PCC稱量裝置在膠水制備自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

引言

　　目前，國內(nèi)大部分紙板生產(chǎn)廠還在使用傳統(tǒng)的人工制膠機(jī)，膠水的質(zhì)量主要依靠工人的操作技術(shù)來保證，隨著市場競爭的加劇，對紙板生產(chǎn)線效率的要求也越來越高，人工制膠方法已不能滿足生產(chǎn)需要。該文介紹的膠水制備控制系統(tǒng)用于與紙板生產(chǎn)線配套，它能夠?qū)崿F(xiàn)對制膠、輸膠、用膠過程的全自動化控制。由于按照預(yù)先設(shè)置的原料配比和工序制備膠水，故能避免因人工操作失誤可能造成的膠水品質(zhì)的不穩(wěn)定，保證紙箱粘合的剝離強(qiáng)度。此外，自動化制膠系統(tǒng)的效率也大大高于人工制膠，可滿足高速生產(chǎn)線的工藝要求。

工藝設(shè)備與流程概述

　　主要工藝設(shè)備

　　如圖1所示，膠水制備生產(chǎn)線的主要工藝設(shè)備由儲備罐（包括淀粉、堿液、樹脂三個罐）、中轉(zhuǎn)罐（包括硼砂、堿液、樹脂三個罐及其共用的稱量裝置）、一個主罐及其稱量裝置和四個成品罐及其計量裝置組成。

　　本膠水制備生產(chǎn)線設(shè)有化堿系統(tǒng)（采用碳鋼罐體）、攪拌裝置、堿液貯槽和2臺堿液泵，堿液中轉(zhuǎn)罐以及管道均采用不銹鋼。片堿化成液堿后，貯存在堿液貯槽里。堿液中轉(zhuǎn)罐的液位可以由pcc自動控制，當(dāng)?shù)陀谠O(shè)定低限時，將自動啟動堿液泵從堿液貯槽進(jìn)行補(bǔ)給。

　　淀粉貯罐為碳鋼罐體，配備了螺旋輸送機(jī)、振動給料器，裝設(shè)了高、低料位傳感器。主罐裝備了蒸氣加熱裝置和自動溫度控制系統(tǒng)，配置有溫度檢測元件、二次溫度儀表和蒸氣切斷閥，并采用pcc來控制溫度。

　　各用膠點(diǎn)貯罐設(shè)有液位檢測和攪拌裝置。各膠水儲罐的膠水重量可以在制膠房的觸摸屏上實(shí)時顯示和監(jiān)視。

　　工藝流程概述

　　如圖1所示，首先從硼砂、樹脂以及堿液的存儲罐往中轉(zhuǎn)罐加料：上述三個中轉(zhuǎn)罐都固定在一個由3個傳感器支撐的架體上，它們共用一套稱量裝置。常溫下樹脂和堿液均為液體，它們的中轉(zhuǎn)儲罐都設(shè)有最高位和低位浮球。第一次只加樹脂，當(dāng)其液位到達(dá)高位浮球位置時停止加料，此時中轉(zhuǎn)罐稱量儀表顯示的重量就是樹脂的重量，也是其最大值。第二次同樣也只加堿液，當(dāng)其液位到達(dá)高位浮球位置時停止加料，此時儀表顯示的重量減去第一次加的樹脂的重量，即為堿液的重量。把這個計算出來的值保存為堿液當(dāng)前重量。硼砂是固體，采用人工將硼砂加入到硼砂中轉(zhuǎn)罐中，但也以同樣方式計量。在淀粉的儲蓄罐中，設(shè)有高、低料位傳感器和振動器，當(dāng)?shù)竭_(dá)高料位時，不能再往儲罐中加淀粉，低料位信號則提示加料。振動器的功能是把淀粉振松，振散，防止淀粉架橋。低于最低料位置時，會自動啟動振動器將罐壁附著的淀粉振動下來。

　　生產(chǎn)膠水時，除需先后分?jǐn)?shù)次往主罐中加入一定比例的清水和淀粉作為基料以外，其它主要就是加入硼砂、樹脂和堿液。這三種配料，都是單獨(dú)添加，如果當(dāng)前在加堿液，中轉(zhuǎn)罐的重量會變小，這個差值就是注入主罐中的堿液的重量。而中轉(zhuǎn)罐中當(dāng)前的堿液重量就是原來的重量減去注入主罐中的堿液的重量。保存這個值為當(dāng)前的堿液重量。

　　其它兩種物料也以同樣方式加入主罐。

　　每一條紙板生產(chǎn)線其實(shí)只需要一種規(guī)格配方的膠水，不同的紙板生產(chǎn)線所對應(yīng)的配方也不一樣。目前該膠水設(shè)備配設(shè)了4個成品罐（帶有蒸汽加熱裝置），每個成品罐中膠水的配方都不一樣，這4個罐分別位于不同的紙板生產(chǎn)線旁，與主罐通過管道連接，并通過空氣泵把加熱后的膠水從主罐中吸到相應(yīng)的成品罐中。

　　該系統(tǒng)設(shè)有配方自動修正功能，當(dāng)加料時，可以通過屏幕監(jiān)視加料過程中的偏差，并自動根據(jù)配方的比例修正后面的加料比例，以保證配方的準(zhǔn)確性；可以與用戶的生產(chǎn)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊，通過參數(shù)設(shè)定，自動根據(jù)待生產(chǎn)的定單情況來確定制膠量，以減少膠水的浪費(fèi)；在初次輸入配方后，當(dāng)用戶需要調(diào)整配方的時候，無需再去計算物料的變化，只需直接輸入膠水的變化結(jié)果，程序即可自動修改配方；設(shè)有自動吹膠功能，當(dāng)每罐膠水輸送完畢以后自動吹膠并復(fù)位系統(tǒng)，以避免膠管堵塞。

控制系統(tǒng)的構(gòu)成與配置

　　系統(tǒng)構(gòu)成

　　如圖2所示，該控制系統(tǒng)以貝加萊的b&r2003系列pcc為核心，采用觸摸屏為人機(jī)界面，與梅特列-托利多的panther稱量儀表、主罐溫控儀表以及加水控制和淀粉輸送控制裝置等結(jié)合而組成。此外，該系統(tǒng)還配備了一些泵、切斷閥、液位和料位傳感器。

　　系統(tǒng)配置

　　該pcc配置了1塊bp704（4槽底版），其cpu安裝在底板的最左端，選用帶24vdc電源的雙寬度模塊cp476，該模塊上附有rs232和can接口各一個，并有狀態(tài)指示燈，同時還有4個旋入式模塊的插槽，需要擴(kuò)展時將旋入式模塊插入到插槽中并用緊固螺絲固定。旋入式模塊可以是模擬量或數(shù)字量模塊，也可以是通訊擴(kuò)展模塊。

　　其中1個插槽插入if321，配置有1個rs485/rs422接口，用于實(shí)現(xiàn)與1#、2#和3#儀表站的數(shù)據(jù)通訊；另1個插入ai774（4路模擬量輸入模塊），用于采集4個成品罐的膠液液位（對應(yīng)于重量）數(shù)據(jù)。此外，該pcc還配置了2塊dm465（16路輸入和16路晶體管輸出數(shù)字量混合模塊）和1塊dm435（8路輸入和8路晶體管輸出數(shù)字量混合模塊）。該系統(tǒng)的操作監(jiān)視人機(jī)界面（hmi）選用1臺powerpanel 4pp320.1505-31彩色tft15”觸摸屏（24v dc，配置1個ethernet 10/100m、1個rs232和2個usb接口）。