玻璃行业配料车间自动控制配料系统简介

玻璃行业配料车间自动控制配料系统简介一.配料线控制系统配料生产线一般具有以下几项特征：1）配料工业现场粉尘大，工作环境恶劣。2）配料种类多，标准量不一，对物料的下料速度，精度和配料时间周期，要求严格！3）因原料供应渠道或季节性不同，配方成分及料量容易变更。4）物料的颗粒度，粘度和比重以及水分各不相同，物料随时间及温度变化容易粘连、结块、对配料精度，有一定影响。因此一条自动配料生产线需要除尘、自动称量控制及一整套工艺设备，（如混合，传输料等···设备。）这些设备的运转需要有一套先进合理的电气控制系统，控制它们按照工艺顺序，一定的连锁关系来安全、稳定、高效的运行。系统功能如：图1上料设备粉料仓称量设备混料设备输料设备成品料仓除尘设备配电室微机室物料流向供电流向启动流向照明设备图1系统构成框图二.自动控制系统一套完整的自动化生产线除了计算机控制自动称量系统这一部分外，还需要许多相关的工艺设备，如提升设备、振动传送设备、皮带机、闸板、活化器、混合料机等…还有相配套的现场、配电、照明、设备电气柜（箱），这些都需要有一套合理的‘软件程序’对其自动控制及监测，从而为整条生产线的安全、稳定的运行，提供了保证。自动控制及监测构成如：图2活化设备称量设备混料设备输料设备成品料仓除尘设备配电室微机室供电流向监测控制点图2自控系统框图三.照明、动力控制系统1)照明系统及安装方法：1.1）保证现场有充足的照明光线，保护操作员的视力、便于操作员观察现场情况，及时发现问题。为维修人员查找故障，设备检修提供了条件。1.2）照明安装要严格按照图纸及参照《华宇达玻璃自动配料工程电气安装指导书》。动力控制系统：动力控制，提供了自动控制系统及与工艺相配套的设备控制，从而保证它们安全稳定的运转。2)强电控制柜：2．1）由空气开关、断路器、接触器、中间继电器、热源件（热继电器）等所组成的强电控制柜，布置于配电室，来实现设备电气运转时的短路保护、电机过载保护。2．2）同时也与自动控制系统相连接，通过中间继电器实现控制和信号的转换，使自动控制系统能控制和监测到外围工艺设备的运转情况。3)现场按扭箱及安装：3．1）按扭箱应设置在设备工作现场（安装方法请参阅《华宇达玻璃自动配料工程电气安装指导书》及电气施工图）。3．2）按扭箱功能应包括、启、停、急停按扭和转换开关，发现危险问题急时处理。如对设备进行检修，可把转换开关打到检修位置、悬挂检修牌，防止误操作，以确保维修人员的安全。有电危险禁止合闸图3检修牌四.称量控制系统称量控制系统是整个自动化配料系统的核心，各种物料称量的精度，混合料的水分、均匀度，混合时间都是由它来控制，它的稳定运行才能保证生产出合格的混合料。一般情况下有多种物料参与配料，其中任一种物料都是由料仓经加料机构加入称量料斗，通过安装在称量料斗上的传感器把变动的重量信号传送给配料控制器，由控制器通过多串口卡传达至上位机与事先设定好的标准直进行比对，当达到设定直时，上位机输出停止信号输入给可编程控制器，在由可编程控制器通过逻辑门（i/o点）控制电气控制柜（后面将提到电气控制柜工作与原理），使加料机构动作；放料控制与加料控制相同。如何达到精度？我们结合工艺对一条自动称量控制系统采用如：加量法、减量法、数据重复检测，对加定量、提前量、慢定量，加以细腻的调整（后面在‘玻璃自动配料控制程序’中作出详细介绍）4．1)自动配料控制系统主要部件包括：4．1．1）配料控制器。【推荐】：天辰·FX5200称重控制器。4．1．2）可编程控制器（PLC）。【推荐】：SIEMENS-6ES7-2244．1．3）称重传感器模块。【推荐】：梅勒特·拖利多4．1．4）电机变频调速或磁振机调速控制柜。4．1．5）工控机（上位机）。【推荐】：研华·610H-6003V4．1．6）UPS电源。【推荐】：SANTAK（美国）4．1．7）直流稳压电源。【推荐】：S8JC-100244．1．8）WINDOWSXP平台下的配料控制软件。【推荐】：MCGS4．1．9）打印机。4．1．10）加、放料机构。4．1．11）工控机操作台。工控机打印机PLC直流电源UPS电源配料控制器调速控制柜北京华宇达玻璃技术开发有限公司北京华宇达玻璃技术开发有限公司北京华宇达玻璃技术开发有限公司北京华宇达玻璃技术开发有限公司XX玻璃厂自动配料工艺流程白云石预混料理云母石灰石纯碱石英砂白云石预混料理云母石灰石纯碱石英砂微机控制柜XX玻璃厂自动配料工艺流程供电流向通讯信号123456789101112A1．粉料仓。2.限料设备。3．活化设备。4.加料机构。5．称重传感器。6.称量料斗。7．放料机构。8.输料设备。9．密封、除尘设备。10.加水控制。11.料门控制。12.混料设备。图4称量系统框图4．2)电气控制柜：一套自动称量控制系统尽管包括计算机、智能化称重控制器等微电子设备，系统主要功能是由它们完成，但最终的目的是要通过电气柜控制现场设备准确的动作，因此电气控制柜是必不可少的。电气控制柜是由空气开关、断路器、接触器、中间继电器、热源件、可控硅及磁振机调速控制器（结合工艺要求也可采用变频控制器）等组成。电气控制柜结构如：图5柜门元件布置图柜内元件布置图接线端子排接线端子UVWNQFKMSBHRQRGZKBKBAAAAAAAA接线端子KAAHR123456789101．三相电输入端。2.3P及1P断路器。3．交流接触器。4.中间继电器。5．磁振机调速控制器。6.可控硅。7．电流表。8.多圈变速调节器。9．指示灯。10.按扭、开关。图5电气控制柜框图4．2．1)磁振机调速控制器：磁振机采用可控硅半波整流供电。传统的控制电路用单晶管产生触发脉冲控制可控硅的导通角，整个控制器体积大、耗功大、调节范围小，且不易装盘。我们自主设计的控制器以集成电路为核心，电源变压器、固态继电器采用全封闭式（尤其适用于粉尘大现场环境恶劣等地），结构紧凑，耗功小，调节范围大等优点，而且选用精密线绕电位器，调节稳定灵敏度高，有利于保证称量的精度。4．2．2)变频调速控制器变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、再次整流（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成的。近年来，随着微电子技术及IGBT功率期间的迅速发展，作为交流电机主要调速方式的变频调速技术也获得了前所未有的发展。尤其是矢量控制变频器，以其优异的控制性能在调速领域独树一帜，在多个领域得到迅速推广。我公司现以把这项技术应用在自动称量控制系统之中。适用于控制GZG型给料机（电机振动式），具有自动转矩补偿功能、对内部故障自动复位并保持连续运行，因负载转矩过大时，能自动调整运行曲线，可对自由停车过程中的电机进行再起动，运行稳定、耗功小、噪音低、控制精度高等特点。图6变频器回路框图4．3)称重传感器：称重传感器安装在称量料斗上，随着称量料斗内物料的增加或减少发生变化，由内部安装的电路使之转换成电信号，通过接线模块传输到控制室内的配料控制器上，配料控制器再通过信号的转换、显示成实际的重量值。我们采用‘比利时’梅勒特·拖利多公司的称重传感模块，具有安装简便、性能可靠、抗干扰强、精度高等优点，能适应工业现场恶劣的工作环境。我公司特别使用了三点吊挂式，使称量现场的工作面、宽敞、整洁、便于维修、调试。4．4)配料控制器：天辰配料控制器使用21世纪最新之Delta-Sigma芯片以达至高精度及快速转换效果.使用RS485标准接口进行多点或远距离通讯,除原有软件功能外另新增多项软件功能,适合不同的配料或包装系统使用.特点：4.4.1)集重量显示器与配料控制器为一体.4.4.2)提供完整的物料配料控制功能.4.4.3)最多可控制四种不同种类的物料.4.4.4)所有配料份量数据皆通过面板按键输入,并存储于存储器内.4.4.5)所有预置配料份量都具有断电保护功能.4.4.6)自动零位跟踪.4.4.7)按键后自动去皮重.4.4.8)所有物料具有各自的粗计量,精计量和过冲量补偿.4.4.9)使用软件全数字式调校功能.4.4.10)可选RS485为标准串行输出输入口.4.4.11)通过RS485装置可实现多点通讯.4.4.13)通过RS232/RS485输出口输出配料资料.4.4.14)转换速率达100次/秒.4.4.15)显示精度最高达1/15000.4.4.16)RS232/RS485输入可用来预设置配料份量资料和系统功能资料.4.4.17)超出允差范围之检验.4.4.18)配料启动条件可通过菜单设定.4.4.19)配料自动除皮条件可通过菜单设定..4.4.20)慢速控制可设定延迟时间.4.4.21)控制比较次数设定.可确保自动控制不因称体受冲击而造成错误控制.4.4.22)温度系数少于(读数之±0.0008%+0.3数字)/℃.4.4.23)模拟输出选配件.4.4.24)BCD输出选配件.4.4.25)串行打印机选配件.4.4.26)使用易拆式插座.4．5)可编程逻辑控制器：可编程逻辑控制器简称PLC，自一九六九年诞生以来，在企业生产中得到广泛的应用，它的引入使设备的自动化程度提高，使设备操作方便、管理维护简单、长期稳定无故障是极其重要的关键。我们选用进口名牌可编程控制器作为配料系统的核心。通过i/o单元把各种按扭、配料控制器开关信号、工艺设备的控制点和指示灯直接连到PLC上，由内部梯形逻辑程序实现配料控制的相互连锁和连续的配料顺序，使系统性能完善、可靠、稳定。其主要特点如下：4．5．1）单元模块组成、连接方便，易于扩展。4．5．2）软件编程、灵活通用。自动\手动操作方便。4．5．3）内部安全控制具有故障监视报警功能，保证配料动作不致发生混乱。4．5．4）双向计算机通讯接口与上位机相连，实现计算机控制下的全自动配料过程。图7PLC-S7-224及EM223（可扩展模块）外形、功能框图4．5)上位机管理系统及玻璃自动配料控制程序：主机选用研华工控机，windows平台上的工控组态软件，内置多串口通讯卡，通过通讯卡将多台配料控制器、可编程控制器连接至上位机。玻璃自动配料控制程序：玻璃自动配料程序用于完成玻璃生产过程的自动配料控制。一、具体功能—实时显示配料过程，与现场的运行状态一一对应，方便进行现场的监控；—自动进行配料重量误差跟踪，保证配料精度；—自动保存配料的数据、方便查询，对生产具有较好的指导作用。—实时显示PLC、称重仪表的通讯状态。二、程序界面说明1．主菜单主菜单如图8所示。包括系统管理、参数设置、主画面、配料数据、报表及帮助选项。系统管理选项可以进行系统登录、密码修改、退出登录、用户管理、退出系统等项。主界面及参数设置见下面介绍。报表用于查阅，日报和月报。参数打印选项，用于打印当前车次的配料参数。图8系统主菜单登录用户：不同的用户操作时有不同的权限（每一用户对应的权限由管理员指定），系统默认用户负责人拥有最高权限。退出登录：当前用户退出系统，可以登录新的用户。修改密码：用户可以修改自己的密码，负责人可以修改任何用户的密码。用户管理：增加、删除用户及修改用户密码（该权限只属于管理员用户）。2．系统登录界面系统登录界面如图9所示。用以进行各种用户的登录操作。图9系统登录界面3．控制主界面该控制主界面如图10所示。实时显示PLC的通讯状态，称重仪表的数值显示，各个控制机构、传送机构、放料连锁的状态，以及各种运行和报警信息。本窗口显示当前各设备的开关状态，及运行动画，每次在完成参数设置后，直接进入本界面，然后推动开关使之处于开启状态，本次配料时序开始运转，当现场需要紧急停机时，请拉下开关，关闭时序。北京华宇达玻璃技术开发有限公司玻璃配合料自动化配料控制系统图10玻璃配料控制程序的主界面4．参数设置界面参数设置界面如图11所示。参数设置：用于进行配料参数的各种设置，包括配料的总车次，当前配料车次，某种料是否加料、以及料单、提前量、加定量、慢定量等参数，各种料的时序设定等。每次配料前应先进行配料参数设置，在参数设置窗口中输入车次，各种料单值、提前量、定值及时序，输入参数后确认按Enter键，取消按ESC键，然后