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本文討論的GZ制磚自動配料機是一種用于免燒磚自動配料、自動稱重計量的設(shè)備。在國家建材政策的調(diào)控下, 燒制紅磚將逐漸退出市場, 隨之而來的將是節(jié)能降耗的無污染建材———免燒磚。然而, 由于這個產(chǎn)業(yè)剛剛興起, 一些國內(nèi)的控制設(shè)備存在無計量或計量不準(zhǔn)等問題。隨著生產(chǎn)對自動控制的要求越來越高, 迫切需要開發(fā)一種可靠且有效的新型配料機。為了解決制磚用戶的實際問題, 我所與臨朐縣志永機電科技有限公司合作開發(fā)了GZ制磚自動配料機, 其性能指標(biāo)優(yōu)于已有的同類設(shè)備。

一、配料機的工作原理
GZ免燒磚自動配料機由計量倉、儲料倉、稱重傳感器、數(shù)字稱重變送器、人機界面( 觸摸屏) 、工業(yè)PLC( 含A/D模塊) 、下位機執(zhí)行設(shè)備組成。
1.稱重傳感器
稱重傳感器是整套系統(tǒng)的重要部件之一, 它的性能及準(zhǔn)確度直接影響整個系統(tǒng)的性能及指標(biāo), 經(jīng)過測試與比較, 設(shè)計研制中選擇了S型稱重壓力傳感器。
S型壓力傳感器具有準(zhǔn)確度高、可靠性好、性能穩(wěn)定、抗偏載能力強等特點。
2.數(shù)字變送器
數(shù)字變送器對傳感器送來的模擬微信號進行放大,并轉(zhuǎn)換成A/D模塊需要的標(biāo)準(zhǔn)信號( 如4mA～20mA、0～10V DC等) , 它的準(zhǔn)確度、可靠性直接決定了計量稱重結(jié)果。在設(shè)計研制時, 筆者采用了KM- 01A型重量變送器。其技術(shù)指標(biāo)如下:

( 1) 激勵電源: 5V DC, 可驅(qū)動6支350Ω的模擬傳感器
( 2) 量程信號范圍: +40mV
( 3) 最小動態(tài)范圍: 2mV
( 4) 電流輸出: 最大負(fù)載電阻500Ω
( 5) 電壓輸出: 最小負(fù)載電阻10000Ω
( 6) 模擬輸出分辨率: 1/10000
( 7) 最大A/D脈沖數(shù): 1000000
( 8) 更新速率: 15次/s
( 9) 模擬輸出類型可選擇: ( 4～20)mA、( 0～20)mA、( 0～24)mA、( 0～5)V、( 0～10)V
( 10) 電源范圍: ( 15～30)V DC
( 11) 工作環(huán)境: 溫度: - 30℃～60℃濕度: ( 10～95)%RH, 無冷凝
( 12) 外形尺寸: 180mm( 長) ×120mm( 寬) ×50mm( 厚)

3.可編程邏輯控制器( PLC)
GZ免燒磚自動配料機采用獨立的PLC, 配以16位模擬量處理模塊, 實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、常規(guī)控制和智能配料控制功能。智能配料控制軟件編程, 符合國際標(biāo)準(zhǔn)IEC1131- 3《可編程邏輯控制器》, 支持順序功能圖、梯形圖和功能塊圖編程方式, 并為用戶提供了生成控制程序、配置系統(tǒng)硬件、讀取診斷信息、在線監(jiān)測變量、強制輸出以及程序文檔處理等各種功能。
4通道16位的高精度A/D轉(zhuǎn)換芯片, 可以測量( 4～20)mA、( 0～20)mA、( 0～24)mA、( 1～5)V、+10V的信號;信號測量準(zhǔn)確度為0.2%FS。

4.人機界面
( 1) 可以同時開啟6個彈出窗口。
( 2) 新增留言板功能, 可更改筆的粗細(xì)、顏色, 并可使用橡皮擦功能等。
( 3) 方便易用而又強大的在線模擬和離線模擬功能, 使繁雜的程序設(shè)計變得輕松有效, 并可節(jié)約大量的工程調(diào)試時間。
( 4) 方便快捷的主從連接方式使多臺觸摸屏的互聯(lián)通信簡單易行、穩(wěn)定可靠且效率出眾。
( 5) 強大的32位RISC處理器的應(yīng)用使MT500擁有更快的處理速度。

5.下位機執(zhí)行設(shè)備
主要包括氣缸、下料助力器等設(shè)備。
下料助力器的工作原理:由電器控制和氣缸行程實現(xiàn)下料助力功能。通過電器的間歇開關(guān)實現(xiàn)電磁氣缸的不間斷來回行程, 推動下料助力器。
在某種物料下料過程中, 當(dāng)前實際重量是隨時變化的。若在下料過程中( 未達到設(shè)定值即某一料倉下料閘門處于開狀態(tài)) , 當(dāng)前重量30s內(nèi)無變化, 說明出現(xiàn)堵料現(xiàn)象, 與之對應(yīng)的下料助力器自動開啟, 完成下料助力功能。濕度大的環(huán)境可選擇下料助力器與下料閘門的同步開關(guān)。即下料閘門開, 與之對應(yīng)的下料助力器同時工作。

二、配料機的技術(shù)指標(biāo)
GZ免燒磚自動配料機的準(zhǔn)確度等級為X( 2) 級。按照J(rèn)JG564- 2002《重力式自動裝料衡器》檢定規(guī)程的要求,其各項技術(shù)指標(biāo)如下:
( 1) 符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T14492- 1993《出口電石包裝鋼桶》的要求。
( 2) 獨立的電路控制, 4路16位模擬量的采集處理模塊, 8路輸入、6路輸出開關(guān)量的采集、控制( 可擴展) 。
( 3) 符合JJG564- 2002的如下要求:①量程信號范圍: ( - 40~40)mV②最小動態(tài)范圍: ( 0~2)mV③工作電源: 220V AC④工作溫度: - 10℃～40℃⑤工作濕度: <95%RH
三、結(jié)束語
GZ免燒磚自動配料機已于2007年5月19日通過山東省科技成果鑒定, 鑒定專家一致認(rèn)為該設(shè)備設(shè)計合理、結(jié)構(gòu)新穎、操作簡單, 在制磚行業(yè)的自動配料技術(shù)方面處于國內(nèi)領(lǐng)先水平。該設(shè)計安裝了下料助力器, 采用PLC上位編程軟件。通過電氣的延時控制氣缸的間歇性動作, 實現(xiàn)助力下料, 解決了因物料濕度大而出現(xiàn)的粘壁不下料現(xiàn)象, 提高了生產(chǎn)效率, 減輕了勞動強度, 具有一定的推廣應(yīng)用價值。

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