2025年04月04日 13:59:33 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
| 粉料配料系统的设计应用 | 2020-01-25 |
| 摘要 目前，PLC配料系统已经被广泛应用于生活和工业生产中。但在称重系统的炼胶系统中，对使用相对较少的小粉料，有的还不太重视，仍存在小作坊配料的形式。本文就是针对称重系统炼胶系统中的小粉（粒）料，配料系统的配料系统PLC配料系统小粉料自动配料系统。采用电磁振动配料系统加料器、双螺杆配料系统加料器分别对小粒料、小粉料进行自动配料系统；称重仪表采用配料系统型的称重显示控制器；PLC配料系统的CPU选用西门子新型的CPU315-2PN/DP；配料系统工控机控制监控，远程配料系统电脑联网监控；实现小粉料自动配料系统的配料化。 一、绪论 （一）自动配料系统配料系统 目前，自动配料系统在用量大的物料（固体或液体）称量中，被广泛使用，实现了称量、配料的自动化，实现自动化生产。而我所见的塑料炼胶中，对使用相对较少的小粉料，有的还不太重视，仍存在小作坊配料的形式。人工按照配方用台电子秤、电子秤对各项小粉料称量，混合，包装。这样的配料方式，人员的劳动强度大，作业环境差，称量精度差，易配错，不易满足快速、连续的生产，给生产带来不良因素。我现在配料系统的是在炼胶系统中使用的配料系统PLC配料系统小粉料自动配料系统。它也可以在类似的称量系统中使用。 （二）配料系统方案配料系统 PLC配料系统小粉料自动配料系统：由配料系统工控机（配料系统电脑），把配方发送到PLC配料系统，称重显示控制器通过PROFIBUS（现场总线），实时与PLC配料系统通信，PLC配料系统控制整个配方的自动配料系统。配料系统电脑通过软件包对整个自动配料系统过程进行实时监控。从而实现配料系统化的自动配料系统。 二、PLC配料系统的基本知识 （一）PLC配料系统的基本概念 配料系统可编程逻辑控制器，简称PLC配料系统，是为工业控制应用而配料系统制造的。早期的PLC配料系统主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，它已经大大超过了逻辑控制的范围。 （二）PLC配料系统的产生与发展 在PLC配料系统出现前，在工业电气控制领域中，继电器控制占主导地位，应用广泛。但是继电器控制系统存在体积大、可靠性低、查找和排除故障困难等缺点，特别是其接线复杂、不易更改，对生产工艺变化的适应性差。 1969年美国数字设备公司成功研制了一台可编程控制器，这种新型的工业配料控制装置以其简单易懂，操作方便，可靠性高，通用灵活，体积小，使用寿命长等一系列优点，这项技术很快发展起来。 20世纪80年代以后，随着大规模、超大规模集成电路等微电子技术的迅速发展，使PLC配料系统得到迅速发展。PLC配料系统成为把自动化技术、计算机技术、通讯技术融为一体的新型工业控制装置。PLC配料系统不仅控制功能增强，而且具有通信和联网、数据处理和图象显示等功能。 (三）PLC配料系统的特点与应用领域 1、PLC配料系统的特点 PLC配料系统技术之所以高速发展，除了自动化的客观需要外，主要是因为它具有许多优点：可靠性高、抗干扰能力强；编程简单、使用方便；功能完善、通用性强；配料系统安装简单、维护方便；体积小、重量轻、能耗低等。它较好地解决了工业领域中普遍关心的可靠、安全、灵活、方便、经济等问题。 2、PLC配料系统的应用领域 目前，在国内外PLC配料系统已广泛应用于生产、生活的各行各业，从应用类型看，PLC配料系统的应用大致可归纳为开关量逻辑控制、运动控制、过程控制、数据处理、通信联网等几个方面。 （四）PLC配料系统的工作原理 PLC配料系统采取每个扫描周期内，输入采样、用户程序执行、输出刷新的工作方式，在扫描周期内用户程序按顺序执行。 1、工作过程 当PLC配料系统投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段，称作一个扫描周期，也称为一个工作周期。在整个运行过程中，PLC配料系统的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。 2、工作流程图 PLC配料系统的工作过程包括送电、运行、自诊断、通讯等，如图2-2所示。一个工作周期包括自诊断、通讯、输入采样、用户程序执行、输出刷新。 三、PLC配料系统的控制系统 PLC配料系统控制系统内容与步骤 1、配料系统的工艺条件和控制要求 被控对象就是受控的机械、电气设备、生产线或生产过程。控制要求主要指控制的基本方式、应完成的动作、自动工作循环的组成、必要的保护和联锁等。对较复杂的控制系统，还可将控制任务分成几个独立部分，这种可化繁为简，有利于编程和调试。 2、配料系统输入输出设备 根据被控对象对PLC配料系统控制系统的功能要求，配料系统系统所需的用户输入、输出设备。常用的输入设备有按钮、选择开关、行程开关、称重模块等，常用的输出设备有继电器、接触器、指示灯、电磁阀等。 3、选择合适的PLC配料系统类型 根据已配料系统的用户输入输出设备，统计所需的输入信号和输出信号的点数，选择合适的PLC配料系统类型，包括配料系统的选择、容量的选择、输入输出模块的选择、电源模块的选择等。 4、自动配料系统分配I/O点 分配PLC配料系统的输入输出点，编制出输入输出分配表或者画出输入输出端子的接线图。接着就可以进行PLC配料系统程序配料系统，同时可进行控制柜或操作台的配料系统和现场施工。 5、配料系统应用系统梯形图程序 根据工作功能图表或状态流程图等配料系统出梯形图即编程。这一步是整个应用系统配料系统的核心工作，也是比较困难的一步，要配料系统好梯形图，首先要十分熟悉控制要求，同时还要有一定的电气配料系统的实践经验。 6、将程序输入PLC配料系统 当使用简易编程器将程序输入PLC配料系统时，需要先将梯形图转换成指令助记符，以便输入。当使用可编程序控制器的辅助编程软件在计算机上编程时，可通过上位机的连接电缆将程序下载到PLC配料系统中去。 7、进行软件测试 程序输入PLC配料系统后，应行测试工作。因为在程序配料系统过程中，难免会有疏漏的地方。因此在将PLC配料系统连接到现场设备上去之前，必需进行软件测试，以排除程序中的错误，同时也为整体调试打好基础，缩短整体调试的周期。 8、点对点核对调试 在控制柜及现场施工完成后，要用PLC配料系统对输入设备如按钮、选择开关、行程开关、称重模块等，输出设备如继电器、接触器、指示灯、电磁阀、电机等进行点对点测试，看安装、接线是否正确，该点动作是否正确，若有误并及时改正。 9、应用配料系统整体调试 在PLC配料系统软硬件测试完成后，就可以进行整个系统的联机调试，如果控制系统是由几个部分组成，则应先作局部调试，然后再进行整体调试；如果控制程序的步序较多，则可行分段调试，然后再连接起来总调。调试中发现的问题，要逐一排除，直至调试成功。 （一）PLC配料系统控制系统的硬件 PLC配料系统控制系统的硬件配料系统是指硬件选型。合理选择PLC配料系统，对提高PLC配料系统控制系统的技术、经济指标有着重要作用。 1、PLC配料系统配料系统选择 配料系统选择的基本原则是在满足控制功能要求的前提下，保证配料系统工作可靠、维护使用方便及的性能价格比。具体应考虑配料系统结构合理、配料系统统一、功能强弱适当、PLC配料系统环境的适应性等因素。 2、PLC配料系统容量的选择 PLC配料系统容量包括两个方面:一是I/O的点数:二是用户存储器的容量(字数)。I/O点数应当有适当裕量。 3、I/O模块的选择 根据PLC配料系统输入量和输出量的点数和性质，可以配料系统I/O模块的型号和数量，PLC配料系统相应有许多种I/O接口模块，包括开关量输入、输出模块、模拟量输入、输出模块，配料系统式输入、输出模块，可以根据实际需要进行选择使用。 4、电源模块的选择 电源模块的选择一般只需考虑输出电流。电源模块的额定输出电流必须大于处理器模块、I/O模块、专用模块等消耗电流的总和。 （二）PLC配料系统控制系统的软件配料系统 PLC配料系统控制系统软件开发的过程与任何软件的开发一样，先要进行可行性研究，然后，还要经历需求分析、软件配料系统、编程实现、软件测试、运行维护等几个环节。PLC配料系统应用软件的配料系统是一项十分复杂的工作，它要求既要有PLC配料系统、计算机程序配料系统的基础，又要有自动控制的知识，还要有一定的现场实践经验。 软件配料系统过程是对程序结构、数据结构和过程细节逐步求精的过程，是将需求规格说明逐步转化为源代码的过程。 软件过程配料系统考虑软件总体结构中模块之间的控制分层关系，而软件过程配料系统的任务主要是描述算法的细节，以及模块间的处理顺序。可用流程图、框图、梯形图等工具来描述。 （四）PLC配料系统控制系统的通信联网 依靠的工业网络技术可以迅速有效地收集、传送生产和管理数据。PLC配料系统具有通信联网的功能，它使PLC配料系统与PLC配料系统之间、PLC配料系统与上位计算机以及其他配料系统设备之间能够实时交换信息，形成一个统一的整体，实现分散集中控制。多数PLC配料系统具有RS-232或RS-485接口，还有一些内置有支持各自通信协议的PN、DP接口。 四、配料系统PLC配料系统小粉料自动配料系统总体配料系统 （一）配料系统PLC配料系统小粉料自动配料系统简介 配料系统PLC配料系统小粉料自动配料系统：适用于小粉料（包括小粒料）的自动配料系统。主要面向于炼胶行业配料系统，类似的轮胎行业的自动配料系统也可以使用。由配料系统工控机（配料系统电脑），把配方发送到PLC配料系统，称重显示控制器通过PROFIBUS（现场总线），实时与PLC配料系统通信，PLC配料系统控制整个配方的自动配料系统。配料系统工控机通过软件包对整个自动配料系统过程进行实时监控。从而实现自动配料系统的配料系统化。 此配料系统PLC配料系统小粉料自动配料系统，对炼胶过程中小用量的小粉（粒）料进行自动配料系统。有20种小粉（粒）料自动配料系统，加上2种人工离线称量，配料系统电脑自动记录。能满足炼胶系统小粉（粒）料的配料需要。小粉料自动配料系统流程图如 （二）小粉料自动配料系统 1、自动配料系统中的加料方式 小粉料自动配料系统：有两种称量系统，电磁振动配料系统加料器自动配料系统，双螺杆配料系统加料器自动配料系统。前8料斗秤装小颗粒配料，采用电磁振动加料装置，加料控制采用双速控制，以保证称量精度和称量效率，震荡频率按物料特性及误差要求，每一物料逐一加以设定，分别由A、B两个电子配料防爆电子秤自动配料系统。电磁振动配料系统加料器如图4-2前两个电子配料防爆电子秤所示。 后12种料斗秤装小粉料，采用双螺杆加料装置，螺旋加料机由变频器控制，分快速、慢速，点动加料，以保证称量精度和称量能力，分别由C、D、E、三个电子配料防爆电子秤自动配料系统。双螺杆配料系统加料器如图4-2后三个电子配料防爆电子秤所示。 2、自动配料系统过程 小粉料自动配料系统：有五个自动配料系统电子秤，一个手动称量电子秤，一个校核防爆电子秤组成。人工将配料袋套于配料筐上，配料筐在运输定位轨道、电子配料防爆电子秤、电子校核防爆电子秤上自动运行。电子防爆电子秤分布与料筐运转如图4-2下部分所示。 配料时，各料筐按工艺配方要求，自动运行至相应电子配料防爆电子秤上并定位，自动扣除皮重，配料系统加料器便向配料筐内加料，运行计量配料。当A、B、C、D、E防爆电子秤都有配料称量时，五个防爆电子秤可以同时进行称量。计量完毕，各配料筐自动运行至下一工位。按工艺配方各种物料配料完毕，人工取出配料筐内已经加料完毕的配料袋，并套入新的配料袋，经校核防爆电子秤检验物料已取出，则继续循环工作。如物料未取出，则有声光报警通知工人，直至完成按此工艺配方设定的车数。再通过计算机设定新的工艺配方或调出已存储好的工艺配方开始新的称量配料。 3、配料系统加料器电气原理 电磁振动配料系统加料器，A称、B称分别由两块全隔离单相交流调压模块B1、B2提供电震器电源。双螺杆配料系统加料器，C称、D称、E称分别由3个变频器提供快称、慢称、点动的电源。变频器选用西门子6SE6440-2UD21-5AA1。 （三）PLC配料系统小粉料自动配料系统 1、PLC配料系统小粉料自动配料系统的硬件配料系统 PLC配料系统小粉料自动配料系统选用了工程中常用的西门子S7-300系列PLC配料系统产品。 ①、电源、CPU、IM接口选择 电源采用外部供电，稳压直流电源（AC220V/DC24V10Ａ）；为满足网络通信、配料系统称重仪表联网需要，CPU选择新型号CPU315-2PN/DP；由于输入输出模块大于11槽，需要扩展机架，两个机架可以上下紧挨安装，接口模块选择IM365-0BA01-2AA0发送、接收模块对一对。 ②、PLC配料系统输入点统计 选料斗秤，常开开关20个（选A1料斗秤、选A2料斗秤、选A3料斗秤、选A4料斗秤、选B1料斗秤、选B2料斗秤、选B3料斗秤、选B4料斗秤、选C1料斗秤、选C2料斗秤、选C3料斗秤、选C4料斗秤、选D1料斗秤、选D2料斗秤、选D3料斗秤、选D4料斗秤、选E1料斗秤、选E2料斗秤、E3料斗秤、选E4料斗秤）； 投料门关到位，接近开关20个：（A1投料门关到位、A2投料门关到位、A3投料门关到位、A4投料门关到位、B1投料门关到位、B2投料门关到位、B3投料门关到位、B4投料门关到位、C1投料门关到位、C2投料门关到位、C3投料门关到位、C4投料门关到位、D1投料门关到位、D2投料门关到位、D3投料门关到位、D4投料门关到位、E1投料门关到位、E2投料门关到位、E3投料门关到位、E4投料门关到位） 料位计，低料位20个：（A1料斗秤低料位、A2料斗秤低料位、A3料斗秤低料位、A4料斗秤低料位、B1料斗秤低料位、B2料斗秤低料位、B3料斗秤低料位、B4料斗秤低料位、C1料斗秤低料位、C2料斗秤低料位、C3料斗秤低料位、C4料斗秤低料位、D1料斗秤低料位、D2料斗秤低料位、D3料斗秤低料位、D4料斗秤低料位、E1料斗秤低料位、E2料斗秤低料位、E3料斗秤低料位、E4料斗秤低料位） 转向行程开关，4个：（转向1行程开关、转向2行程开关、转向3行程开关、转向4行程开关） 转向气缸接近开关，8个：（转向1气缸前进位、转向1气缸后退位、转向2气缸前进位、转向2气缸后退位、转向3气缸前进位、转向3气缸后退位、转向4气缸前进位、转向4气缸后退位） 加料阀开接近开关，20个：（A1加料阀开、A2加料阀开、A3加料阀开、A4加料阀开、B1加料阀开、B2加料阀开、B3加料阀开、B4加料阀开、C1加料阀开、C2加料阀开、C3加料阀开、C4加料阀开、D1加料阀开、D2加料阀开、D3加料阀开、D4加料阀开、E1加料阀开、E2加料阀开、E3加料阀开、E4加料阀开） 防爆电子秤气缸升降到位接近开关，12个：（A防爆电子秤气缸升到位、A防爆电子秤气缸降到位、B防爆电子秤气缸升到位、B防爆电子秤气缸降到位、C防爆电子秤气缸升到位、C防爆电子秤气缸降到位、D防爆电子秤气缸升到位、D防爆电子秤气缸降到位、E防爆电子秤气缸升到位、E防爆电子秤气缸降到位、校核防爆电子秤气缸升到位、校核防爆电子秤气缸降到位） 螺旋电机运行信号，12个：（C1螺旋电机运行C2螺旋电机运行C3螺旋电机运行C4螺旋电机运行D1螺旋电机运行D2螺旋电机运行D3螺旋电机运行D4螺旋电机运行E1螺旋电机运行E2螺旋电机运行E3螺旋电机运行E4螺旋电机运行） 操作开关，15个：（自动选择加料除尘启动取料除尘启动急停暂停继续现场取料现场暂停现场继续超重认可校核防爆电子秤放行现场急停加料除尘风机取料除尘风机） 模拟量输入5个：“A防爆电子秤震动器(1-5v)B防爆电子秤震动器(1-5v)C防爆电子秤变频器(0-5v)D防爆电子秤变频器(0-5v)E防爆电子秤变频器(0-5v)” ③、PLC配料系统输出点统计 防爆电子秤气缸电磁阀输出6个：（A防爆电子秤气缸B防爆电子秤气缸C防爆电子秤气缸D防爆电子秤气缸E防爆电子秤气缸校核防爆电子秤气缸） 料料斗秤加料阀电磁阀输出20个：（A1料斗秤加料阀A2料斗秤加料阀A3料斗秤加料阀A4料斗秤加料阀B1料斗秤加料阀B2料斗秤加料阀B3料斗秤加料阀B4料斗秤加料阀C1料斗秤加料阀C2料斗秤加料阀C3料斗秤加料阀C4料斗秤加料阀D1料斗秤加料阀D2料斗秤加料阀D3料斗秤加料阀D4料斗秤加料阀E1料斗秤加料阀E2料斗秤加料阀E3料斗秤加料阀E4料斗秤加料阀） 料料斗秤破拱电磁阀输出20个：（A1料斗秤破拱阀A2料斗秤破拱阀A3料斗秤破拱阀A4料斗秤破拱阀B1料斗秤破拱阀B2料斗秤破拱阀B3料斗秤破拱阀B4料斗秤破拱阀C1料斗秤破拱阀C2料斗秤破拱阀 C3料斗秤破拱阀C4料斗秤破拱阀D1料斗秤破拱阀D2料斗秤破拱阀 D3料斗秤破拱阀D4料斗秤破拱阀E1料斗秤破拱阀E2料斗秤破拱阀 E3料斗秤破拱阀E4料斗秤破拱阀） 料斗秤加料门开电磁阀输出20个：A1料斗秤加料门开A2料斗秤加料门开A3料斗秤加料门开A4料斗秤加料门开B1料斗秤加料门开B2料斗秤加料门开B3料斗秤加料门开B4料斗秤加料门开C1料斗秤加料门开C2料斗秤加料门开C3料斗秤加料门开C4料斗秤加料门开D1料斗秤加料门开D2料斗秤加料门开D3料斗秤加料门开D4料斗秤加料门开E1料斗秤加料门开E2料斗秤加料门开E3料斗秤加料门开E4料斗秤加料门开) 转向气缸电磁阀4个：（转向1气缸转向2气缸转向3气缸转向4气缸） 取料除尘脉冲阀5个：（取料除尘脉冲阀1取料除尘脉冲阀2取料除尘脉冲阀3取料除尘脉冲阀4取料除尘脉冲阀5） 加料除尘脉冲阀5个：（加料除尘脉冲阀1加料除尘脉冲阀2加料除尘脉冲阀3加料除尘脉冲阀4加料除尘脉冲阀5） 加料电震器输出8个：（A1加料电震器A2加料电震器A3加料电震器A4加料电震器B1加料电震器B2加料电震器B3加料电震器B4加料电震器） 变频器输出6个：（C防爆电子秤变频器启动C防爆电子秤变频器复位D防爆电子秤变频器启动D防爆电子秤变频器复位E变频器启动E变频器复位） 投料振动筛电磁阀输出20个：（A1料斗秤投料振动筛A2料斗秤投料振动筛A3料斗秤投料振动筛A4料斗秤投料振动筛B1料斗秤投料振动筛B2料斗秤投料振动筛B3料斗秤投料振动筛B4料斗秤投料振动筛C1料斗秤投料振动筛C2料斗秤投料振动筛C3料斗秤投料振动筛C4料斗秤投料振动筛D1料斗秤投料振动筛D2料斗秤投料振动筛D3料斗秤投料振动筛D4料斗秤投料振动筛E1料斗秤投料振动筛E2料斗秤投料振动筛E3料斗秤投料振动筛E4料斗秤投料振动筛） 指示灯输出47个：（自动开始加料除尘风机取料料斗秤除尘风机超重报警超时报警暂停蜂鸣报警(操作台)A1料斗秤低料位A2料斗秤低料位A3料斗秤低料位A4料斗秤低料位B1料斗秤低料位B2料斗秤低料位B3料斗秤低料位B4料斗秤低料位C1料斗秤低料位C2料斗秤低料位C3料斗秤低料位C4料斗秤低料位D1料斗秤低料位D2料斗秤低料位D3料斗秤低料位D4料斗秤低料位E1料斗秤低料位E2料斗秤低料位E3料斗秤低料位E4料斗秤低料位选A1号料斗秤灯选A2号料斗秤灯选A3号料斗秤灯选A4号料斗秤灯选B1号料斗秤灯选B2号料斗秤灯选B3号料斗秤灯选B4号料斗秤灯选C1号料斗秤灯选C2号料斗秤灯选C3号料斗秤灯选C4号料斗秤灯选D1号料斗秤灯选D2号料斗秤灯选D3号料斗秤灯选D4号料斗秤灯选E1号料斗秤灯选E2号料斗秤灯选E3号料斗秤灯选E4号料斗秤灯 加料螺旋电机接触器输出12个：（C1加料螺旋电机C2加料螺旋电机C3加料螺旋电机C4加料螺旋电机D1加料螺旋电机D2加料螺旋电机D3加料螺旋电机D4加料螺旋电机E1加料螺旋电机E2加料螺旋电机E3加料螺旋电机E4加料螺旋电机） 加料除尘、取料除尘接触器输出2个。 ④、输入输出模块选用 根据PLC配料系统输入、输出点数的统计，再考虑适当裕量，可以配料系统I/O模块的型号和数量为：输入模块321-1BL00-0AA0，5块；模拟量输入、模块322-5HF00-0AB0，1块；输出模块322-1BL00-0AA0，4块；输出模块322-1BH01-0AA0，1块；输出模块322-1HH01-0AA0，1块。 ⑤、PLC配料系统电气原理 PLC配料系统的CPU、IM接口、输入输出模块的配置如图4-4所示：部分PLC配料系统的输入点的分布见图4-5PLC配料系统电气原理图所示。 2、PLC配料系统小粉料自动配料系统的软件系统 PLC配料系统的软件配料系统是根据前面“PLC配料系统控制系统的配料系统内容与步骤”的具体步骤进行配料系统。 （四）配料系统PLC配料系统小粉料自动配料系统 配料系统PLC配料系统小粉料自动配料系统具有很强的联网控制功能，联网图可见（图4-3，S7-300硬件组成与联网），它的配料系统化主要体现在以下几方面： 1、给料部分 配料系统采用条码扫描，扫描正确才能投入该种配料，便于物料配送系统系统化、规范化，对配料的追溯，同时避免配料投错。 2、称量部分 称量部分可以实现20种配料自动配料系统。防爆电子称选用的IND331称重显示控制器，具有PROFIBUS现场总线接口,七台电子称通过现场总线与PLC配料系统直接连接，实现配料系统控制，实现自诊断、自动零位跟踪、动态称量、数据实时通信控制。 3、配料系统工控机控制监控 配料系统工控机根据VB6.0编写的软件包实现对自动配料系统过程的管理、监控，监控画面，采用分屏器，主控室、生产现场均有显示画面实时监控，监控画面如图4-9配料系统工控机监控画面。 4、远程联网监控 远程联网配料系统电脑可以配方发送，在线监控。服务器端可远程管理现场生产机台的配方数据，统计报表，下达生产任务，远程控制。 | |
