2025年04月04日 12:36:26 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
| 自动灌装机在反应罐混合控制及设计 | 2020-01-16 |
| 设计了一组反应罐计算机称重系统，控制反应釜的配料比和反应釜温度和夹套温度的级联控制。硬件系统由工业计算机、RS232/485转换模块和智液体灌装机组成，支持MCGS配置和通信功能。控制程序由MCGS工业控制配置软件编写。实际操作结果表明系统能够根据流程要求正常工作，自动配料系统具有较高的协调精度、可靠性和工作效率。 两者都优于简单的配料系统。 简介 核反应罐是化学生产过程的核心自动灌装系统之一，也是主要的能耗自动灌装系统。混合罐反应罐系统是一个非线性、时变、大地软间歇反应过程，用于多种液相反应系统，如小批量、药剂、染料等精密化生产过程。MCGS是北京昆仑通泰自动化开发的一套工业控制配置软件，适合国家条件，通用性高，质量高，价格低。视觉工作界面的优点是简单、灵活、多媒体图像丰富、生动、支持多种硬件自动灌装系统，并实现“自动灌装系统独立性”和实时性能。 2过程和控制要求 TK-A、TK-B和TK-C分别是反应物质A、B和C的储罐。LIC-302H(左)、LIC-303H(左)和LIC-304H(左)是三个水箱顶部(下)标高显示变量。SSV501至SSV507和SSV509是电磁阀，DRV是反应罐混合。TT1和TT2分别是反应罐和反应罐的温度转移，Pt100是铂热阻；按照工艺要求，将反应物品甲、乙和丙预先按一定比例添加到三个储罐中。罐液位计采用干式弹簧浮液位计。两个常开接点开关分别位于液位计的上下位置。双簧管上开关的位置可以根据实际情况进行调整。水平仪表盘输出“开”或“关”状态信息。称重到达后，下控制开关关闭，进料阀打开。进入水箱的配料水平达到要求时，簧片开关关闭，供应阀关闭。如果三个水箱水平满足要求，请打开相应的排放阀，将三种物质按一定比例放入反应釜中，充分搅拌，打开SSV509排放产品。产品质量与反应罐的温度T1密切相关。因此，在整个系统运行的同时，在一定范围内控制反应罐的温度至关重要。这个系统需要t 1=55 ^ 2℃。3硬件系统配置和连接 根据上述过程分析，对于工业控制计算机，反应罐计算机系统有6个开关输入变量LIC302H(L)、LIC303H(L)、LIC304H(L)，如果簧片开关关闭，则TK-A到TK-C的上(下)级显示变量lic 304 h (l)。有九个交换机输出变量ssv501-ssv507、SSV509和DRV。其中ssv501-ssv507和SSV509反映电磁阀的工作状态。控制命令由工业个人计算机发出。 值为“1”表示应用24V直流电压，打开电磁阀，反应配料通过该管道。值“0”表示24V直流电源断开，电磁阀关闭。DRV是反应罐混合罐的控制信号。值为1时，应用220vac，混合油箱工作。有两个模拟输入变量T1和T2，分别是壶内部温度和夹具温度，变化范围为0-99%。有模拟输出变量“调节阀”(电调阀的开关和变化) 反应釜范围为0%至99%。 工业控制计算机对上述18个变量执行信号采集和输出控制。您可以选择两个天线输入和输出液体自动灌装机、测试液体自动灌装机和模拟输出液体自动灌装机作为桥梁，以实现工业控制计算机与现场主液体自动灌装机之间的通信。工业计算机和天津智液体灌装机通过RS232/485转换模块连接。如图2所示。 六个开关输入变量连接到1液体自动灌装机的输入通道，交换机输出变量SSV501至SSV507和SSV509连接到2液体自动灌装机的输出通道，而混合油箱(DRV)连接到1液体自动灌装机的输出通道。两个模拟输入变量连接到电子秤配料罐3的输入通道，模拟输出变量连接到罐4的输出通道。因为需要输出变量来控制相应的混合油箱(电磁阀、混合油箱和电气控制阀)，所以9个开关输出变量通过1和2液体自动灌装机的输出通道连接到电子秤混合油箱的控制端，然后防爆电子秤锤控制24V DC和220VAC电源的开或关。模拟输出变量“控制阀”通过4液体自动灌装机的输出端连接到伺服混合油箱的控制端，伺服分配油箱驱动电气控制阀运动。 4软件设计和实施MCGS为此自动配料系统设计监控软件，包括实时数据库创建、流程图和动画连接创建、操作策略设计以及自动灌装系统窗口配置。 4.1根据在创建实时数据库之前分析的自动物料系统输入/输出变量的属性，在MCGS工作台的实时数据库窗口页面中创建以下数据对象:(a)系统的输入/输出变量(b)配料比管理流程图 (c)槽钳温度级联控制接口的温度(d)自动灌装系统窗口配置 反应罐计算机配料系统的软件设计 大多数设置的数据对象都与操作界面的组件属性相关联，因此相对容易查看。但是，在配料系统的实际配置中，通常不能只通过系统的输入/输出变量定义所有数据对象，操作策略设计需要根据实际情况添加大量中间数据对象，以便逐步完成实时数据库的创建。 关闭存储 4.3设计和运营战略 4.3.1反应罐供应比控制程序设计 根据控制要求，反应罐的配料控制是顺序控制过程。在MCGS run policy窗口的start policy中设置脚本程序组件，编写程序，打开除进料阀以外的所有电磁阀，计时器罐启动延迟2分钟，系统启动时清空所有称重和反应罐。 将周期策略的设置为200毫秒，在其中添加脚本组件，并按照图3(b)流程图中的说明编写控制程序。 搅拌时间在定时罐总成中设定，可根据配料反应所需的时间进行调整。时序罐的时序状态更改为“1”时，搅拌停止。 4.3.2反应罐温度-夹套温度级联称重系统设计 反应罐放置系统中反应罐的温度T1是非常重要的参数。但是，由于反应罐的大容量延迟，单环称重系统的效果不理想。该系统为反应罐夹套温度级联称重系统，二次变夹套温度T2，主变釜温度t1二次电路使用比例积分控制算法，主电路使用比例积分微分控制算法。 左下角是反应罐、温度传输罐(TT1，TT2)、输入/输出模块、工业控制计算机和电气控制阀构成的反应罐温度-夹温度级联布局系统，右上角是警报显示、控制方法和控制算法选择、设置值和相关参数、反应罐温度控制实时曲线的显示框架，使您能够根据反应罐中温度实时曲线的形状，直观地调整积分时间和差分时间。 称重的控制效果。增量数比例积分微分控制公式在公式(1)中列出。其中Kd=0是比例积分控制公式。以下用户策略在MCGS操作策略窗口中设置:PI和PID，脚本程序按照公式(1)编写。如果灌装系统在自动模式下运行，则可以从控制算法下拉框中选择相应的控制算法。设置相关参数以观察反应罐内温度实时曲线的变化，直到满足控制要求。 4.4自动灌装系统窗口配置 自动灌装系统窗口是MCGS系统的重要组成部分。为了使系统能够从外部自动灌装系统读取数据并控制外部自动灌装系统的工作状态，您可以在“自动灌装系统”窗口中为外部硬件自动灌装系统建立系统连接关系，从而实时监控反应釜配料和反应罐中的温度。 将通用串行自动灌装系统添加到MCGS的自动灌装系统窗口中，并为默认属性设置相应的串行端口号和采样周期。在自动灌装系统下面添加了四个子自动灌装系统。天津开关输入输出液体自动灌装机1、2、液体自动灌装机3、模拟输出液体自动灌装机4的驱动箱。在默认属性设置中，上述四个子自动灌装系统的地址分别设置为1、2、3和4。隔爆型电子秤称重罐1的通道连接变量有数字输入(DATA)和开关输出(DRV)，DATA表示六个开关输入变量状态的加权和，每个输入通道的加权值为2n(n是通道编号)。2号液体自动灌装机的通道连接变量为8个开关输出值(SSV501至SSV507，SSV509)，它们与1号液体自动灌装机DRV一起有一个名为“设置输出开关值”的通道类型。3探测器的通道连接变量为T1和T2，读取通道1和通道2的测量值。转换范围为4~20m模数转换槽，仅反映传输槽的输出电流。为了获得温度值，可以将工程转换应用于数据处理，将4~20m模块转换为0 ~ 100。4模拟输出液体自动灌装机的通道连接参数为“调节阀”，输出后显示电调节阀的开关。自动灌装系统窗口配置完成后，必须调试自动灌装系统。通信状态的返回值为“0”表示通信正常，系统与外部自动灌装系统之间的连接正确。 5在线调试 程序编写完成，自动灌装系统配置任务完成后，您可以在线调试整个自动配料系统。 结论 设计了一套基于MCGS的反应罐计算机称重系统，实现了反应釜配料控制、反应釜温度和夹套温度的级联控制。经证明，该系统根据工艺要求正常工作，而级联配料系统能够快速将反应罐内的温度调节到接近工艺指标的位置。自动灌装系统残差约为1 . 5°c，相对误差为2.7%，满足控制要求。 | |
