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基于亞控KINGVIEW6.53的陶瓷配料系統(tǒng)

2009/6/19 0:00:00

摘要：陶瓷粉料是生產(chǎn)各種磁磚的原材料，拋光磚、微粉等高中檔磁磚是由多種不同顏色、不同含水率、不同顆粒大小的粉料重新組合，再輸送給磁磚成型設(shè)備成型、施釉和高溫?zé)桑蔀椴煌?guī)格、不同花紋的合格磁磚。為了達(dá)到精確配料的目的，我們采用了皮帶電子稱。
Ceramic powder lot is the raw material of ceramic tile,for made polished tile we should use different collor, different rate of wator content’s powder lot to transmission and distribution, for finished this working we used the electronic scale .
關(guān)鍵詞：KINGVIEW6.53 變頻 PLC 陶瓷配料

1.概況

1．1、電子皮帶稱在陶瓷業(yè)的應(yīng)用狀況
電子稱是陶瓷廠家生產(chǎn)拋光磚、微粉磚的必要設(shè)備之一。目前，只有為數(shù)不多的國內(nèi)陶瓷廠家使用電子皮帶稱用來實現(xiàn)對粉料的精確配料。陶瓷業(yè)電子稱與其它行業(yè)電子稱有較大區(qū)別，根據(jù)是否采用砝碼標(biāo)定分為有砝碼標(biāo)定稱和無砝碼標(biāo)定稱，基本上講，2006年前生產(chǎn)的屬于有砝碼標(biāo)定電子稱，使用該技術(shù)的電子稱在陶瓷業(yè)的應(yīng)用有一定的局限性，一是有砝碼標(biāo)定電子稱標(biāo)稱麻煩，有時要重復(fù)幾次標(biāo)定才能達(dá)到使用要求；二是陶瓷廠送粉工序粉塵較大，空氣潮濕，影響電子稱的配料精度和使用壽命；三是皮帶稱安裝環(huán)境有較大的振動，影響重量信號的采集;四是電子稱的重復(fù)精度誤差大，經(jīng)過一定時間的運(yùn)行，就要重復(fù)標(biāo)定?，F(xiàn)代陶瓷廠家廣泛采用無砝碼標(biāo)定技術(shù)，使用該技術(shù)標(biāo)定速度快，只需要一次標(biāo)定就能達(dá)到要求，且重復(fù)精度高。根據(jù)使用情況的不同，有計量稱和配比稱之分。本文只討論配比稱。
1．2、陶瓷業(yè)皮帶電子稱的特點
陶瓷業(yè)電子皮帶稱與其它行業(yè)電子稱有較大的不同，它要求連續(xù)測量重復(fù)精度高、計量準(zhǔn)確可靠（計量精度小于:± 3%）；能夠適應(yīng)惡劣環(huán)境的工業(yè)場合需要。其典型特點如下：
物料輸送流量較小，通常在3—10T/H之間；
皮帶負(fù)荷變化較大，通常在0.05—2.22KG之間；
變頻頻率變化較大，通常在5—50HZ之間；
1．3、陶瓷業(yè)皮帶電子稱的誤差控制
一般要求，配比誤差控制在3%以內(nèi)，計算公式如下：

其中：
W1是標(biāo)定重量；
W2是實時重量；
當(dāng)配料誤差大于3%時，啟動電子稱報警，彈出相應(yīng)的報警畫面，方便操作人員查詢，并根據(jù)報警提示，作出相應(yīng)的處理。

2、系統(tǒng)組成
本控制系統(tǒng)采用裝有亞控組態(tài)軟件KINGVIEW6.53的研華工控機(jī)作為上位機(jī)，OMRON CP1H PLC作為下位機(jī)，電子稱傳動裝置采用三菱FR-S520E變頻器。由凌華AD板卡ACL8112HG與余姚傳感器廠生產(chǎn)的S型重量傳感器構(gòu)成重量信號的采集處理。系統(tǒng)組成原理圖如下所示：

2．1、本系統(tǒng)中，采用了歐姆龍CP1H PLC作為主控制器。OMRON PLC性價比較好，質(zhì)量可靠，在各行各業(yè)得到廣泛應(yīng)用。CP1H機(jī)型提供強(qiáng)大的IO擴(kuò)展能力，提供功能塊編程，提供眾多的內(nèi)部函數(shù)供用戶使用，深得用戶喜愛。在本系統(tǒng)中，所有的數(shù)字量控制全部由PLC完成，由PLC采集各料倉的料位信號、報警信號等，控制各輸送帶及皮帶電子稱的運(yùn)行及報警后的處理。
2．2、本系統(tǒng)中，采用三菱FR-S520E變頻器作為皮帶電子稱的主傳動，由于本系統(tǒng)電子稱較多，一共使用了32臺變頻器。
      三菱變頻器經(jīng)過近20年的發(fā)展，產(chǎn)品質(zhì)量和功能都相當(dāng)穩(wěn)定與完善。其提供的串行通訊功能，特別適合于本方案應(yīng)用。
      值得一提的是，由于工控機(jī)不提供RS485接口，為了與三菱變頻進(jìn)行串行通訊，我們采用了工業(yè)級RS232轉(zhuǎn)RS485轉(zhuǎn)換器。選用轉(zhuǎn)換器時，要重點考慮抗干撓能力及穩(wěn)定性這兩項指標(biāo)。
2．3、重量信號的采集與處理
       凌華ACL-8112HG是一款用于PC/AT兼容計算機(jī)的高速模擬量及數(shù)字量I/O卡，其分辨率高（1/4095），轉(zhuǎn)換時間快（僅8微秒），輸入范圍寬（支持各種常用的模擬量信號的采集），輸入過電壓能力強(qiáng)（最大35V），采樣頻率快（最高達(dá)100KHZ）。
        余姚傳感器廠生產(chǎn)的S型重量傳感器，采用懸掛式安裝，其精度等級高（0.05）,靈敏度高(2.007MV/V),溫度范圍寬（-30-70度），過載能力強(qiáng)（150%F.S）。
      本系統(tǒng)中，S重量傳感器輸出的微弱電信號由放大板放大，輸出標(biāo)準(zhǔn)的0—10V信號到ACL8112HG板卡，完成重量信號的采集工作。

3、上位機(jī)畫面的設(shè)計
3、1、裝有KINGVIEW6.53的研華工控機(jī)作為本工程的核心設(shè)備，安裝在主控室內(nèi)，主控室安裝有動力配電柜、電腦操作柜、變頻器柜、接觸器控制柜，為了保證整個系統(tǒng)的正常運(yùn)行，主控室內(nèi)安裝了空調(diào)機(jī)組，除塵裝置等。
3．2、組態(tài)王KINGVIEW6.53上位機(jī)系統(tǒng)
3．2．1、用戶權(quán)限
在本工程中，開機(jī)即進(jìn)入用戶登錄畫面，只有具有合法的登錄密碼方能登錄與退出系統(tǒng)。共設(shè)有五個用戶，即早班、中班、晚班操作員，維護(hù)員、系統(tǒng)管理員，每個畫面有不同的操作權(quán)限，系統(tǒng)管理員具有最高權(quán)限，可以執(zhí)行調(diào)整運(yùn)行參數(shù)、改變工藝配方等操作。開機(jī)畫面如下圖：

3．2．2、畫面說明
       本系統(tǒng)中，共有26 個畫面，分別是電子稱初使化，重量實時顯示，手動操作，自動操作畫面，流量抽測，流量設(shè)定，及各種彈出式報警畫面，如稱缺料報警彈出相應(yīng)的畫面等。
3．2．3、標(biāo)稱功能
      陶瓷電子稱,采用衡流量式工作原理,在算法設(shè)計上,采用了新型的無砝碼標(biāo)定技術(shù),省去了砝碼標(biāo)稱的繁鎖工序及后期的不穩(wěn)定性。
      標(biāo)稱時，先手動設(shè)定變頻器運(yùn)行頻率，由人工抽測實時流量，填入相應(yīng)的標(biāo)稱表格，由計算機(jī)計算出相應(yīng)的流量系數(shù)，至此，標(biāo)稱即完成。即可投入配料。如下圖：

3．2．4、流量抽測功能
由于陶瓷粉料顆粒不均勻，濕度大，易造成粉料結(jié)團(tuán)而堵塞電子稱上料口，導(dǎo)致電子稱的實際輸出流量與設(shè)定流量不一致，當(dāng)由重量傳感器檢測到有重量偏差時，發(fā)出實時報警，通知操作工需進(jìn)行處理。通常，處理完成后，需要進(jìn)行一次人工流量抽測功能，即人工測算出電子稱的實際流量。流量抽測的方法是：調(diào)用相應(yīng)的流量抽測畫面，把相應(yīng)的實測重量，實測時間填入對應(yīng)表格，即完成該稱的流量校正，此時，上位機(jī)輸出一個新的變頻器頻率到該變頻器，以調(diào)整電子稱皮帶速度，從而達(dá)到衡流量控制。如下圖：

3．2．5報警處理
當(dāng)電子稱出現(xiàn)故障及任一變頻器、熱繼電器跳閘時，該報警會在上位機(jī)實時顯示出來，配合聲光報警，即時通知操作員發(fā)生了故障并根據(jù)顯示的操作步驟，即時對故障進(jìn)行判斷和處理。如某電子稱缺料時，會在報警窗口中顯示“**稱缺料報警，請查看下料口是否堵塞”。如下圖：