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行业动态
 
悬浮式电子皮带秤在烟草公司制丝生产线中的应用
发布日期: 2013-1-25  浏览次数: 3078 次
主要介绍了基于 PLC 的悬浮式电子皮带秤在某烟草公司制丝生产线中的应用, 介绍了悬浮式皮带秤的构成与工作原理,并从硬件、软件角度阐述了 PLC 如何实现对皮带秤的控制。   基于 PLC 的悬浮式电子皮带秤应用于四川某烟草公司,皮带秤为直接受力式,而且结构简单、稳定,其皮带输送道和物料全部悬置于四个称重传感器上,无中间传力件,钢性好、位移小、对称性好,在称量断续烟片时,对流量的精确控制较容易实现。而且 PLC 应用于皮带秤的控制系统中,不仅能实现对皮带秤复杂的闭环控制,而且还能完成各
1、悬浮式皮带秤的构成与工作原理
  在烟草行业中,皮带秤皮带上的物料多为烟叶、烟片、烟丝,其物理特性不同,而且一般是不均匀的,因此多采用积分法计算物料瞬时流量和累积流量。
  1)速度采样。 装于驱动电机轴上的光电脉冲位移传感器与PLC 中的高速计数模块连接,当电子皮带秤运行后,光电脉冲位移传感器发出脉冲, 其每一个脉冲代表皮带走过一个固定的间隔,该脉冲进入 PLC 高速计数模块后便可作为速度采样。
  2)重量采样。 当输送机皮带上有物料流过时,4 个电阻应变片称重传感器输出正比于物料重量的电压信号,该信号经称重终端转化为秤台负荷信号送入 PLC 进行运算, 完成一次重量采样工作。 随着输送秤的不断运转,每隔一定长度都将产生一个脉冲,进行一次重量采样,将各次采样值经过累计即可得到累计重量。
  3)流量控制工作原理。 流量的计算由 PLC 装置完成,PLC将采集到的速度信号与重量信号进行乘积运算就可以得到瞬时流量。 其工作原理示意图如图 2。
  2 PLC 系统设计
  2.1 PLC 系统硬件的配置
  由于控制系统以开关量为主,含有少量的模拟量,并且中控系统控制采用的是基于 RSLogix 5000 系列的编程系统, 为保证与中控系统通讯的便捷与稳定, 经比较选用罗克韦尔公司的SLC-5 可编程序控制器 、RSLogix 500 编程软件 、RSNetWork控制网组态软件以及 RSView 监控软件组成的自控系统。 其稳定性好,功能强,并提供了多种不同点数的 CPU 模块和数字量、模 拟 量 I/O 扩 展 模 块 供 用 户 选 用 。 系 统 的 人 机 界 面 采 用RSVIEW 公 司 的 人 机 界 面 , 称 重 终 端 采 用 美 国 METTLERTOLEDO 公司的 JAGXTREME 并配有总线通讯板与 PLC 进行通讯。 具体配置为:SLC-5 可编程序控制器配置模块为:1747-L551C 5 / 05 CPU 模块; 中央处理器模块提供的 1746-OB16I / O 模块; 并配置了 1746-HSCE 高速计数器模块; 以及 2 个1747—SDN DeviceNet Scanner 模块。 开关量接线简图如图 3所示。
   2.2 系统软件设计
  该系统软件设计部分包括 PLC 控制程序设计、参数配置以及人机界面参数程序设计。 PLC 程序设计在 RSLogix 500 软件环境下完成,采用梯形图编程。
  1)PLC 系统控制软件。 软件设计主要分为三块: 开关量控图 5 计量秤、控制秤、配比秤应用示意图制、模拟量采集、模拟量的控制。 开关量控制主要指按钮、指示灯、连锁信号等的控制;模拟量处理主要指模拟量的采集、显示、存 储 ; 控 制 主 要 是 指 瞬 时 流 量 控 制 和 累 计 量 计 算 。 利 用RSLogix 500 设计的控制程序主体部分如图 4 所示。
   2)人机界面系统。 利用上位机监控软件 RSView 构造系统操作介面,操作触摸屏上设有主要设备运行状态指示,以彩色图形的方式,形象地显示变频器、缓冲机、输送秤的开停状态和秤台负荷、设定流量、瞬时流量、累加流量、趋势画面、系统故障报警画面、 各种参数设置画面等。 另外为了提高整个系统的安全性,提供了登陆机制,赋予不同操作管理人员不同的访问权限。
  3 悬浮式电子皮带秤在烟草制丝生产线上的应用
  在烟草行业制丝生产线中,电子皮带秤可根据现场生产的工艺要求,分别用于物料的精确计量、控制、配比等等。
  1)计量秤。计量称输送物料时,PLC 装置将采样到的重量信号与速度信号进行运算分别得到瞬时流量与累计流量, 同时提供瞬时流量和累计流量的输出信号,不对流量进行控制,而且流量的计量精度作为计量秤的主要指标尤为重要。
  2)控制秤。控制称同时具有计量与控制的功能。根据设定流量对实际流量进行控制,以便与其前级设备喂料机等配合使用。通过 PLC 装置得到的流量信号与设定流量或者中控远程流量信号相比较,通过变频调速器,对电机转速进行控制,起到调节皮带速度的目的,进而控制流量的大小,使流量值始终保持在预先设定的流量值附近。
  3)配比秤。 在制丝生产工艺中,叶丝、梗丝、膨胀丝、薄片丝等需要按比例进行掺配, 因而要用到用于计量配比的配比皮带秤。 配比称用于与前级主秤配合使用, 根据主秤提供的流量信号,按照一定的配比比例随主秤流量的变化而变化。计量秤、控制秤、配比秤在四川某烟厂烟丝生产线的应用示意如图 5 所示。
  4 安装使用过程中的主要问题与改进
  为使皮带秤在今后的使用过程中保持计量精度、 控制精度等等关键参数,在安装与使用过程中应注意几点问题:
  1)皮带跑偏。 在生产过程中,如果皮带尺寸不标准,或者皮带前后滚筒不平行,从而产生夹角;或者物料偏离秤称重中心;皮带滚筒在机加工过程中产生了中心轴偏离等等都会引起皮带秤在运行过程中产生皮带跑偏现象,在保证好皮带秤制造工艺的前提下,安装过程中应调整好称重秤架的四角高度,以保证秤体的水平;并且应该调整皮带前后滚筒,以保证前后滚筒的平行。
  2)安装位置。 由于在某些生产线中皮带秤与振动输送机连接较近,现场振动比较大,不仅会严重影响皮带秤的计量精度,而且很容易造成皮带秤元器件损坏给计量与控制带来很大影响。 因此在安装过程中,一定要注意与前后级设备之间连接时,设计好合理的安装位置,皮带秤安装处的支撑要有足够的强度,强度不足时要进行适当的加固,以保证设备正常稳定地工作。
  3)计量管堵料。计量管多用于皮带秤与喂料机的衔接处。计量管上安装有光电开关,以检测计量管内的物料情况。 若计量管物料流通空间较小,就会限制物料流量的大小,当所需流量过大时,很容易造成计量管堵料。 根据实际情况,把计量管设计成宽窄可调、薄厚可调的模式,可以根据实际流量的大小及时地调整计量管的空间,可以保证物料的顺利输送。
  5 结束语
  该电子皮带秤已在四川某烟草公司得到应用。 维护简单、使用方便,并且计量精度、控制精度等都控制在千分之五以内,将大大提高生产线上设备的运行效率、 提升烟产品质量等关键问题,并且能够弥补其它电子皮带秤的弊端与不足。
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