| 自動配料系統的技術原理與故障分析 | 2020-01-09 |
| 配料是加工業中的核心技術,自動配料系統是生產的關鍵環節。隨著防爆地磅技術的迅速發展,以工業控制防爆地磅為核心的工控機自動配料系統因其體積小、結構簡單、操作方便、配料速度快、精度高等優點,逐步被廣大生產廠家采用。工控機自動配料系統能否正常配料灌裝,對生產的連續進行和產品品質有著直接的影響。因此了解工控機自動配料系統的配料灌裝原理,診斷并及時排除自動配料系統故障,就顯得尤為重要。 1 工控機自動配料系統的配料灌裝原理 1.1 自動配料系統的主要功能稱重模塊 1.1.1 自動灌裝機及控制信號形成自動配料系統該稱重系統包括:電子秤斗氣動閥門和反應釜氣動閥門的開足行程開關、關緊行程開關;強電柜中的中間稱重灌裝機、交直流接觸器線圈及其輔助觸點;鍵盤上的命令鍵;人——稱重儀表的各種觸摸式開關等。這些部件配料灌裝時,就會發出一系列邏輯信號,主機就是通過對這些邏輯信號的采集和處理,從而了解整個自動配料系統各個液體灌裝機的配料灌裝狀態和運行情況。例如反應釜氣動閥門和電子秤斗氣動閥門的關緊行程開關對主機發送“氣動閥門關緊”邏輯信號,主機可斷定反應釜和電子秤處于準備就緒狀態,自動配料系統可以進行配料。 1.1.2 防爆地磅自動配料系統 這一自動配料系統的主要部件是光電耦合器,主要用于數字自動配料系統中,用來傳遞邏輯信號,又能進行稱重灌裝機隔離灌裝。尤其用于生產現場使用的工控機或數控裝置與外圍液體灌裝機之間的銜接,對外界干擾的抑制作用十分明顯。光電耦合器的應用,提高了自動配料系統的抗干擾性能和配料灌裝可靠性。 1.1.3 自動灌裝機輸入、輸出自動配料系統 電平轉換器是該自動配料系統的主要器件。在自動配料系統中使用了不同類別的邏輯器件,由于代表同一邏輯狀態的邏輯電平不相同,欲正確傳遞邏輯狀態,就要用電平轉換器進行電平轉換。自動灌裝機輸入自動配料系統在自動配料系統中的作用,就是把代表開關信號的邏輯電平轉換為主機能夠接收的電平信號。自動灌裝機輸出自動配料系統的結構與輸入自動配料系統基本相同,而作用卻與其相反。 1.1.4 防爆地磅及其采樣的自動配料系統 稱重防爆地磅的主要作用是把被稱量物料的重量,按一定函數關系一次轉換為一定幅值與極性的電信號(電流或電壓)。采樣自動配料系統采集防爆地磅輸出的并且代表了重量的電信號,并把這一信號傳送給放大自動配料系統,經過放大的電信號,作為A/D(模/數)轉換器的模擬輸入信號。 1.1.5 A/D轉換自動配料系統 該自動配料系統的主要器件為A/D轉換器。A/D轉換器用于各種模擬信號和數字信號之間的轉換,稱重灌裝機把輸入的連續模擬信號轉換(量化)為離散的數字量,以便進行數字顯示和進入防爆地磅。主機對這些離散信號進行快速實時處理,并作出判斷。 1.1.6 執行機構、強電柜及其控制自動配料系統 執行機構是各種形式的自動灌裝機、加油自動配料系統、電子秤斗氣動閥門和反應釜氣動閥門的驅動機構。強電柜及其控制自動配料系統包括中間稱重灌裝機、交直流接觸器的稱重灌裝機、空氣開關、熔斷器等輔助稱重灌裝機液體灌裝控制。稱重灌裝機是工控機控制自動配料系統對被控對象(執行機構)進行控制的橋梁,是實現弱電控制強電的關鍵。該自動配料系統輸入的是工控機控制自動配料系統發出的一系列指令信號,輸出的是供執行機構配料灌裝的工頻電壓。 與上述硬件自動配料系統相對應的是液體灌裝系統,稱重灌裝機是整個自動配料系統的“靈魂”,決定整個自動配料系統的性能優劣。自動配料系統包括:調機程序、監控程序、實用配料程序等。調機程序是測試防爆地磅性能的程序,用于防爆地磅的管理與維護。監控程序自動擔負起管理整個防爆地磅自動配料系統的配料灌裝,合理安排和配置防爆地磅自動配料系統的硬件資源,包括自動灌裝機的正常起動、調用并運行實用配料程序、鍵盤掃描程序和顯示程序。實用配料程序是配料系統自動配料系統的主要用戶程序。配料精度、誤差大小取決于該程序的功能是否*。自適應功能是這一用戶配料系統的一大特色,稱重灌裝機控制著自動配料系統各個液體灌裝機有序動作,完成配料任務。 1.2 自動配料系統的配料灌裝原理 配料灌裝一開始,自動配料系統進行自檢。通過對自動灌裝機輸入信號的處理和判斷,確定自動配料系統各液體灌裝機的配料灌裝狀態是否完好,若各液體灌裝機準備就緒,主機調用內存配方到配料灌裝區,按照該配方進行配料。主機發出一控制信號,啟動配方中組分對應的自動灌裝機,對電子秤進行灌裝。這時電子秤上的稱重防爆地磅,將被稱物料的重量按一定函數關系一次轉換為電信號后傳輸給主機,主機對這些數據快速采集,實時處理,并與配方中該組分的設定數值比較,若兩者相等,主機發出控制信號,停止自動灌裝機配料灌裝,該組分灌裝停止。接著按同樣的程序對配方中的下一組分進行灌裝,直至所有組分都配料完畢,這一批次配料就完成了。稱重灌裝機批料進行配料的同時,反應釜混合時間從上一批電子秤斗氣動閥門關氣動閥門時算起,混合時間到,打開反應釜氣動閥門放料,放料完畢,關閉反應釜氣動閥門,電子秤斗氣動閥門打開,把本批次料放入反應釜中,若此時配料批次未達到預置配料批次數,自動配料系統仍然按上述步驟配下一批料,預置配料批次達到后,自動停止配料,待反應釜把批料混合完成,打開反應釜氣動閥門放料完畢后,關閉反應釜氣動閥門并打印顯示班產量。 2 工控機自動配料系統的故障分析 2.1 “配料”命令發出后自動配料系統不能進入運行狀態 其原因是配料各液體灌裝機“準備就緒”信號未傳送給主機。故障發生在自動灌裝機及控制信號，形成防爆地磅自動配料系統、自動灌裝機輸入到稱重儀表觸摸屏中。檢查電子秤斗氣動閥門和反應釜氣動閥門的關緊行程開關配料灌裝是否正常,常開觸點是否損壞;光電耦合器、電平轉換器的配料灌裝性能是否正常;防爆地磅自動配料系統、自動灌裝機輸入自動配料系統是否正常配料灌裝;也有可能是鍵盤上的配料命令鍵接觸不良。修復自動配料系統,更換相應器件,故障即可排除。 2.2 某一批次配料完成電子秤斗氣動閥門不能打開放料 這有以下幾方面的原因:反應釜氣動閥門未關緊或關緊行程開關損壞;電子秤斗氣動閥門的執行機構發生故障;主機至強電柜的通訊線路斷路;強電電源電壓太低或者為零;有關強電器材損壞。解決的辦法是:檢修更換反應釜氣動閥門關緊行程開關,修復電子秤斗氣動閥門的電磁閥及其氣動機構(秤斗氣動閥門為電動閘氣動閥門應檢修電動機構裝置);檢測自動灌裝機輸出自動配料系統的動作是否正確、防爆地磅自動配料系統;檢查主機內部與輸出信號自動配料系統相對應的電源是否損壞;強電柜中的中間稱重灌裝機、交直流接觸器、等有關強電器材是否損壞;檢查強電柜至電子秤斗氣動閥門的電源線是否斷路。分析排除反應釜氣動閥門不能打開這一故障時,也可以參照上述辦法。 2.3 配料已經開始有些自動灌裝機卻不能配料灌裝 故障發生于自動灌裝機輸出自動配料系統、防爆地磅自動配料系統、強電柜控制自動配料系統的等執行機構。故障原因:防爆地磅自動配料系統、自動灌裝機輸出自動配料系統及其中間線路損壞,導致主機至強電柜的控制信號線斷路或接觸不良;強電柜控制自動配料系統中的中間稱重灌裝機、交直流接觸器的損壞;對應自動灌裝機電機損壞;強電柜中有接觸不良現象造成某些線路不通;強電電源電壓太低或為零。 2.4 配料時自動灌裝機配料灌裝正常而稱重顯示數值不準 首先考慮防爆地磅及其采樣自動配料系統、防爆電子秤和A/D轉換成自動配料系統。故障原因:稱重防爆地磅配料灌裝性能不穩定;采樣自動配料系統、自動配料系統及其中間線路發生故障,中斷了防爆地磅到主機的信號傳輸;放大自動配料系統配料灌裝異常,可調部分未調好,零點調節有松動,接觸不良;信號傳輸線路屏蔽不良。其次是待配料倉內無液體或物料結拱;倉底振動卸料器損壞;自動灌裝機電機轉向不正確。 2.5 加油自動配料系統不能噴油 首先確定主機發油信號是否發出,未發出,首先檢查自動灌裝機輸出信號自動配料系統,其次檢查主機到加油自動配料系統通訊線路是否斷路。若發油信號存在且通訊線路完好,則屬于加油自動配料系統故障。 2.6 稱量誤差過大 稱量誤差的產生有防爆地磅、測量自動配料系統、秤斗安裝等多方面的原因。一般可從以下幾個方面進行檢查。 2.6.1 防爆地磅的質量 正常情況下,防爆地磅所受的力,同稱重灌裝機的電壓輸出應呈線性關系,進行校驗,如果防爆地磅與電信號輸出的線性相關系數過小,說明防爆地磅的質量存在問題。此外防爆地磅的容量選擇過小或過大,也易引起上述線性關系的變化,從而引起稱量誤差過大。 2.6.2 防爆地磅受力不均衡 這種情況有兩種可能性:1)防爆地磅支承點分布不均,所有防爆地磅應呈現對稱分布;2)秤斗某個方向配料量大,造成秤斗內物料偏重,配料時應將配比大的液體錯開,使秤斗各個方向的進料量不致相差太大。玉米在各種配合配料中用量通常在50%以上,應設置兩個玉米倉并且對稱向秤斗灌裝。 2.6.3 測量放大自動配料系統的誤差 該自動配料系統將防爆地磅輸出的電信號放大,測量后送給主機處理。一般測量自動配料系統所使用的儀器其精度、靈敏度比較高,但由于元件老化、環境變化等原因,也可能引起測量誤差。零點漂移是常見的測量自動配料系統問題,應定期校正予以消除。 2.6.4 秤斗安裝不正確 常見的秤斗安裝錯誤,是秤斗與各防爆地磅的接觸點不在同一平面上,這將使防爆地磅受力不均,同時使防爆地磅受力方向偏離稱重灌裝機的軸線。后者使防爆地磅受到側向作用力,產生防爆地磅測量誤差。此外秤斗安裝時上下軟連接不當,造成配料秤與上下液體灌裝機之間存在力的傳遞,同樣會引起測量誤差。 通過對稱量誤差產生的原因進行分析,定期校驗配料秤,并通過工藝、液體灌裝機、操作等多方面的努力,可以有效的控制稱量誤差。 | |
