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陶瓷配料自动化系统

发布时间:2021-06-01 17:15:57 |来源:网络转载

1 前 言
现代化的陶瓷工业企业对于原料的要求是十分严格和重视的。其原因在于:①原料是生产制品的基础,其质量高低和稳定性会影响到整个生产过程和制品的最终质量和生产水平; ②直接影响到是否能发挥先进的、现代化的技术装备和生产工艺的有效作用。
现代陶瓷工业生产对原料的要求必定走标准化、 专业化、 商业化的道路。原料的精选、 精制的目的就是由专业生产企业对原料进行综合性的开采、开发和利用, 去除原料中有害杂质, 将各种原料按一定配制比例使其在化学组分、矿物组分和颗粒组分上达到生产工艺的质量要求,稳定地供应给用户。配料失误会给整个生产酿成事故,所以应对配料过程的质量控制给予足够重视,配料自动控制系统在生产中的应用可以提高配料质量,也大大减轻了岗位工人的劳动强度, 提高了生产率。
2称重配料系统
陶瓷原料在进行配料前, 经过以下几个步骤:
利用称重仪表组成的配料系统如图 . 所示。其原理如下:首先根据配制比例设定各物料的加量值,由配料控制器顺序执行各种物料的加料,通过称重仪表检测此物料的加入量直到此物料加量达到设定值时,关闭此物料的进料阀门,完成此物料的加量后进入下一种物料的加入过程,直到所有的物料按照设定加量值加量完毕结束配料。
此系统的关键在于配料控制器,控制器根据称重仪表的值来进行控制。系统称重过程要求物料连续输入, 一次关断, 投入的料正好是所要求的值 (误差≤0.5%), 因此, 对进料阀门的控制必须精确。当进料阀门关闭时,从出料口到料斗底部的一段“飞流量” 尚未落下,所以必须预测补偿。下面介绍带预测补偿功能的配料控制器的组成与原理。
3 配料控制器
3.1 配料控制器硬件设计原理
硬件原理图的左边部分完成对重量信号的测量及对进料阀门的控制。物料重量经高精度传感器转换为电压信号, 在测量单元中经过前置放大、 阻容滤波及后级放大后进入 A/D 转换系统,最后进入单片机系统。
原理图右边部分完成对系统运行状态的测量,它由驱动系统,执行机构和状态传感器组成。这个环节能把配料过程中原料的状态,执行机构的状态等信息反馈给单片机系统,使得系统的故障信息及时反馈出来。
3.2 动态测量过程的数学模型
设进料阀门关闭瞬间称重仪表的读数为 Y1 ,但从出料口到料斗底部的一段 “飞流量” 尚未掉下, 因此,Y1 与实际进量 Y2 不相同。设 Y1-Y2=△y,△y是一个无法测量的值。如要使Y2等于定量值Y, 则必须预先估计△y,因此提出以下动态估计△y 值的模型。
首先考虑△y为不变或缓变的情况。 假定第 i次称重的误差为δi, 则 δi=Y1-Y 此时利用多次δi的统计值来修正△y。
其次考虑物流突变的情况, 利用本周期 mi和上周期mi-1 的相对变化△mi (△mi = mi-mi-1 ) , 来修正△y :
利用上式估计出的△y 值完全适应物流变化,这一模型编程方便, 效果明显。
3.3 软件设计
系统软件共分为三个主要模块, 系统称重过程控制作为主程序模块, 两个主要子程序模块分别为动态测量模块和状态自检模块。 主程序模块实现对两个子程序模块的调用, 状态自检模块能够进行状态测量及状态信息的显示。
4 本系统特点
经过实践应用,利用称重仪表实现配料自动化有很多优点。
4.1 实现质量倍比
称重仪表测量的是物料的重量,而重量与质量成正比,所以称重配料系统可直接实现各物料的质量比例配料, 比体积计量更优越。
4.2系统误差小
所有物料的加量都是通过同一台称重仪表进行检测, 并且各物料的加量控制是靠称量值的前后差值计算来实现。即使称重仪表的零点产生漂移,其用差值表示的加量仍是准确的,也就保证了配比正确。
当仪表的零点和量程同时发生变化后,设称重仪表输入输出的关系为y=kx,H1,H2两种物料之间的配制比例为A,
可见仪表的零点、 量程即使同时改变后, 称重系统仍可实现H1、H2之间准确的配制比例, 从而保证了生产的安全。
5、结束语
预测补偿动态称重配料自动系统的使用, 提高了陶瓷行业自动化水平, 表现出性能可靠, 抗干扰性强, 精度高, 易扩展, 安装调试方便, 有效克服零漂、振动、 落差等对称重精度和速度的影响。

 

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