机械网闻--自动化技术在高精度灌装生产线的控制

有机酸是化工、食品等行业的重要原料．因其单位价值高、品种规格繁多，且生产投资巨大，所以对自动灌装生产线要求较高．国内还没有此类生产线，从国外引进则需要花费几百万美元以上。因此，国内开发既可以节俭外汇，又可以为用户提供及时便利的服务，同时大大提高企业生产的自动化水平，都有着10分重要的意义。 1、系统工艺描述 在我所承接的有机酸自动灌装生产线项目中，用户的产品品种有3种(1#、2#、3#)，每个品种的计量规格也有3种(A、B、C)，因此组合后将有9种生产规格，品种规格多样使系统配置和功能较为复杂。该有机酸的特点是：腐蚀性极强、产品价值高、密度不稳定、流速压力也不稳定。因此在设计和制造进程中．用户除对生产线的使用材料的耐腐蚀性有较高的要求外，还要求在灌装进程中避免滴漏，并提出了较为刻薄的精度和速度要求。 1)灌装物料温度：5～35℃ 2)物料密度：有机酸约1.2g/cm3、有机酸盐约1.3g／cm3 3)物料粘度：有机酸约50CP、有机酸盐约150CP 4)进料管道进口压力：≥0.2MPa，波动范围：±10％ 5)灌装设备布置面积：1200m2 6)系统主要参数要求以下， 7)系统工艺进程为(以I号线为例)： 空桶整理－空桶进灌装工位－检测定位－灌装头降落－灌装阀打开－开始灌装－质量计量－到达90％×(没定值－补偿值)－调理阀节流变小－到达100％×(设定值－补偿值)－灌装阀关闭－真空吸附－满桶出灌装工位－转向－挂盖－旋盖－贴标－码垛－缠绕－成品输出 8)Ⅱ号线工艺进程(略) 2、控制内容及功能要求 2.1控制内容，见表22.2功能要求 1)本生产线包括：I号灌装线(适用30kg灌装)、Ⅱ号灌装线(适用250kg或1200kg灌装)； 2)I号灌装线和Ⅱ号灌装线既可独立运行、也可同时运行。但Ⅱ号灌装线每次只能进行1种规格(250kg或1200kg)的生产。整条生产线的运行组合方式有I、I＋Ⅱ、Ⅱ等共3种；I线有3个灌装工位(1A、1B、1C)，每个灌装工位须同时灌装3个桶(分别有3个流量计对应)；Ⅱ线有6个灌装工位(2A、2B、2C、3A、3B、3C)，每次也只能选择其中1个灌装工位进行工作(其中2A和3A工位共用1个流量计．2B和3B工位共用1个流量计……)，而2A、2B和2C(250kg规格)均以4个桶为1组放在托盘上，该4个桶使用l台流量计，灌装进程为：第1桶灌装结束后、顺次再灌装第2桶、第3桶、第4桶；而3A、3B和3C(1200KG规格)各工位每次只灌装1个桶： 3)当整条生产线的运行方式为I＋Ⅱ时，为节俭设备投资和车间使用面积，在缠绕和成品输出部分采取公用工位，因此在进入公用工位时，须编制程序进行躲避： 4)方便的数据设定和显示：1次灌装量(65～99％)、终究设定值(100％)、补偿量(避免过冲量、可任意调解)、合格判定区间设定、合格品计数、不合格品计数、总产量(桶数)、总灌装量(重量)、瞬时流量上(下)限报警设定及显示： 5)为方便调试和保护，在每台输送机旁均配现场手动启动／停止开关； 6)在PLC柜门上、现场、各人机界面上等均设立急停开关．方便操作人员在现场的各个区域能以最快的速度停车： 7)程序运行，必须先选择“灌装工位”．后选择“自动”时有效．并开始运行，反之无效； 8)在车间显著位置，设立报警灯及“启动预备”声光提示，“启动预备”声光提示是从选择了“灌装工位”开始至选择“自动”结束。声光提示为断续音，报警声光为连续音： 9)流量计包括频率计数输出(FC)和模拟量输出(FA)，频率输出作为累计流量灌装计量用，模拟量作为瞬时流量上下限报警用： 10)“灌装按键”、状态及设备故障唆使设在人机界面上，灌装进程中有文字提示，自动灌装结束后，复位“开始灌装”按键，灌装进程中，如需中断，可按下“手动停止灌装”按键： 11)防滴漏设计：灌装终了后，残留在灌装头表面的粘性物料要经过1定的时间才能流尽，如果滴到容器外，就会造成污染，本灌装系统采取真空产生器回吸系统可确保无滴漏。 3、系统组成和控制方案 3.1控制系统组成， 3.2控制方案说明 为尽可能减少现场布线，使系统更公道，功能更完备，操作更方便，在PLC1处设立1个MB+主站，在生产线上输入输出设备较为集中的地方设立几个MB+分站，如1图。 由于系统的灌装精度要求极高，如果采取1般的流量仪表和模拟量数据搜集计算。将没法到达使用要求，因此，我们在方案设计上除选用国际上知名品牌的质量流量计作为丈量仪表外，还在数据搜集和控制终端上采取了国际上最早进的施耐德公司的QUANTUM系列产品作为主控制器；为快速搜集12台质量流量计的频率输出脉冲．又配置了3个高速计数模块(5通道／模块法院下达什么书才允许强拆，100kHz)，其搜集速度快，硬件配置简单、方便。 较高的精度，还需要稳定的流量。1方面利用高位槽进行液位和压力调解．使之保持在1个较为恒定的区域，另外1方面利用质量流量计的模拟量输出(4～20mA)可以方便地监控管道内的瞬时流量，1旦超过系统允许的上下限将发出声光报警信号，并进行2次调解。 为方便用户对现场的数据变量进行修改．现场共设有3台MAGELIS人机界面：OP1和OP2屏都可对整条生产线进行操作和显示，OP1主要用于设定和显示30kg灌装线的“工位选择”、“1次灌装量”(即约灌装到终究灌装量的约90％的值，可任意修改)、“终究灌装量”(100％)、“补偿量”(避免过冲量)、合格判定区间设定、合格品计数、不合格品计数、总产量(桶数)、总灌装量(重量)、瞬时流量上(下)限报警设定及显示：OP2主要用于设定和显示250kg／1200kg灌装线的相干数据、其余同OP1遇强拆怎么应对，OP3是专用于贴标设备的数据设定显示用的，可以进行种别、批号、生产日期、有效期、重量等标签数据的修改和显示： 1)中央控制室内PC1对全部生产线及现场部分关键设备进行实时监控； 2)PLC1为QUANTUM—PLC产品，PLC2为MOMENTUM—I／O基板： 3)PLC1的配置为(64DI、128DO、12HSC、12AI)，1台10.4"人机界面通过CPU上的。MB口相连，同时CPU还通过MB+口与MOMENTUM分站(分站2，32DI；分站3，32DO；分站4，32DO；分站5，32DO)及另1台10.4"人机界面(分站6)进行连接； 4)在PLC1上配置1个16点的模拟量输入模块，作为瞬时流量的监控： 5)在PLC1上配置3个高速计数模块，作为流量计量用，每个模块包括5个丈量通道： 6)PLC1-QUANTUM硬件配置和地址定义见表3：7)MB+各站的硬件配置和地址定义见表4： 4、利用总结 该灌装系统的控制系统融会了计算机技术、可编程控制技术、数据设定和显示技术、总线技术、高速计数技术、传感器技术和软件编程技术等．方案设计先进、软硬件配置公道，项目进展极为顺利，各项参数均到达或超过了用户验收技术标准，特别是计量精度控制在±0.1％以内(验收标准为±0.125％)，速度到达了3桶／分钟·30kg以内。全部生产线经过两个月的试运行后，在现场1次性通过了用户验收，现在以前的老房子拆迁怎么补偿，该系统已稳定运行了近1年得到了用户(特别是外方技术人员)的充分肯定。 该灌装生产线的研制成功，弥补了国内空白，是高端工控产品在企业自动化生产领域的又1次成功利用，也为同类项目的推行提供了有力的保证。