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高精度称量给料--轮胎厂配料系统三级计算机管理与控制
作者:杭柏林 孟鹏    来源:PT现代塑料
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橡胶、印钞、油墨等行业的生产中,按固定的配方准确配料是保证产品质量的关键工序之一,配方中除主料量大外,往往还有各种辅助原料,其配比精度常常以克为单位进行调配,准确性对产品的性能和质量影响很大。

配料的现状

长期以来,橡胶、印钞、油墨行业的配料具有以下特点和不足:

◆因辅料品种多,特性复杂,颜色、形状一样,但物理、化学特性不一样的物料很多,一旦操作人员精神稍不集中,很容易配错物料,其后果损失相当严重。
◆人工配料一是劳动强度大,效率低,二是受人为因素的影响,配料精度难以控制,无法保证各批次产品质量的稳定性和均一性。
◆因物料粉料居多,比重小,很容易漂浮在空气中,对环境污染严重,且有些物料还会影响人们的身心健康。
◆传统的给料设备和控制方法难以解决对不同物料实现高精度称量。

针对此一现状,青岛高校软控股份有限公司通过认真分析和归纳,研制“高精度自动配料称量系统”,以实现工业化批量连续生产。该系统集生产工艺、自动配料、光机电一体、是环保、自动控制、计算机监控和管理等技术综合应用的高科技数字化产品。解决了橡胶、印钞、油墨等行业物料品种多、物性复杂、称量精度高、环境污染严重等难题。该系统具有“机电一体、软硬结合、管控兼备”的特点。

配料系统结构

配料系统结构如图1所示,采用多工位、环形结构设计,根据配方设定,多种物料单独、分别同时称量,混合配比,全自动化生产运行方式,降低工人劳动强度,极大地提高了生产效率。采用单料单秤,总秤校验的称量方式,根据物料特性和量程选择高精度的秤和配料控制器,设计了不同形式的加料器,并且设计有校验秤确保了称量精度。

每种物料采用相同的控制手段进行单物料称量,多工位并行工作,由上位机统一监控。

三级计算机控制方案

整个配料系统采用多工位、多秤同时工作的方式,对控制系统的实时性要求很高,根据各配料工位操作具有相同动作的特点,设计了三级计算机控制的方案,即设备控制级、系统控制级和管理级,对配料系统进行管理和控制。网络结构如图2。

3.1设备控制级

设备控制级是整个系统指令的具体执行者,功能是控制单种物料配料的全部动作,采用智能配料控制器,可以按照上位机规定的要求设定称量重量和允许误差值,并能按系统控制指令,自动完成自动称量、给料、破拱、卸料等动作。

3.2系统控制级

控制级是小料称量系统的控制核心,采用工业上专用的PLC作为中心控制计算机,控制整个系统的运行,保证控制系统的可靠性。每台配料控制器,在接到PLC发出的指令后进行操作,每个动作、信号的控制均由PLC进行,控制称量、报警、输送等动作。

在整个控制系统中,分自动工作方式和手动工作方式。自动工作方式,即整个系统的全部动作均自动完成,也就是由计算机控制完成,使系统达到最高的生产效率状态。自动部分由自动称量、自动卸料、集料筐自动输送、自动校验。动作准确连续,严格按工艺要求进行。手动工作方式,主要在系统调试时或系统维护时使用,每个动作由操作按钮控制完成,极大的方便了系统调试和维护。

3.3管理级

管理级采用个人计算机,与控制级、设备级通过现场总线构成小型计算机管理网。主要完成配方管理(其中包括配方输入、配方修改、配方打印、配方复制等)、配方运行(含配方下传、参数下传、配方运行)、数据报表(含日报表、运行记录、物料统计等)、参数设置(含生产量及相关参数),还包括系统运行状态的监视、数据采集、完成生产量、故障提示报警、料仓低料位报警等功能。考虑系统调试维护的方便,现场控制部分分为手动控制和自动控制两种工作方式。手动工作方式就是每个动作由人工操作完成;自动工作方式就是按工艺规定的动作顺序进行,由计算机自动控制完成。通过管理计算机能完全反映出整个系统的运行情况。

统计报表可以对任意时间段各种物料的消耗量进行记录和统计。在以往的人工对物料消耗统计的过程中,工作量大、效率低,还很容易出错,而通过统计报表,实时的对物料的消耗进行记录和统计,可以随时得到任意物料、任意时间段的物料总消耗,大大降低了人员的工作量,提高了统计的准确度,方便了成本核算,为成本核算提共了可靠数据依据。

结论

采用三级计算机控制,通过工业现场总线将分布在各处的配料单元连接起来,实现了配料系统的网络化管理,可以在上位计算机上实现对配方和原材料的管理、对生产进行实时监控及各种数据的汇总报表的管理,具有结构灵活、人机界面好、集控制和管理于一体等优点。该系统功能全面,工作稳定可靠,可以满足各种配料生产的要求,已在“十五”国家重大技术装备载重子午胎成套设备研制“小料自动配料称量系统”和“印钞油墨配料系统”中得到应用。(end)
文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者,请点击此处) (1/26/2005)
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