所需的供應速度，在額定稱重操作中，分別計算防爆電子秤和非連續(xù)累積防爆地磅的排氣口大小。不連續(xù)累積尺度通常較大的計量攪拌罐，通常設計用于滿足散裝材料的計量、精度要求和稱重要求。例如，稱重桶計量Max，完成計量周期所需的時間d=3600/(uwqq/max) 考慮到一個稱重周期與t .稱重攪拌罐的供應和排放時間相同，非連續(xù)累積防爆地磅能夠以三分之一的時間完成供應，即7/3的時間，則是排氣口的稱重。Q=.x，基于經驗公式的Q]=1.03xpxglI(i-/pXdJx('lF-/ Xd)風格的p-堆密度，750kg/n？烏蘇娜G-重力加速度，9.8m/s，/p-形狀系數，2 . 4；IF-排氣口寬度，0.3米；D-材料直徑，6mmFH-hoper斜度系數1.35(B=30 ')可以計算出口端的長度l。防爆電子秤通常安裝在材料反應釜下或工業(yè)生產線的末端，用于定量測量、包裝和發(fā)放批量材料，隨著物流行業(yè)的自動化進程，對防爆電子秤的包裝速度的要求也隨之提高，對25-100千克大型包裝防爆電子秤的要求達到600百/h以上。50公斤防爆電子秤，以600百/h的包裝速度計算排氣口大小。1包測量所需時間:t-3600/600=6s0表明防爆電子秤的運行時間非常短，每個細節(jié)所需的時間會影響整個過程。除了平均、穩(wěn)定、排放等所需的時間外，只有總計量時間的三分之一左右，即L5s左右的供應時間，約0.5%的供應時間是從電磁閥運動到活塞到達圓柱行程末端所需的時間(計算條件:]=0.55a(圓柱規(guī)格(50x100，接管口徑1/4，氣源壓力0.5MPa，管線長度Im，圓柱安裝方向級別，30%的圓柱負載比率取決于圓柱運行特性)。有時需要在用戶現場增加多個項目的數量，這是因為各種材料的稱重不同，所以必須在料斗中設計自動灌裝機，以調整排氣口的大??；選擇汽缸時，裝載率不要超過30%至4q%，50%，裝載率太大會嚴重影響運行速度，尤其是對防爆電子秤更應該考慮。模具的定量供應(即大型、小型供應)可以通過多種方式完成:打開門時，雙圓柱體同時工作，打開門時增加力，調整小供應圓柱體(圖4下面的氣體1)的位置，可以調整小供應量的大小以適應不同的材質。需要較小的供應時，較大的進給汽缸會收縮I圖4上方的汽缸，形成較小的進給汽缸和杠桿，進給門在較小的進給狀態(tài)下停止。小供給完成后，雙圓柱同時收縮，以完成供給過程。使用雙行程氣缸進料時，給定門的控制位置準確、可靠且可重復。尤其是對于單一原物料，當原物料被更換時，稱重不會根據該原物料的性質進行調整，因此無法達到適當的供給速度和供給準確度。 在反應釜操作中間安裝開關控制元件，檢測其位置，在反應釜在所需的中間位置(即較小的供應位置)運行時，觸摸開關元件發(fā)出信號，控制電磁閥，停止反應釜操作，執(zhí)行較小的供應過程。這種結構的特點是結構簡單，調整方便。但是氣壓不穩(wěn)定，控制精度不高，適合控制大型稱重配料罐的供應。稱重配料系統(tǒng)在正式使用之前，必須根據實際材料調試供應。調試時，applet設置為僅執(zhí)行大的feed操作，而不運行小的feed操作。為了使供應量的誤差不超過土壤Q.5kg，請更改字典量的大小，進行多次調試(以50kg防爆電子秤為例)。 進入正常計量狀態(tài)，改變小供應量大小進行多次調試，最終供應誤差滿足需求。 單配料系統(tǒng)硬件設計 配料系統(tǒng)微處理器及其特性Atmega128是ATMEL推出的高級系列，這是一款基于AVRRISC的低功耗CM0S8位微控制器產品。如果外部靜態(tài)為8MHz，則一個命令的執(zhí)行時間只有125ns，此AVR微控制器旨在簡化c語言編程，從而有效地開發(fā)目標產品。AVR微控制器使用大型高速訪問寄存器文件和快速單周期命令來優(yōu)化目標代碼大小。Atmega128可以在一個時鐘周期內執(zhí)行命令，獲得接近1 MIPS/MHz的性能。通過將32個任務寄存器與豐富的命令集相連接，所有任務寄存器直接與arithmeticl 0 gi cunit(ALU)，計算機CPU的算術邏輯單元(ALU)相連接，因此在一個時鐘周期內執(zhí)行的單個命令可以同時訪問兩個獨立的寄存器。Atmega128周圍有128K字節(jié)的閃存、4K字節(jié)的在線可編程EEPR0M、4K字節(jié)的SRAM和兩個全雙工UART串行通信接口。直流輸入自動灌裝機通過光學隔離將直流信號轉換為TTL級別，從而傳輸主控制自動灌裝機。 模擬輸入自動灌裝機a-way、b-way和CD-way信號分別由測力計信號進行預處理、信號放大和發(fā)送主自動灌裝機轉換，以獲得3-way樣品的重量信號。 人機接口單元由8個按鈕和光柵顯示器組成，按鈕輸入控制參數和調整量，顯示器上顯示重量信號狀態(tài)信息。 直流輸出自動灌裝機分別由11個控制繼電器組成，這些繼電器控制a-way偏移、警報、警報、b-way偏移、警報、CD-way偏移、總啟動振動、停止振動、警報和警報。 稱重配料系統(tǒng)模擬輸出裝置在4路D/A輸出，由電流放大，分別產生4~20mA的電流控制信號，表示A、b、CD和總道路的重量狀態(tài)。 串行通信單元串行通信單元由一個RS-485驅動器和一個RS-232驅動器組成，每個驅動器對應于主單元的兩個獨立的UART接口。 配料系統(tǒng)主控制單元由Atmega128CPU可編程邏輯控制器、實時時鐘電路、黑盒存儲和外部看門狗組成(請參見圖3)。2軟件設計軟件部分使用c語言編寫的模塊化結構化編程方法。 2設置初始化SP初始值；將程序使用的內部RAM區(qū)域整理為0。直流輸出繼電器初始值；初始化串行端口0(RS-232)(波特率設置9600)；初始化串行端口1(RS-485)(波特率設置9600，接收狀態(tài))；讀取EER0M指針(黑盒數據存儲指針)；點陣液晶初始化，顯示器初始區(qū)域(顯示器自動灌裝機型號、制造商、聯系電話)；初始化實時時鐘(DS1302)初始化看門狗(X5043)，打開看門狗；初始化，打開。 輸入/輸出處理:輸入/輸出處理軟件流程圖如圖5所示。 稱重配料系統(tǒng)模擬信號采樣(A/D):分別為a-way、b-way和CD-way采樣64個信號點，根據大量的定理消除奇點，其馀的則平滑處理，以獲得a-way采樣值、b-way采樣值和CD-way采樣值。2.2.2 a，B，CD道路重量計算:A道路重量=A道路采樣值*A道路重量系數-A道路重量B道路重量=B道路采樣值B道路重量系數-B道路重量C道路重量=C道路采樣值*C道路重量系數-C道路總重量=A道路重量B道路重量C道路重量 稱重配料系統(tǒng)模擬輸出管理A道路D/A輸出=204*A道路重量/A道路zui重量51 B道路D/A輸出值=204*B道路重量/B道路zui重量51 CD道路D/A輸出值=204*CD道路重量/CD道路zui重量51道路D/A輸出值=204*總重量/總道路zui重量51 A道路D/A輸出值D/A通道1，CD道路D/A輸出值 液體灌裝機直流輸出控制根據a-way重量判斷控制該繼電器，根據b-way重量控制偏置、安全、警報、警報和相應的繼電器，根據CD-way重量控制該繼電器，并根據總重量確定是否存在靜止振動、起始振動、警報、警報和警報，從而控制該繼電器。在警報狀態(tài)下存儲稱重灌裝機數據。 液體灌裝機數據存儲稱重灌裝機數據存儲在串行端口EEPR0M(24C256)中，每個數據集由12字節(jié)組成(請參見表1)，主機計算機(PC)串行端口讀取命令，液體灌裝機數據通過串行端口發(fā)送到PC，而清除命令清除所有液體灌裝機數據。 稱重配料系統(tǒng)中文顯示中文顯示由一組顯示驅動函數組成。Printstr8X16是由8*16光柵組成的字符顯示字符串(包括中文，請參見函數源代碼附錄)，Printstr16X16是由16*16光柵組成的字符顯示字符串(包括中文)，Printl0ng8X16顯示為8*，16光柵字符顯示數字print l 0 ng 16 x 16 * 16光柵組成的字符顯示數字程序調用上述函數時，中文字符或數字可以輕松地顯示在顯示器的任意位置 密鑰處理函數2.4.1學校0密鑰:a-way、b-way、CD-way重量信號A/D采樣乘以相應的系數，在EEPR0M中存儲為被子。 配置密鑰:輸入屏幕提示密碼 1)輸入密碼1實時時鐘設置以顯示當時的時鐘，在光標位置下修改相應的數字，移動光標，然后保存修改后的時鐘。 2)輸入密碼2輸入參數。每個屏幕都顯示參數，轉到下一個屏幕以顯示下一個參數，或返回正常狀態(tài)。修改以下參數:A-way重量、a-way預警重量、a-way預警重量、b-way偏置重量、b-way預警重量、c-way偏置重量、總起始重量、總停止重量、總預警重量、總預警重量、總預警重量、a-way重量系數、b-way重量系數和CD-way重量系數。 稱重配料系統(tǒng)串行通信處理此反應罐使用手動查找通信，串行端口接收使用中斷，發(fā)送使用查找。串行命令:當串行端口收到0AH、41H和0DH命令時，它會將當前數據(ASCII代碼)發(fā)送到主機計算機，如表3所示。 稱重灌裝機資料讀取指令(3位元組)表4序列埠收到0AH、42H、0DH指令時，會將儲存的稱重灌裝機資料傳送到個人電腦，而資料傳輸則表5:注意:每個資料格式參數集1指令(讀取目前的資料) 稱重灌裝機數據整理在表6串行端口收到0AH、43H、0DH命令時，將稱重灌裝機指針指向初始位置，組數據值為0，并對主機進行了響應。 | |
