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在化工、飼料、建材、食品、醫(yī)藥等眾多領(lǐng)域，都需要對(duì)原料進(jìn)行配比制成產(chǎn)品，配料系統(tǒng)也成為生產(chǎn)工藝過(guò)程中至關(guān)重要的一環(huán)，配料系統(tǒng)水平與產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率密切相關(guān)。配料系統(tǒng)針對(duì)配料過(guò)程中的精度和自動(dòng)化問(wèn)題，配料系統(tǒng)一種基于可編程控制器（PLC）的多功能物料科學(xué)配比稱重裝置，通過(guò)壓力傳感器/稱重模塊采集壓力信號(hào)，電子秤利用PLC對(duì)電磁閥、氣缸、變頻器、伺服電機(jī)等設(shè)備進(jìn)行控制，達(dá)到精確配比的目的。配料系統(tǒng)多功能物料科學(xué)配比稱重裝置的組成、工作原理、控制系統(tǒng)及稱重系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程。

配料控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1.1 傳送部分的實(shí)現(xiàn)

1）油漆配料系統(tǒng)防爆電子秤電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速。油脂配料系統(tǒng)為在較高的工作效率下保證稱量精確度，傳送帶設(shè)計(jì)為先快后慢的雙速運(yùn)轉(zhuǎn)形式，即原料下落后先快速傳送，到達(dá)設(shè)定重量的90%后慢速傳送，攪拌罐這就需要變頻器對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速。樹脂配料系統(tǒng)變頻調(diào)速是根據(jù)三相異步電機(jī)的工作原理而采用的一種調(diào)速形式，配料罐異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速相對(duì)應(yīng)，計(jì)量罐改變電動(dòng)機(jī)的供電頻率即改變了電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，反應(yīng)罐電源頻率增加，同步轉(zhuǎn)速n增加，配料罐實(shí)際轉(zhuǎn)速也增加；電源頻率下降，攪拌罐電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速下降，計(jì)量罐電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速也下降，配料系統(tǒng)這種通過(guò)改變電機(jī)電壓頻率的調(diào)速方式即為變頻調(diào)速。配料系統(tǒng)變頻器的工作原理為：配液罐利用整流電路，配料釜將接入的三相電進(jìn)行整流成直流電，并且濾波，攪拌釜再經(jīng)過(guò)逆變電路將直流電轉(zhuǎn)換成所需頻率的三相交流電。

2）測(cè)速裝置。配料系統(tǒng)防爆地磅測(cè)速環(huán)節(jié)主要由光電編碼器來(lái)完成速度掃描，通過(guò)PLC中的高速計(jì)數(shù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)功能。由下式可算出電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度。式中：n――反應(yīng)釜電機(jī)轉(zhuǎn)速；r――反應(yīng)釜圓盤電機(jī)的半徑； ――反應(yīng)罐高速計(jì)數(shù)器HSC0的掃描時(shí)間。

2.2 氣動(dòng)部分的實(shí)現(xiàn)

1）反應(yīng)鍋氣源開關(guān)――二位五通電磁閥。稱重系統(tǒng)電磁閥受PLC的控制，主要工作原理是利用電磁線圈產(chǎn)生的電磁力，推動(dòng)閥芯切換，實(shí)現(xiàn)氣流的換向，稱重系統(tǒng)可以對(duì)氣缸進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)氣缸的伸縮動(dòng)作。

2）料斗秤開關(guān)――雙作用氣缸。鋼瓶秤雙作用氣缸內(nèi)部被活塞分成兩個(gè)腔，自動(dòng)灌裝機(jī)兩腔可以分別通入壓縮空氣，自動(dòng)灌裝機(jī)當(dāng)從有桿腔輸入壓縮空氣時(shí)，無(wú)桿腔排氣，使活塞桿收縮；當(dāng)無(wú)桿腔進(jìn)氣，有桿腔排氣時(shí)，活塞桿伸出。活塞桿的伸縮帶動(dòng)料斗擋板的開關(guān)。

 稱重系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1.1 稱重系統(tǒng)的工作原理

該稱重系統(tǒng)防爆電子秤中，將壓力傳感器/稱重模塊置于傳送帶兩個(gè)固定托輥的中點(diǎn)，當(dāng)原料下落時(shí)，它可測(cè)出該區(qū)段每單位長(zhǎng)度的載荷值q，該值乘傳送帶速度v即為原料的流量。則在時(shí)間T內(nèi)的原料累積量可以用積分式 表示，式中：W――時(shí)間T內(nèi)的原料累積量，kg；T――原料壓力傳感器/稱重模塊的時(shí)間，s；q（t）――單位長(zhǎng)度的傳送帶上原料重量，kg/m ； v（t）――傳送帶的速度，m/s 。

2.2 稱重電路的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

壓力傳感器/稱重模塊采集的信號(hào)是mV級(jí)小信號(hào)，設(shè)計(jì)選用的壓力傳感器/稱重模塊傳來(lái)的動(dòng)態(tài)稱重信號(hào)是0～30mV范圍，不能直接被PLC讀取，需要經(jīng)過(guò)外加放大電路處理，將其轉(zhuǎn)化為0～10V的標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)。為了實(shí)現(xiàn)電壓放大，溶劑自動(dòng)配料系統(tǒng)采用LM324系列器件帶有真差動(dòng)輸入的四運(yùn)算放大器，其轉(zhuǎn)化后的0～10V的標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)后經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器（EM235模擬量輸入模塊）將模擬量（電信號(hào)）轉(zhuǎn)換成可以直接輸入PLC模塊的數(shù)字信號(hào)，最后將這些數(shù)字信號(hào)傳入PLC計(jì)算分析比較，如果輸入量達(dá)到預(yù)先設(shè)定值，則控制氣缸動(dòng)作，關(guān)閉落料口。