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| 稱重模塊在配比稱重系統(tǒng)中的應(yīng)用 | 2020-02-13 |
| 1 引言 涂料工業(yè)生產(chǎn)中，樹脂的配比工藝段是關(guān)鍵的工藝環(huán)節(jié)之一。稱重系統(tǒng)將助劑、天那水、甲醇以及乙醇中的幾種按稱重模塊各自的設(shè)定比例和醇溶液進(jìn)行實(shí)時(shí)均勻的摻配。配比型螺旋防爆電子秤是完成此項(xiàng)工藝段加工過程的核心設(shè)備，而影響其精度的關(guān)鍵因素之一就是稱重信號(hào)的采集精度及穩(wěn)定性，結(jié)晶罐配料系統(tǒng)將直接關(guān)系到煙絲配比的質(zhì)量，從而也在很大程度上決定著后續(xù)氨溶液成品的內(nèi)在生產(chǎn)質(zhì)量的穩(wěn)定性和均衡性。 2 配比型螺旋防爆電子秤的工作原理 螺旋防爆電子秤按其工作用途分類，一般分為計(jì)量型、控制型、配比型三種類型。計(jì)量型—計(jì)量物料的瞬時(shí)流量及累計(jì)重量；控制型—均衡地控制物料重量，使物料按設(shè)定流量通過；配比型—實(shí)現(xiàn)活性劑、乳化劑、助懸劑、潤(rùn)濕劑等的設(shè)定配比；配比型螺旋防爆電子秤稱重系統(tǒng)由多臺(tái)結(jié)晶罐稱重配料系統(tǒng)組成并集中控制，集稱量、配比于一體，具有交互式多任務(wù)、多參數(shù)計(jì)量功能，能夠?qū)νㄟ^該配色罐配料系統(tǒng)的多種煙絲進(jìn)行動(dòng)態(tài)累計(jì)稱量、流量控制，并按一定比例進(jìn)行摻配。 2.1 螺旋防爆電子秤工作原理 各種涂劑通過管(或直接下落)到濃縮罐稱重配料系統(tǒng)的管道里，隨管道向前運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)其通過稱重配料系統(tǒng)有效稱量段時(shí)，其重量通過輸送機(jī)管道和計(jì)量托輥加到荷重稱重模塊上，稱重模塊感受負(fù)荷產(chǎn)生的信號(hào)直接送入混合釜稱重模塊中，經(jīng)配料罐稱重模塊采集并轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)直接經(jīng)s7系統(tǒng)總線送入plc數(shù)據(jù)采集計(jì)量罐稱重系統(tǒng)，檢測(cè)稱量段上的單位長(zhǎng)度重量q(kg/m)，同時(shí)測(cè)速裝置檢測(cè)出管道運(yùn)行速度v(m/s)，經(jīng)過plc運(yùn)算得出瞬時(shí)流量和累積量并進(jìn)行顯示。 瞬時(shí)流量為：q=3600×q×v(kg/h) 累積量為：g=∫q×v×d t(kg) 其中：q=w×h×p s w—防爆地磅體上物料寬度(m)，與管寬度有關(guān)。 h—防爆地磅體上物料厚度(m)，與管開口高度有關(guān)。 p s—物料比重(kg/m3) v—帶速(m/s) 2.2 螺旋防爆電子秤配比工作原理 配比型螺旋防爆電子秤系統(tǒng)以通過主計(jì)量釜稱重配料系統(tǒng)的物料瞬時(shí)流量為基準(zhǔn)，與摻配發(fā)酵罐稱重配料系統(tǒng)相對(duì)應(yīng)的設(shè)定摻配比例運(yùn)算后，作為該摻配裝置的設(shè)定流量，同時(shí)將測(cè)得的通過該摻配裝置的瞬時(shí)流量與設(shè)定流量信號(hào)進(jìn)行比較，利用plc進(jìn)行pid控制運(yùn)算，輸出調(diào)速信號(hào)調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而改變管道速度，以達(dá)到自動(dòng)調(diào)整摻配流量的目的。 3調(diào)膠罐稱重模塊配比稱重系統(tǒng) 3.1 螺旋防爆電子秤反應(yīng)釜配料系統(tǒng)組成 配比型螺旋防爆電子秤主控柜部件采用基于德國(guó)西門子公司萃取罐稱重模塊(siwarex u)的s7-300系列plc技術(shù)平臺(tái)。 s7-300 plc由cpu317-2pn/dp、高速計(jì)數(shù)涂料罐稱重模塊fm350-2、反應(yīng)鍋稱重模塊siwarexu、數(shù)字量輸入輸出調(diào)色罐稱重模塊和電源模塊組成。cpu317-2pn/dp主要用于主過程控制及profinet通訊。包含數(shù)字量輸入點(diǎn)和數(shù)字量輸出點(diǎn)、模擬量輸入和模擬量輸出回路，其中數(shù)字輸入點(diǎn)和數(shù)字輸出點(diǎn)承擔(dān)著整個(gè)螺旋防爆電子秤的數(shù)字量輸入和輸出控制以及提供與外部聯(lián)機(jī)時(shí)所需的輸入和輸出信號(hào)；模擬量輸入用于4-20ma流量外設(shè)定采樣；模擬量輸出用于變頻器控制及瞬時(shí)流量4-20ma輸出。調(diào)色罐稱重模塊的重量信號(hào)由siwarexu采樣，速度編碼器的編碼脈沖信號(hào)送入plc的高速計(jì)數(shù)器。螺旋防爆電子地磅根據(jù)來自重量反應(yīng)罐稱重模塊的重量信號(hào)、來自速度編碼器的速度信號(hào)及該防爆地磅的設(shè)置信號(hào)和已編制的軟件程序，進(jìn)行稱重、流量控制、配比、通訊并送出速度控制信號(hào)，該信號(hào)送到變頻調(diào)速器從而控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，帶動(dòng)螺旋防爆電子地磅工作。 3.2混合罐配料系統(tǒng)特點(diǎn) (1) 簡(jiǎn)化了荷重信號(hào)放大電路。荷重信號(hào)采集采用西門子的儲(chǔ)料罐稱重模塊siwarexu，使來自荷重稱重模塊的信號(hào)連線直接接入模塊siwarexu中，減少了使用信號(hào)放大器的傳統(tǒng)中間放大環(huán)節(jié)，使荷重信號(hào)傳輸?shù)臏?zhǔn)確度更高，采樣的頻率更快，這就可以保證螺旋防爆電子秤的累積精度。 西門子調(diào)漆罐稱重模塊(siwarexu)具有對(duì)模塊橋路輸出信號(hào)的電源補(bǔ)償，且傳輸距離遠(yuǎn)，能達(dá)到1000米，精度高，設(shè)計(jì)為0.05%，65000分區(qū)分辨率，控制測(cè)量次數(shù)達(dá)到50次/秒，更有數(shù)字濾波、斷線監(jiān)視等功能，使其更加穩(wěn)定、可靠，計(jì)量精度的穩(wěn)定性在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)可以得到較大限度的保證，從而大大延長(zhǎng)了螺旋防爆電子秤的維護(hù)和標(biāo)定周期。另外，siwarexu是一個(gè)集信號(hào)放大、16位a/d轉(zhuǎn)換為一體的專用混合罐稱重模塊，配料系統(tǒng)與西門子plc的連接直接由背板總線來完成，大大地簡(jiǎn)化了荷重信號(hào)放大電路，這一系列的優(yōu)勢(shì)使得螺旋防爆電子秤的精度可靠性得到了更大意義上的提升，應(yīng)用水平又上了一個(gè)新的臺(tái)階。 (2)計(jì)量累計(jì)誤差自動(dòng)追加功能。根據(jù)配比型螺旋防爆電子地磅的摻配原理，瞬時(shí)摻配精度應(yīng)該能夠得到保證，但是摻配后的煙絲累計(jì)量總體累計(jì)精度隨著時(shí)間的推移可能會(huì)因瞬時(shí)流量的誤差、煙絲來料不穩(wěn)定等各種因素超出設(shè)定比例的允許范圍，因此我們?cè)O(shè)計(jì)了計(jì)量累計(jì)誤差自動(dòng)追加程序。原理是：當(dāng)累計(jì)誤差超過允許范圍較大時(shí)在原設(shè)定比例的基礎(chǔ)上增加較大的修正值修訂設(shè)定比例，使其快速回到正常的累計(jì)誤差范圍；當(dāng)累計(jì)誤差超過允許范圍較小時(shí)在原設(shè)定比例的基礎(chǔ)上增加較小的修正值修訂設(shè)定比例，使其緩慢回到正常的累計(jì)誤差范圍。 3.3 西門子醇沉罐稱重模塊應(yīng)用經(jīng)驗(yàn) 雖然西門子結(jié)晶罐稱重模塊siwarexu具有對(duì)模塊橋路輸出信號(hào)的電源補(bǔ)償，且傳輸距離遠(yuǎn)，能達(dá)到1000米，但是在通常使用時(shí)應(yīng)盡量縮短荷重調(diào)色釜稱重模塊與模塊siwarexu的距離，從而盡可能地避免強(qiáng)干擾信號(hào)的介入。如果傳輸距離超過300米，盡量選擇西門子訂貨號(hào)為7mh4702-8ag的原裝模塊電纜。 4 結(jié)束語 使用萃取罐稱重模塊siwarexu后，荷重信號(hào)的穩(wěn)定性有了明顯的提高。為使整個(gè)螺旋防爆地磅的系統(tǒng)精度及穩(wěn)定性會(huì)達(dá)到一個(gè)狀態(tài)，我們?cè)诰唧w使用過程中，還應(yīng)注意影響荷重信號(hào)穩(wěn)定性的其他因素，如：防爆地磅體上的軸承潤(rùn)滑是否良好，管道是否干凈，防爆地磅體邊緣與管道之間是否有異物等等。同時(shí)這種集成化的稱重方式，非常值得在行業(yè)內(nèi)進(jìn)行推廣。 | |
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