專利名稱：基于失重秤控制系統(tǒng)的洗衣粉自動(dòng)生產(chǎn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種洗衣粉生產(chǎn)裝置，尤其涉及一種基于失重秤控制系統(tǒng)的 洗衣粉自動(dòng)生產(chǎn)裝置；具體地說(shuō)，經(jīng)噴霧干燥后的洗衣粉基粉和其它固液體組份， 通過(guò)失重秤控制系統(tǒng)根據(jù)配方控制流量，最后輸送至混合器。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，高塔噴粉生產(chǎn)的普通型后配洗衣粉在國(guó)內(nèi)外洗衣粉市場(chǎng)中的產(chǎn)銷(xiāo)量仍 然占據(jù)主導(dǎo)地位。由于眾所周知的皮帶秤連續(xù)配料系統(tǒng)的固有毛病，如影響計(jì)量 精度的因素多而敏感，輕微的粉塵粘附和皮帶跑偏都會(huì)造成較大的精度偏差，故 障率偏高，維護(hù)困難等，讓用戶大傷腦筋，以致生產(chǎn)難以正常運(yùn)行，產(chǎn)品質(zhì)量無(wú) 法保證。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺點(diǎn)和不足，提供一種基 于失重秤控制系統(tǒng)的洗衣粉自動(dòng)生產(chǎn)裝置。 本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的-一、洗衣粉自動(dòng)生產(chǎn)裝置本裝置采用現(xiàn)代化的計(jì)算機(jī)工作站來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)工藝、配方、產(chǎn)品質(zhì)量的全 自動(dòng)控制。計(jì)算機(jī)工作站主體由工業(yè)級(jí)計(jì)算機(jī)、 一套可編程控制器、多臺(tái)流量控 制器、流量泵、變頻器組成控制中心，負(fù)責(zé)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的料位、氣動(dòng)元件、電機(jī)轉(zhuǎn)速、 物料流量、壓力、重量和限位執(zhí)行開(kāi)關(guān)及物料配比等實(shí)行閉環(huán)控制D具體地說(shuō)，如圖1、 2，本裝置包括現(xiàn)有技術(shù)的依次連接的進(jìn)料機(jī)構(gòu)(1)、 稱量機(jī)構(gòu)(2)、攪拌機(jī)構(gòu)(3)及卸料機(jī)構(gòu)(4);有控制系統(tǒng)(5);進(jìn)料機(jī)構(gòu)(1)、稱量機(jī)構(gòu)(2)、攪拌機(jī)構(gòu)(3)及卸料機(jī)構(gòu)(4)分別與控制系統(tǒng)(5)連接，均受控制系統(tǒng)(5)控制。所述的進(jìn)料機(jī)構(gòu)(1)如圖3所示，其功能是將物料進(jìn)到稱量機(jī)構(gòu)(1)中； 所述的稱量機(jī)構(gòu)(2)如圖4所示，其功能是計(jì)量物料重量； 所述的攪拌機(jī)構(gòu)(3)及卸料機(jī)構(gòu)(4)如圖5所示，攪拌機(jī)構(gòu)(3)其功能是防止物料搭橋，保證物料順暢卸料；卸料機(jī)構(gòu)(4)其功能是將物料從稱量機(jī)構(gòu)(2)排出；控制系統(tǒng)(5)如圖6所示，包括稱重傳感器(5.1)、可編程控制器PLC (5. 2)、 電磁閥(5.3)、接觸器(5.4)、變頻器(5.5)、人機(jī)界面(5.6)、電源(5.7);PLC (5.2)的輸入端與稱重傳感器(5.1)的輸出端連接，獲取重量信號(hào)；PLC (5.2)的輸出端分別與電磁閥(5.3)、接觸器(5.4)、變頻器(5.5) 連接，分別控制進(jìn)料機(jī)構(gòu)(1)的進(jìn)料閥門(mén)(1. 1 )、攪拌機(jī)構(gòu)(3)的攪拌電機(jī)(3. 1 )、 卸料機(jī)構(gòu)(4)的卸料電機(jī)(4.1);PLC (5.2)和人機(jī)界面(5.6)連接；電源(5.7)為控制系統(tǒng)(5)提供電源。由此可見(jiàn)，控制系統(tǒng)(5)的功能是控制各個(gè)機(jī)械部分的工作，保證計(jì)量的 精度，其中① 稱重傳感器(5.1):將秤斗的重量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并輸入給PLC (5.2)。② 可編程控制器PLC (5.2):是整個(gè)控制系統(tǒng)(5)的核心，按照設(shè)計(jì)的程 序進(jìn)行運(yùn)算，控制其它執(zhí)行單元，并與設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行比較，達(dá)到生產(chǎn)合格產(chǎn)品 的目的。③ 電磁閥(5.3):在PLC (5.2)的控制下，接通或斷開(kāi)進(jìn)料機(jī)構(gòu)(1)的進(jìn) 料閥門(mén)(1.1)的氣源，使進(jìn)料閥門(mén)(1.1)打開(kāi)或關(guān)閉。④ 接觸器(5.4):在PLC (5.2)的控制下，接通或斷開(kāi)攪拌機(jī)構(gòu)(3)的攪 拌電機(jī)(3.1)的電源，使攪拌電機(jī)(3.1)運(yùn)行或停止。⑤ 變頻器(5.5):在PLC (5.2)的控制下，接通或斷開(kāi)卸料機(jī)構(gòu)(4)的卸 料電機(jī)(4.1)的電源，使卸料電機(jī)(4.1)運(yùn)行或停止，并調(diào)節(jié)其運(yùn)行速度。⑥ 人機(jī)界面(5.6):為操作者提供顯示與操作的界面，可以顯示運(yùn)行狀態(tài)、 運(yùn)行數(shù)據(jù)及輸入?yún)?shù)等。⑦電源(5.7):為整個(gè)控制系統(tǒng)提供380VAC， 220VAC， 24VDC的電源。 本裝置的工作原理如圖7，整個(gè)稱量工作過(guò)程分為兩部分進(jìn)料過(guò)程(T1-T2)及稱量過(guò)程 (T2-T3)。稱量過(guò)程(T2-T3)中，進(jìn)料機(jī)構(gòu)(1)不工作，稱量機(jī)構(gòu)(2)通過(guò)單位時(shí)間 內(nèi)的重量減少值，計(jì)算出流量并于設(shè)定值比較控制卸料速度，當(dāng)秤中重量小于 W2時(shí)，進(jìn)料機(jī)構(gòu)(1)動(dòng)作，秤中物料快速填充，重量到W1時(shí)，進(jìn)料機(jī)構(gòu)(1) 停止動(dòng)作，進(jìn)入稱量過(guò)程。過(guò)程周而復(fù)始。技術(shù)指標(biāo)*生產(chǎn)能力5 30 t/h*失重秤的流量范圍5kg 30t/h*精度0.2%本實(shí)用新型具有下列優(yōu)點(diǎn)和積極效果1、動(dòng)態(tài)精度僅與秤的靜態(tài)精度有關(guān)，使配料精度大幅提高。3、 由于具有連續(xù)配料、自動(dòng)調(diào)節(jié)并顯示瞬時(shí)、累計(jì)流量等優(yōu)點(diǎn)，提高了系 統(tǒng)的自控能力。4、 物料最小流量可降低到5kg/h，適合現(xiàn)在洗衣粉制造中加酶的需要。5、 故障率明顯降低，降低維護(hù)成本。6、 提高了洗衣粉生產(chǎn)的產(chǎn)量和質(zhì)量，適用于對(duì)現(xiàn)有洗衣粉生產(chǎn)裝置的改進(jìn)。


圖l是本裝置組成方框圖； 圖2是本裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是進(jìn)料機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是稱量機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是攪拌機(jī)構(gòu)及卸料機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是控制系統(tǒng)方框圖；圖7是失重秤工作過(guò)程說(shuō)明圖；圖8是可編程控制器組成方框圖。5其中l(wèi)一進(jìn)料機(jī)構(gòu)，l.l一進(jìn)料閥門(mén)。2— 稱量機(jī)構(gòu)。3— 攪拌機(jī)構(gòu)，3.1—攪拌電機(jī)。 4一卸料機(jī)構(gòu)，4. l一卸料電機(jī)。 5—控制系統(tǒng)，5. l—稱重傳感器； 5.2—可編程控制器(PLC)，5.2.0—中央處理器(CPU)，5.2. l—重量處理模塊，5.2. 2—流量采樣模塊，5.2. 3—PID調(diào)節(jié)模塊，5.2.4—輸入輸出模塊； 5. 3—電磁閥； 5. 4—接觸器； 5. 5—變頻器；5.6—人機(jī)界面；5. 7—電源。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明如圖l，本裝置是對(duì)現(xiàn)有洗衣粉生產(chǎn)裝置的改進(jìn)，即在已有的由進(jìn)料機(jī)構(gòu)(l)、稱量機(jī)構(gòu)(2)、攪拌機(jī)構(gòu)(3)及卸料機(jī)構(gòu)(4)構(gòu)成的洗衣粉生產(chǎn)裝置的基礎(chǔ)上設(shè)置了控制系統(tǒng)(5);如圖6，控制系統(tǒng)(5)的稱重傳感器(5.1)設(shè)置在稱量機(jī)構(gòu)(2)上；控 制系統(tǒng)(5)的電磁閥(5.3)、接觸器(5.4)、變頻器(5.5)分別控制進(jìn)料機(jī)構(gòu) (1)的進(jìn)料閥門(mén)(1.1)、攪拌機(jī)構(gòu)(3)的攪拌電機(jī)(3.1)、卸料機(jī)構(gòu)(4)的 卸料電機(jī)(4.1)，均是通過(guò)可編程控制器PLC (5.2)實(shí)現(xiàn)的。一、可編程控制器PLC (5.2)1、 PLC (5.2)采用西門(mén)子S-300系列產(chǎn)品。如圖8，可編程控制器PLC (5.2)包括分別與中央處理器CPU (5.2.0)連 接的重量處理模塊(5.2.1)、流量采樣模塊(5.2.2)、 PID調(diào)節(jié)模塊(5.2.3) 和輸入輸出模塊(5.2.4)。所述的重量處理模塊(5.2. 1)是將稱重傳感器(5. 1)的信號(hào)進(jìn)行采集及處 理，顯示秤斗的重量值；所述的流量采樣模塊(5.2.2)是在裝置卸料時(shí)，將重量采樣，并按照設(shè)定的公式計(jì)算流量；所述的PID調(diào)節(jié)模塊(5.2.3)是在裝置卸料時(shí)，將實(shí)際流量與設(shè)定流量進(jìn) 行比較，通過(guò)PID運(yùn)算，控制卸料電機(jī)(4.1)轉(zhuǎn)速，達(dá)到實(shí)際流量與設(shè)定流量 相符的要求。所述的輸入輸出模塊(5.2.4)是連接輸入的硬件稱重傳感器(5.1)及輸出 的硬件電磁閥(5.3)、接觸器(5.4)、變頻器(5.5)的模塊。2、 可編程控制器PLC (5.2)的控制流程 可編程控制器PLC (5.2)的控制流程包括下列步驟① 由重量處理模塊(5.2.1)將稱重傳感器(5.1)的信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字量 將所有外部信號(hào)通過(guò)PLC(5. 2)的外部電路傳入PLC(5. 2)內(nèi)部的CPU(5. 2. 0)的存儲(chǔ)器，其中稱重傳感器(5.1)的信號(hào)由重量處理模塊(5.2.1)轉(zhuǎn)化為數(shù)字 量，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)砝碼標(biāo)定，再將此數(shù)量再轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)重量值。② 由流量采樣模塊(5.2.2)采集失重秤失重的流量在失重秤工作過(guò)程中，流量采樣模塊(5.2.2)采集失重秤的重量值將不斷 下降，將此下降值除以時(shí)間，即可計(jì)算出該失重秤失重的流量L=AW/T;流量通常以噸/小時(shí)或公斤/分鐘表示，用于洗衣粉的失重秤通常由3臺(tái)及以 上的失重秤組成一個(gè)洗衣粉失重秤配料系統(tǒng)。③ 由CPU (5.2.0)將采集到的失重秤失重的流量與設(shè)定流量進(jìn)行比較 根據(jù)洗衣粉配方及生產(chǎn)的要求，生產(chǎn)者通過(guò)人機(jī)界面(5.6)將各失重秤流量輸入PLC (5.2)內(nèi)部的CPU (5.2.0)，失重秤工作時(shí)，CPU (5.2.0)將采集到的失重秤流量與設(shè)定流量進(jìn)行比較。④ 通過(guò)PID調(diào)節(jié)模塊(5.2.3)使實(shí)際流量與設(shè)定流量相符若實(shí)際流量大于設(shè)定值則降低流量控制輸出，反之，則增大控制輸出，使實(shí) 際流量與設(shè)定流量相符。CPU (5.2.0)對(duì)流量的控制通過(guò)PID (比例、積分、微分)控制策略進(jìn)行， 保證失重秤流量控制的準(zhǔn)確而穩(wěn)定。這里的PLC (5.2)將各失重秤協(xié)調(diào)工作，實(shí)現(xiàn)洗衣粉配方要求，連續(xù)地、 嚴(yán)格地將洗衣粉各組分以配方比例輸送到混合器，實(shí)現(xiàn)洗衣粉配料的生產(chǎn)。當(dāng)某一臺(tái)失重秤的料倉(cāng)中的物料重量小于物料的下限時(shí)，PLC (5.2)打開(kāi)該 秤的進(jìn)料閘門(mén)，將失重秤的料倉(cāng)的物料以一個(gè)較大的的速度補(bǔ)滿，即失重秤的料 倉(cāng)物料重量達(dá)到上限時(shí)，關(guān)閉進(jìn)料閘門(mén)，失重秤繼續(xù)工作。重量與時(shí)間的關(guān)系如 圖7所示。⑤如此循環(huán)，使失重秤達(dá)到連續(xù)工作的目的。工程技術(shù)人員按照上述控制流程根據(jù)具體硬件環(huán)境編寫(xiě)代碼，然后將其輸入 到可編程控制器PLC (5.2)之中。
權(quán)利要求1. 一種基于失重秤控制系統(tǒng)的洗衣粉自動(dòng)生產(chǎn)裝置，包括依次連接的進(jìn)料機(jī)構(gòu)(1)、稱量機(jī)構(gòu)(2)、攪拌機(jī)構(gòu)(3)及卸料機(jī)構(gòu)(4)；其特征在于設(shè)置有控制系統(tǒng)(5)，進(jìn)料機(jī)構(gòu)(1)、稱量機(jī)構(gòu)(2)、攪拌機(jī)構(gòu)(3)及卸料機(jī)構(gòu)(4)分別與控制系統(tǒng)(5)連接，均受控制系統(tǒng)(5)控制；控制系統(tǒng)(5)包括稱重傳感器(5.1)、可編程控制器PLC(5.2)、電磁閥(5.3)、接觸器(5.4)、變頻器(5.5)、人機(jī)界面(5.6)、電源(5.7)；PLC(5.2)的輸入端與稱重傳感器(5.1)的輸出端連接，獲取重量信號(hào)；PLC(5.2)的輸出端分別與電磁閥(5.3)、接觸器(5.4)、變頻器(5.5)連接，分別控制進(jìn)料機(jī)構(gòu)(1)的進(jìn)料閥門(mén)(1.1)、攪拌機(jī)構(gòu)(3)的攪拌電機(jī)(3.1)、卸料機(jī)構(gòu)(4)的卸料電機(jī)(4.1)；PLC(5.2)和人機(jī)界面(5.6)連接；電源(5.7)為控制系統(tǒng)(5)提供電源。
2、 按權(quán)利要求1所述的一種基于失重秤控制系統(tǒng)的洗衣粉自動(dòng)生產(chǎn)裝置， 其特征在于可編程控制器PLC (5.2)包括分別與中央處理器CPU (5.2.0)連接的重量 處理模塊(5.2.1)、流量采樣模塊(5.2.2)、 PID調(diào)節(jié)模塊(5.2.3)和輸入輸 出模塊(5.2.4)。
3、 按權(quán)利要求1所述的一種基于失重秤控制系統(tǒng)的洗衣粉自動(dòng)生產(chǎn)裝置， 其特征在于PLC (5.2)采用西門(mén)子S-300系列產(chǎn)品。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于失重秤控制系統(tǒng)的洗衣粉自動(dòng)生產(chǎn)裝置，涉及一種洗衣粉生產(chǎn)裝置。本實(shí)用新型包括依次連接的進(jìn)料機(jī)構(gòu)(1)、稱量機(jī)構(gòu)(2)、攪拌機(jī)構(gòu)(3)及卸料機(jī)構(gòu)(4)；設(shè)置有控制系統(tǒng)(5)；進(jìn)料機(jī)構(gòu)(1)、稱量機(jī)構(gòu)(2)、攪拌機(jī)構(gòu)(3)及卸料機(jī)構(gòu)(4)分別與控制系統(tǒng)(5)連接，均受控制系統(tǒng)(5)控制；控制系統(tǒng)(5)包括稱重傳感器(5.1)、可編程控制PLC(5.2)、電磁閥(5.3)、接觸器(5.4)、變頻器(5.5)、人機(jī)界面(5.6)、電源(5.7)。本實(shí)用新型使配料精度大幅提高；故障率明顯降低，降低維護(hù)成本；提高了洗衣粉生產(chǎn)的產(chǎn)量和質(zhì)量，適用于對(duì)現(xiàn)有洗衣粉生產(chǎn)裝置的改進(jìn)。
文檔編號(hào)C11D11/00GK201109779SQ200720085479
公開(kāi)日2008年9月3日 申請(qǐng)日期2007年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月28日
發(fā)明者張?zhí)觳?申請(qǐng)人:武漢科恒工控工程有限責(zé)任公司