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ENGLISH0755-88840386發(fā)布時間:2021-08-11 11:43:11 |來源:網(wǎng)絡轉(zhuǎn)載
天津某化工部的兩臺WOOkg精對苯二甲酸定量包裝秤系RichardSimon公司的Com-putapak稱量秤控制裝置,用微機技術(shù)為稱量機器提供全面和靈活的控制機制。Computapak可與任何以負荷壓力傳感器為基礎的稱量秤(凈重稱量秤、毛重稱量秤和稱量平臺)聯(lián)接。
1系統(tǒng)的構(gòu)成
系統(tǒng)由3部分組成:負荷壓力傳感器、操作給料和出料系統(tǒng)MK2、數(shù)字顯示器。給料和出料系統(tǒng)內(nèi)部模塊有3塊印刷電路板(PCB)。它們是:
(1)PSU/10PCB(PCBNo791)PSU/10PCB板(安裝在柜子的后面)包括有各種供電電源,8套裝置輸出繼電器,8套光隔離裝置輸入、接口聯(lián)接件、負荷壓力傳感器接線端子和裝置接口端子塊。所有的裝置聯(lián)接均在裝有PCB端子塊上進行。2條帶狀電纜與模擬PCB相連接。
(2)模擬PGB(PCBNo792)模擬PCB(裝配在單板控制PCB)安裝在皎接的前門上,由一件屏蔽箱盒覆蓋著。模擬PCB板上包括有負荷壓力傳感器放大器和調(diào)節(jié)器。模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(預置負荷、零和量程〈范圍〉常數(shù))和數(shù)個數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器。模擬PCB產(chǎn)生一個勵磁電壓(在135mA時10Vde最大)給負荷壓力傳感器。
進入的負荷壓力傳感器的重量信號(5~30mV)經(jīng)過放大一靜負載(空稱量料器)偏移一調(diào)節(jié)電路增益,形成的活負荷信號經(jīng)濾波并由一件高速模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。最大靜負荷偏移為負載壓力傳感器輸出信號的66%。模擬PCB與單板控制PCB之間,用帶狀電纜聯(lián)接。
(3)單板控制器PCB(PCBNo793)o裝配在模擬PCB下的單板控制器PCB,安裝在皎接前門上,并用屏蔽箱覆蓋。單板控制器PCB±包括有Z80CPUEPROM軟件、恒定數(shù)據(jù)EEPROM參數(shù)和記錄數(shù)據(jù)CMOSRAM(電池支持的),鍵盤接口和LCD顯示器。累加器顯示器為大尺寸7塊(區(qū))型;小輔助顯示器為2行24字符/數(shù)字顯示器,用帶狀電纜與薄膜式數(shù)字和功能開關陣聯(lián)接。
2工作過程
為了實現(xiàn)最快的罐裝和保持最佳的秤重精度,釆用2種速率向稱量秤供料:
(1)主給料(快速)速率??焖俳o料階段螺桿快速運轉(zhuǎn),將應給重量絕大部分供入稱量秤。
(2)次給料(慢速)速率。在達到一設定重量時,給料速率由主(快)速率轉(zhuǎn)換為次(慢)速率,以便使控制器準確地確定給料切斷(停止)點。在次(慢)速率給料階段,螺桿以低速運轉(zhuǎn),將物料以低速供至稱量盤中。恰在即將達到要求重量之前,螺桿停止運轉(zhuǎn)其給料閘門關閉。運行在給料閘門與稱量秤中產(chǎn)品之間的物料在切斷(停止〉時落入稱量秤從而構(gòu)成所要求的重量。見圖1。
1)主給料。在開始一個稱量循環(huán)時,給料機構(gòu)是以主(快速)給料速度將物料供入稱量盤中。與此同時,主給料消隱計時器開始計時,當稱量盤中的重量達到該值時,供料稱量秤物料的速度改變?yōu)槲⒘克俾省?br />
主給料停止點=目標重量-(微量給料量+補償)
2)微量給料優(yōu)化。在主給料停止點,為稱量盤供料的給料速率由主給料改變?yōu)槲⒘?慢)給料速率。微量給料階段必須時間適中以確保主給料停止之后的稱量盤調(diào)定,又不致于使整個機器循環(huán)時間慢下來。
微量給料停止點=目標重量-補償
3現(xiàn)在狀況
(1)秤量料斗內(nèi)物料掛壁現(xiàn)象嚴重。通過反復檢驗,精對苯二甲酸粉料吸附在計量料斗壁上的現(xiàn)象比較嚴重,多時可達20kg和30kg.見圖2.
(2)計量性能不穩(wěn)定。近幾年觀察,每年5~6月為問題多發(fā)期,PTA定量包裝秤超差現(xiàn)象嚴重,合格率約70%,有少數(shù)高達十幾公斤且正負不定。包裝秤在正常運行中,各相關部件的動作會使計量斗產(chǎn)生機械振動,再加上其它連接件的影響,使得秤的零點和量程不斷變化,造成定量誤差。
4原因分析
(1)掛壁現(xiàn)象:精對苯二甲酸含水分小于0.3%,PTA在管道內(nèi)經(jīng)干燥的氮氣吹送,物料與物料、物料與管道在經(jīng)過快速給料階段的摩擦,物料本身帶有一種電荷,容易附掛在料斗壁上。
(2)計量性能不穩(wěn)定:因原設備裝有單板控制器PCB(PCBNo793)o裝配在模擬PCB下的單板控制器PCB,安裝在釵接前門上并用屏蔽箱覆蓋。單片機是智能型器件,它的運行是依照制作者視具體場合需要而預先設好的程序進行的。缺點抗干擾性差,性能不太穩(wěn)定,高溫時易出現(xiàn)錯誤。
(3)壓力傳感器應力受影響:壓力傳感器在正常情況使用下,其壽命一般在100萬次以內(nèi)。
5解決方案
(1)更換PCB792單片機。用靜態(tài)測量方法取代原來的動態(tài)測量,提高測量精度。在落料過程中進行動態(tài)測量,測量數(shù)據(jù)重復性差,即使采集若干數(shù)據(jù)也很難反映實際重量。在快速落料結(jié)束后進行靜態(tài)測量,可一次精確測得實際重量。
(2)用容積補償方法取代原來的時間補償,增加打包數(shù)量,保證重量準確度,可采用三次投料的方法。首先由高位料倉加料機構(gòu)為螺旋給料器向料倉投料,投放料量為總稱量的85%-90%,然后用1秒時間讓壓力傳感器應力恢復平穩(wěn)后稱重,不足部分由細加料通過控制電機轉(zhuǎn)數(shù)將不足部分物料投入稱料倉(投放料量=目標量-主給料量),兩次投放量為總量的98%-99%時等待2秒物料完全落到料倉后稱重,然后用變頻器控制電機轉(zhuǎn)數(shù),將差額部分采用容積補償,顯示物料重量。既加快稱量速度又提高了準確度。
(3) 更換型號為C3的壓力傳感器。
(4) 輸料管線加裝接地極(至少5處),從高位料倉到定量包裝秤底座,檢修接地極。任何一點對地電阻應小于4Q。
(5) 將復檢秤信號引到PX1模塊。
6 數(shù)據(jù)采集
( l) PXI 模塊。
選用美國國家儀器公司(NationalInstruments)數(shù)據(jù)釆集與信號調(diào)理儀器。PX1是一種專為工業(yè)數(shù)據(jù)釆集與自動化應用的模塊化儀器平臺,具備機械、電氣與軟件等多種專業(yè)特性。
(2)實時控制。NI為用戶提供專業(yè)級的軟、硬件工具用于開發(fā)集成式實時控制解決方案。利用LabVIEWRT(實時)模塊與專門的RT系列硬件,您就可以自定義開發(fā)各種嵌入式實時系統(tǒng)。
(3)LabVIEW圖形化編程軟件。N1公司的LabVIEW是業(yè)界領先的高效圖形化應用開發(fā)環(huán)境。利用LabVIEW直觀的圖形化開發(fā)特性,可將精力集中在如何解決測量和控制任務本身,而不是如何解決編程困難上。
綜上所述,精對苯二甲酸定量包裝秤系統(tǒng)改造后,測量98000包(t)精度達到了0.1%,包裝速度比以前加快10%,滿足裝置生產(chǎn)的需要。
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