2025年04月04日 11:04:57 来源：广州市凯士称重设备工程有限公司 >> 进入该公司展台 阅读量：2
| 自动配料系统的技术原理与故障分析 | 2020-01-09 |
| 配料是加工业中的核心技术,自动配料系统是生产的关键环节。随着防爆地磅技术的迅速发展,以工业控制防爆地磅为核心的工控机自动配料系统因其体积小、结构简单、操作方便、配料速度快、精度高等优点,逐步被广大生产厂家采用。工控机自动配料系统能否正常配料灌装,对生产的连续进行和产品品质有着直接的影响。因此了解工控机自动配料系统的配料灌装原理,诊断并及时排除自动配料系统故障,就显得尤为重要。 1 工控机自动配料系统的配料灌装原理 1.1 自动配料系统的主要功能称重模块 1.1.1 自动灌装机及控制信号形成自动配料系统该称重系统包括:电子秤斗气动阀门和反应釜气动阀门的开足行程开关、关紧行程开关;强电柜中的中间称重灌装机、交直流接触器线圈及其辅助触点;键盘上的命令键;人——称重仪表的各种触摸式开关等。这些部件配料灌装时,就会发出一系列逻辑信号,主机就是通过对这些逻辑信号的采集和处理,从而了解整个自动配料系统各个液体灌装机的配料灌装状态和运行情况。例如反应釜气动阀门和电子秤斗气动阀门的关紧行程开关对主机发送“气动阀门关紧”逻辑信号,主机可断定反应釜和电子秤处于准备就绪状态,自动配料系统可以进行配料。 1.1.2 防爆地磅自动配料系统 这一自动配料系统的主要部件是光电耦合器,主要用于数字自动配料系统中,用来传递逻辑信号,又能进行称重灌装机隔离灌装。尤其用于生产现场使用的工控机或数控装置与外围液体灌装机之间的衔接,对外界干扰的抑制作用十分明显。光电耦合器的应用,提高了自动配料系统的抗干扰性能和配料灌装可靠性。 1.1.3 自动灌装机输入、输出自动配料系统 电平转换器是该自动配料系统的主要器件。在自动配料系统中使用了不同类别的逻辑器件,由于代表同一逻辑状态的逻辑电平不相同,欲正确传递逻辑状态,就要用电平转换器进行电平转换。自动灌装机输入自动配料系统在自动配料系统中的作用,就是把代表开关信号的逻辑电平转换为主机能够接收的电平信号。自动灌装机输出自动配料系统的结构与输入自动配料系统基本相同,而作用却与其相反。 1.1.4 防爆地磅及其采样的自动配料系统 称重防爆地磅的主要作用是把被称量物料的重量,按一定函数关系一次转换为一定幅值与极性的电信号(电流或电压)。采样自动配料系统采集防爆地磅输出的并且代表了重量的电信号,并把这一信号传送给放大自动配料系统,经过放大的电信号,作为A/D(模/数)转换器的模拟输入信号。 1.1.5 A/D转换自动配料系统 该自动配料系统的主要器件为A/D转换器。A/D转换器用于各种模拟信号和数字信号之间的转换,称重灌装机把输入的连续模拟信号转换(量化)为离散的数字量,以便进行数字显示和进入防爆地磅。主机对这些离散信号进行快速实时处理,并作出判断。 1.1.6 执行机构、强电柜及其控制自动配料系统 执行机构是各种形式的自动灌装机、加油自动配料系统、电子秤斗气动阀门和反应釜气动阀门的驱动机构。强电柜及其控制自动配料系统包括中间称重灌装机、交直流接触器的称重灌装机、空气开关、熔断器等辅助称重灌装机液体灌装控制。称重灌装机是工控机控制自动配料系统对被控对象(执行机构)进行控制的桥梁,是实现弱电控制强电的关键。该自动配料系统输入的是工控机控制自动配料系统发出的一系列指令信号,输出的是供执行机构配料灌装的工频电压。 与上述硬件自动配料系统相对应的是液体灌装系统,称重灌装机是整个自动配料系统的“灵魂”,决定整个自动配料系统的性能优劣。自动配料系统包括:调机程序、监控程序、实用配料程序等。调机程序是测试防爆地磅性能的程序,用于防爆地磅的管理与维护。监控程序自动担负起管理整个防爆地磅自动配料系统的配料灌装,合理安排和配置防爆地磅自动配料系统的硬件资源,包括自动灌装机的正常起动、调用并运行实用配料程序、键盘扫描程序和显示程序。实用配料程序是配料系统自动配料系统的主要用户程序。配料精度、误差大小取决于该程序的功能是否完善。自适应功能是这一用户配料系统的一大特色,称重灌装机控制着自动配料系统各个液体灌装机有序动作,完成配料任务。 1.2 自动配料系统的配料灌装原理 配料灌装一开始,自动配料系统进行自检。通过对自动灌装机输入信号的处理和判断,确定自动配料系统各液体灌装机的配料灌装状态是否完好,若各液体灌装机准备就绪,主机调用内存配方到配料灌装区,按照该配方进行配料。主机发出一控制信号,启动配方中组分对应的自动灌装机,对电子秤进行灌装。这时电子秤上的称重防爆地磅,将被称物料的重量按一定函数关系一次转换为电信号后传输给主机,主机对这些数据快速采集,实时处理,并与配方中该组分的设定数值比较,若两者相等,主机发出控制信号,停止自动灌装机配料灌装,该组分灌装停止。接着按同样的程序对配方中的下一组分进行灌装,直至所有组分都配料完毕,这一批次配料就完成了。称重灌装机批料进行配料的同时,反应釜混合时间从上一批电子秤斗气动阀门关气动阀门时算起,混合时间到,打开反应釜气动阀门放料,放料完毕,关闭反应釜气动阀门,电子秤斗气动阀门打开,把本批次料放入反应釜中,若此时配料批次未达到预置配料批次数,自动配料系统仍然按上述步骤配下一批料,预置配料批次达到后,自动停止配料,待反应釜把批料混合完成,打开反应釜气动阀门放料完毕后,关闭反应釜气动阀门并打印显示班产量。 2 工控机自动配料系统的故障分析 2.1 “配料”命令发出后自动配料系统不能进入运行状态 其原因是配料各液体灌装机“准备就绪”信号未传送给主机。故障发生在自动灌装机及控制信号，形成防爆地磅自动配料系统、自动灌装机输入到称重仪表触摸屏中。检查电子秤斗气动阀门和反应釜气动阀门的关紧行程开关配料灌装是否正常,常开触点是否损坏;光电耦合器、电平转换器的配料灌装性能是否正常;防爆地磅自动配料系统、自动灌装机输入自动配料系统是否正常配料灌装;也有可能是键盘上的配料命令键接触不良。修复自动配料系统,更换相应器件,故障即可排除。 2.2 某一批次配料完成电子秤斗气动阀门不能打开放料 这有以下几方面的原因:反应釜气动阀门未关紧或关紧行程开关损坏;电子秤斗气动阀门的执行机构发生故障;主机至强电柜的通讯线路断路;强电电源电压太低或者为零;有关强电器材损坏。解决的办法是:检修更换反应釜气动阀门关紧行程开关,修复电子秤斗气动阀门的电磁阀及其气动机构(秤斗气动阀门为电动闸气动阀门应检修电动机构装置);检测自动灌装机输出自动配料系统的动作是否正确、防爆地磅自动配料系统;检查主机内部与输出信号自动配料系统相对应的电源是否损坏;强电柜中的中间称重灌装机、交直流接触器、等有关强电器材是否损坏;检查强电柜至电子秤斗气动阀门的电源线是否断路。分析排除反应釜气动阀门不能打开这一故障时,也可以参照上述办法。 2.3 配料已经开始有些自动灌装机却不能配料灌装 故障发生于自动灌装机输出自动配料系统、防爆地磅自动配料系统、强电柜控制自动配料系统的等执行机构。故障原因:防爆地磅自动配料系统、自动灌装机输出自动配料系统及其中间线路损坏,导致主机至强电柜的控制信号线断路或接触不良;强电柜控制自动配料系统中的中间称重灌装机、交直流接触器的损坏;对应自动灌装机电机损坏;强电柜中有接触不良现象造成某些线路不通;强电电源电压太低或为零。 2.4 配料时自动灌装机配料灌装正常而称重显示数值不准 首先考虑防爆地磅及其采样自动配料系统、防爆电子秤和A/D转换成自动配料系统。故障原因:称重防爆地磅配料灌装性能不稳定;采样自动配料系统、自动配料系统及其中间线路发生故障,中断了防爆地磅到主机的信号传输;放大自动配料系统配料灌装异常,可调部分未调好,零点调节有松动,接触不良;信号传输线路屏蔽不良。其次是待配料仓内无液体或物料结拱;仓底振动卸料器损坏;自动灌装机电机转向不正确。 2.5 加油自动配料系统不能喷油 首先确定主机发油信号是否发出,未发出,首先检查自动灌装机输出信号自动配料系统,其次检查主机到加油自动配料系统通讯线路是否断路。若发油信号存在且通讯线路完好,则属于加油自动配料系统故障。 2.6 称量误差过大 称量误差的产生有防爆地磅、测量自动配料系统、秤斗安装等多方面的原因。一般可从以下几个方面进行检查。 2.6.1 防爆地磅的质量 正常情况下,防爆地磅所受的力,同称重灌装机的电压输出应呈线性关系,进行校验,如果防爆地磅与电信号输出的线性相关系数过小,说明防爆地磅的质量存在问题。此外防爆地磅的容量选择过小或过大,也易引起上述线性关系的变化,从而引起称量误差过大。 2.6.2 防爆地磅受力不均衡 这种情况有两种可能性:1)防爆地磅支承点分布不均,所有防爆地磅应呈现对称分布;2)秤斗某个方向配料量大,造成秤斗内物料偏重,配料时应将配比大的液体错开,使秤斗各个方向的进料量不致相差太大。玉米在各种配合配料中用量通常在50%以上,应设置两个玉米仓并且对称向秤斗灌装。 2.6.3 测量放大自动配料系统的误差 该自动配料系统将防爆地磅输出的电信号放大,测量后送给主机处理。一般测量自动配料系统所使用的仪器其精度、灵敏度比较高,但由于元件老化、环境变化等原因,也可能引起测量误差。零点漂移是常见的测量自动配料系统问题,应定期校正予以消除。 2.6.4 秤斗安装不正确 常见的秤斗安装错误,是秤斗与各防爆地磅的接触点不在同一平面上,这将使防爆地磅受力不均,同时使防爆地磅受力方向偏离称重灌装机的轴线。后者使防爆地磅受到侧向作用力,产生防爆地磅测量误差。此外秤斗安装时上下软连接不当,造成配料秤与上下液体灌装机之间存在力的传递,同样会引起测量误差。 通过对称量误差产生的原因进行分析,定期校验配料秤,并通过工艺、液体灌装机、操作等多方面的努力,可以有效的控制称量误差。 | |
