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新型工業(yè)稱(chēng)重配料儀表控制方案

發(fā)布日期: 2014-06-27
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   電子工業(yè)稱(chēng)重是一門(mén)新興現代自動(dòng)化技術(shù),它是從計量衡器基礎上發(fā)展而來(lái),普通計量用衡器主要是示值顯示,而工業(yè)稱(chēng)重配料一般直接參與控制,對稱(chēng)重配料儀表精度和穩定性的要求都很高,精度和穩定性直接決定產(chǎn)品的質(zhì)量。由于發(fā)展時(shí)間比較短,應用還不是很成熟,各廠(chǎng)家在組成系統和信號處理上各不相同,為方便系統互連,往往犧牲zui關(guān)鍵的精度指標。
 
  常見(jiàn)的稱(chēng)重配料儀表組合控制方案主要有以下幾種:
 
  1、方案一:采用帶模擬電流輸出的稱(chēng)重計量?jì)x表:儀表直接接受傳感器信號,儀表可指示重量、并將重量值轉換成4——20mA信號輸出至DCS或PLC信號模塊,由DCS或PLC再將4——20mA信號轉換成重量值,并由DCS或PLC進(jìn)行控制。
 
  缺點(diǎn):由于信號經(jīng)過(guò)稱(chēng)重配料儀表和DCS兩次轉換,誤差會(huì )大大增加;而且校秤時(shí)稱(chēng)重儀表和DCS要單獨進(jìn)行校準,必須進(jìn)行兩次;儀表和DCS數值不統一,容易引起誤導。
 
  2、方案二:采用帶通訊輸出的稱(chēng)重計量?jì)x表:儀表直接接受傳感器信號,儀表可指示重量、并將重量值采用數字信號經(jīng)通訊接口傳輸至DCS或PLC信號模塊,由DCS或PLC顯示重量值,并由DCS或PLC進(jìn)行控制。該方案可有效避免儀表和DCS顯示值不統一的問(wèn)題,校秤時(shí)僅校稱(chēng)重儀表即可。
 
  缺點(diǎn):由于信號經(jīng)過(guò)儀表和DCS進(jìn)行通訊傳輸,配料誤差不會(huì )增加,但配料計量?jì)x表和DCS的通訊處理比較復雜,需要專(zhuān)門(mén)的驅動(dòng)程序。一般儀表的通訊穩定性不好,通訊中斷或超時(shí)頻率較高、會(huì )影響控制功能。
 
  3、方案三:采用帶通訊輸出的稱(chēng)重控制儀表:儀表直接接受荷重傳感器信號,儀表可指示重量、并將重量值采用數字信號經(jīng)通訊接口傳輸至DCS或PLC信號模塊,由DCS或PLC顯示重量值,該方案與方案二近似,差別是由儀表進(jìn)行控制,DCS僅作數據指示,控制風(fēng)險較小。該方案可有效避免儀表和DCS顯示值不統一的問(wèn)題,校秤時(shí)僅校稱(chēng)重儀表即可。缺點(diǎn):由于信號經(jīng)過(guò)儀表和DCS進(jìn)行通訊傳輸,誤差不會(huì )增加,但計量?jì)x表和DCS的通訊處理比較復雜,需要專(zhuān)門(mén)的驅動(dòng)程序。一般儀表的通訊穩定性不好,通訊中斷不會(huì )影響控制功能,但會(huì )影響數據顯示。該類(lèi)儀表僅能進(jìn)行定量控制,不能控制速度。
 
  4、方案四:采用帶模擬電流輸出的重量變送器:變送器直接接受重量傳感器信號,但不能現場(chǎng)指示重量,只將重量值轉換成4——20mA信號輸出至DCS或PLC信號模塊,由DCS或PLC再將4——20mA信號轉換成重量值,并由DCS或PLC進(jìn)行控制。缺點(diǎn):由于信號經(jīng)過(guò)變送儀表和DCS兩次轉換,誤差會(huì )大大增加;而且校秤時(shí)要先調變送器,然后在DCS上進(jìn)行校準。
 
  新型稱(chēng)重方案
 
  從事工業(yè)稱(chēng)重應用和研究,以上幾種控制方案在工程中都有應用,積累了豐富的工程經(jīng)驗。先后使用過(guò)龍芯智業(yè)稱(chēng)重儀表,托利多稱(chēng)重變送器、托利多T600控制儀、志美CB920稱(chēng)重顯示控制器及國產(chǎn)多個(gè)設備,均存在這樣和那樣的問(wèn)題,集中反映在以下方面:測量精度難以控制;
 
  通訊互連互通問(wèn)題zui難解決,與現有PLC\DCS接駁困難。早期產(chǎn)品通訊功能較差,許多參數無(wú)法在線(xiàn)修改,修改設置會(huì )中斷生產(chǎn);通訊中斷頻率高;校準程序復雜,個(gè)別甚至必須進(jìn)行兩次校準;
 
  控制程序比較簡(jiǎn)單,現有產(chǎn)品大多適用于定量包裝行業(yè),對于比較復雜的工藝,如化工稱(chēng)重配料,需要同步控制機泵和閥門(mén),同時(shí)需要手自切換、臨時(shí)中斷、隨即添加等,在現有稱(chēng)重配料控制器上都無(wú)法實(shí)現。
 
  為此我們組織技術(shù)人員,設計開(kāi)發(fā)了新型的稱(chēng)重配料控制系統,選用西門(mén)子200系列PLC和文本顯示器,配合智能數字稱(chēng)重接線(xiàn)盒進(jìn)行測量和控制。
 
  該方案采用智能數字接線(xiàn)盒進(jìn)行稱(chēng)重數據的D\A轉換,將毫伏信號直接轉換成數字信號,采用工業(yè)串行通訊協(xié)議RS485標準將信號傳輸至PLC,PLC進(jìn)行數據處理、計算和控制,并將信號傳輸至DCS系統進(jìn)行數據監控。
 
  該方案有以下優(yōu)點(diǎn):
 
  *采用數字接線(xiàn)盒進(jìn)行一次性信號轉換,可達到200000字\mV的分辨率,大大提高了測量精度;
 
  *采用性能穩定的PLC進(jìn)行數據處理和控制,由于PLC接受的是通訊信號,不再進(jìn)行信號轉換,不會(huì )增加額外誤差;PLC直接進(jìn)行控制可降低設備故障風(fēng)險,DCS進(jìn)行監控和數據管理,真正達到了分散控制、集中管理的原則。
 
  *由于PLC選用西門(mén)子200系列兼容產(chǎn)品,與現有DCS系統和PLC系統兼容性好,不需專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)驅動(dòng)程序,調試簡(jiǎn)單而且通訊穩定,通訊故障率低。
 
  *采用文本顯示器進(jìn)行信息顯示,可直接顯示中文信息,比一般數碼管式的稱(chēng)重儀表更方便,而且信息量大,可以指示傳感器故障等信息。
 
  *校準方便,即可從現場(chǎng)校準,又可從DCS上進(jìn)行校準,二者任選其一。
 
  *配好的物料可受控轉向不同的目標容器。
 
  *觸摸按鍵操作面板和接線(xiàn)模組,維修更換方便,比一般開(kāi)關(guān)按鈕更適合化工腐蝕環(huán)境。
 
  *從經(jīng)濟性上講,該方案造價(jià)低于進(jìn)口稱(chēng)重控制儀表或進(jìn)口稱(chēng)重變送器造價(jià),與國產(chǎn)稱(chēng)重配料儀表持平。
 
  常用操作功能
 
  *操作模式:裝卸聯(lián)動(dòng)、定量裝料、定量卸料、隨機裝料、隨機卸料、手動(dòng)操作(手動(dòng)開(kāi)關(guān)泵、手動(dòng)開(kāi)關(guān)閥)。
 
  *運行狀態(tài)指示:自動(dòng)裝料、自動(dòng)卸料、手動(dòng)開(kāi)閥、手動(dòng)開(kāi)泵、生產(chǎn)中斷、配料超差
 
  *設備狀態(tài)指示:欠載、超載、秤不穩定、傳感器通訊故障
 
  *遠程監控的通訊參數:所有重量參數、配料參數、內部參數和運行狀態(tài)均可在線(xiàn)讀寫(xiě),可進(jìn)行遠程操作。
 
  *過(guò)沖量自動(dòng)補償功能
 
  *用戶(hù)需要的其它邏輯控制
 
  *遠程校準功能
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