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行業(yè)動(dòng)態(tài) |
懸浮式電子皮帶秤在煙草公司制絲生產(chǎn)線(xiàn)中的應(yīng)用 |
發(fā)布日期：
2013-1-25
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主要介紹了基于 PLC 的懸浮式電子皮帶秤在某煙草公司制絲生產(chǎn)線(xiàn)中的應(yīng)用， 介紹了懸浮式皮帶秤的構(gòu)成與工作原理，并從硬件、軟件角度闡述了 PLC 如何實(shí)現(xiàn)對(duì)皮帶秤的控制。 基于 PLC 的懸浮式電子皮帶秤應(yīng)用于四川某煙草公司，皮帶秤為直接受力式，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定，其皮帶輸送道和物料全部懸置于四個(gè)稱(chēng)重傳感器上，無(wú)中間傳力件，鋼性好、位移小、對(duì)稱(chēng)性好，在稱(chēng)量斷續(xù)煙片時(shí)，對(duì)流量的精確控制較容易實(shí)現(xiàn)。而且 PLC 應(yīng)用于皮帶秤的控制系統(tǒng)中，不僅能實(shí)現(xiàn)對(duì)皮帶秤復(fù)雜的閉環(huán)控制，而且還能完成各
1、懸浮式皮帶秤的構(gòu)成與工作原理
在煙草行業(yè)中，皮帶秤皮帶上的物料多為煙葉、煙片、煙絲，其物理特性不同，而且一般是不均勻的，因此多采用積分法計(jì)算物料瞬時(shí)流量和累積流量。
1)速度采樣。 裝于驅(qū)動(dòng)電機(jī)軸上的光電脈沖位移傳感器與PLC 中的高速計(jì)數(shù)模塊連接，當(dāng)電子皮帶秤運(yùn)行后，光電脈沖位移傳感器發(fā)出脈沖， 其每一個(gè)脈沖代表皮帶走過(guò)一個(gè)固定的間隔，該脈沖進(jìn)入 PLC 高速計(jì)數(shù)模塊后便可作為速度采樣。
2)重量采樣。 當(dāng)輸送機(jī)皮帶上有物料流過(guò)時(shí)，4 個(gè)電阻應(yīng)變片稱(chēng)重傳感器輸出正比于物料重量的電壓信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)稱(chēng)重終端轉(zhuǎn)化為秤臺(tái)負(fù)荷信號(hào)送入 PLC 進(jìn)行運(yùn)算， 完成一次重量采樣工作。 隨著輸送秤的不斷運(yùn)轉(zhuǎn)，每隔一定長(zhǎng)度都將產(chǎn)生一個(gè)脈沖，進(jìn)行一次重量采樣，將各次采樣值經(jīng)過(guò)累計(jì)即可得到累計(jì)重量。
3)流量控制工作原理。 流量的計(jì)算由 PLC 裝置完成，PLC將采集到的速度信號(hào)與重量信號(hào)進(jìn)行乘積運(yùn)算就可以得到瞬時(shí)流量。 其工作原理示意圖如圖 2。
2 PLC 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.1 PLC 系統(tǒng)硬件的配置
由于控制系統(tǒng)以開(kāi)關(guān)量為主，含有少量的模擬量，并且中控系統(tǒng)控制采用的是基于 RSLogix 5000 系列的編程系統(tǒng)， 為保證與中控系統(tǒng)通訊的便捷與穩(wěn)定， 經(jīng)比較選用羅克韋爾公司的SLC-5 可編程序控制器 、RSLogix 500 編程軟件 、RSNetWork控制網(wǎng)組態(tài)軟件以及 RSView 監(jiān)控軟件組成的自控系統(tǒng)。 其穩(wěn)定性好，功能強(qiáng)，并提供了多種不同點(diǎn)數(shù)的 CPU 模塊和數(shù)字量、模 擬 量 I/O 擴(kuò) 展 模 塊 供 用 戶(hù) 選 用 。 系 統(tǒng) 的 人 機(jī) 界 面 采 用RSVIEW 公 司 的 人 機(jī) 界 面 ， 稱(chēng) 重 終 端 采 用 美 國(guó) METTLERTOLEDO 公司的 JAGXTREME 并配有總線(xiàn)通訊板與 PLC 進(jìn)行通訊。 具體配置為：SLC-5 可編程序控制器配置模塊為：1747-L551C 5 / 05 CPU 模塊; 中央處理器模塊提供的 1746-OB16I / O 模塊; 并配置了 1746-HSCE 高速計(jì)數(shù)器模塊; 以及 2 個(gè)1747—SDN DeviceNet Scanner 模塊。 開(kāi)關(guān)量接線(xiàn)簡(jiǎn)圖如圖 3所示。
2.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
該系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)部分包括 PLC 控制程序設(shè)計(jì)、參數(shù)配置以及人機(jī)界面參數(shù)程序設(shè)計(jì)。 PLC 程序設(shè)計(jì)在 RSLogix 500 軟件環(huán)境下完成，采用梯形圖編程。
1)PLC 系統(tǒng)控制軟件。 軟件設(shè)計(jì)主要分為三塊： 開(kāi)關(guān)量控圖 5 計(jì)量秤、控制秤、配比秤應(yīng)用示意圖制、模擬量采集、模擬量的控制。 開(kāi)關(guān)量控制主要指按鈕、指示燈、連鎖信號(hào)等的控制;模擬量處理主要指模擬量的采集、顯示、存 儲(chǔ) ; 控 制 主 要 是 指 瞬 時(shí) 流 量 控 制 和 累 計(jì) 量 計(jì) 算 。 利 用RSLogix 500 設(shè)計(jì)的控制程序主體部分如圖 4 所示。
2)人機(jī)界面系統(tǒng)。 利用上位機(jī)監(jiān)控軟件 RSView 構(gòu)造系統(tǒng)操作介面，操作觸摸屏上設(shè)有主要設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)指示，以彩色圖形的方式，形象地顯示變頻器、緩沖機(jī)、輸送秤的開(kāi)停狀態(tài)和秤臺(tái)負(fù)荷、設(shè)定流量、瞬時(shí)流量、累加流量、趨勢(shì)畫(huà)面、系統(tǒng)故障報(bào)警畫(huà)面、 各種參數(shù)設(shè)置畫(huà)面等。 另外為了提高整個(gè)系統(tǒng)的安全性，提供了登陸機(jī)制，賦予不同操作管理人員不同的訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限。
3 懸浮式電子皮帶秤在煙草制絲生產(chǎn)線(xiàn)上的應(yīng)用
在煙草行業(yè)制絲生產(chǎn)線(xiàn)中，電子皮帶秤可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的工藝要求，分別用于物料的精確計(jì)量、控制、配比等等。
1)計(jì)量秤。計(jì)量稱(chēng)輸送物料時(shí)，PLC 裝置將采樣到的重量信號(hào)與速度信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算分別得到瞬時(shí)流量與累計(jì)流量， 同時(shí)提供瞬時(shí)流量和累計(jì)流量的輸出信號(hào)，不對(duì)流量進(jìn)行控制，而且流量的計(jì)量精度作為計(jì)量秤的主要指標(biāo)尤為重要。
2)控制秤。控制稱(chēng)同時(shí)具有計(jì)量與控制的功能。根據(jù)設(shè)定流量對(duì)實(shí)際流量進(jìn)行控制，以便與其前級(jí)設(shè)備喂料機(jī)等配合使用。通過(guò) PLC 裝置得到的流量信號(hào)與設(shè)定流量或者中控遠(yuǎn)程流量信號(hào)相比較，通過(guò)變頻調(diào)速器，對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，起到調(diào)節(jié)皮帶速度的目的，進(jìn)而控制流量的大小，使流量值始終保持在預(yù)先設(shè)定的流量值附近。
3)配比秤。 在制絲生產(chǎn)工藝中，葉絲、梗絲、膨脹絲、薄片絲等需要按比例進(jìn)行摻配， 因而要用到用于計(jì)量配比的配比皮帶秤。 配比稱(chēng)用于與前級(jí)主秤配合使用， 根據(jù)主秤提供的流量信號(hào)，按照一定的配比比例隨主秤流量的變化而變化。計(jì)量秤、控制秤、配比秤在四川某煙廠(chǎng)煙絲生產(chǎn)線(xiàn)的應(yīng)用示意如圖 5 所示。
4 安裝使用過(guò)程中的主要問(wèn)題與改進(jìn)
為使皮帶秤在今后的使用過(guò)程中保持計(jì)量精度、 控制精度等等關(guān)鍵參數(shù)，在安裝與使用過(guò)程中應(yīng)注意幾點(diǎn)問(wèn)題：
1)皮帶跑偏。 在生產(chǎn)過(guò)程中，如果皮帶尺寸不標(biāo)準(zhǔn)，或者皮帶前后滾筒不平行，從而產(chǎn)生夾角;或者物料偏離秤稱(chēng)重中心;皮帶滾筒在機(jī)加工過(guò)程中產(chǎn)生了中心軸偏離等等都會(huì)引起皮帶秤在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生皮帶跑偏現(xiàn)象，在保證好皮帶秤制造工藝的前提下，安裝過(guò)程中應(yīng)調(diào)整好稱(chēng)重秤架的四角高度，以保證秤體的水平;并且應(yīng)該調(diào)整皮帶前后滾筒，以保證前后滾筒的平行。
2)安裝位置。 由于在某些生產(chǎn)線(xiàn)中皮帶秤與振動(dòng)輸送機(jī)連接較近，現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)比較大，不僅會(huì)嚴(yán)重影響皮帶秤的計(jì)量精度，而且很容易造成皮帶秤元器件損壞給計(jì)量與控制帶來(lái)很大影響。 因此在安裝過(guò)程中，一定要注意與前后級(jí)設(shè)備之間連接時(shí)，設(shè)計(jì)好合理的安裝位置，皮帶秤安裝處的支撐要有足夠的強(qiáng)度，強(qiáng)度不足時(shí)要進(jìn)行適當(dāng)?shù)募庸蹋员ＷC設(shè)備正常穩(wěn)定地工作。
3)計(jì)量管堵料。計(jì)量管多用于皮帶秤與喂料機(jī)的銜接處。計(jì)量管上安裝有光電開(kāi)關(guān)，以檢測(cè)計(jì)量管內(nèi)的物料情況。 若計(jì)量管物料流通空間較小，就會(huì)限制物料流量的大小，當(dāng)所需流量過(guò)大時(shí)，很容易造成計(jì)量管堵料。 根據(jù)實(shí)際情況，把計(jì)量管設(shè)計(jì)成寬窄可調(diào)、薄厚可調(diào)的模式，可以根據(jù)實(shí)際流量的大小及時(shí)地調(diào)整計(jì)量管的空間，可以保證物料的順利輸送。
5 結(jié)束語(yǔ)
該電子皮帶秤已在四川某煙草公司得到應(yīng)用。 維護(hù)簡(jiǎn)單、使用方便，并且計(jì)量精度、控制精度等都控制在千分之五以?xún)?nèi)，將大大提高生產(chǎn)線(xiàn)上設(shè)備的運(yùn)行效率、 提升煙產(chǎn)品質(zhì)量等關(guān)鍵問(wèn)題，并且能夠彌補(bǔ)其它電子皮帶秤的弊端與不足。
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