PCC稱(chēng)量裝置在膠水制備自動(dòng)控制系統中的應用

引言

　　目前，國內大部分紙板生產(chǎn)廠(chǎng)還在使用傳統的人工制膠機，膠水的質(zhì)量主要依靠工人的操作技術(shù)來(lái)保證，隨著(zhù)市場(chǎng)競爭的加劇，對紙板生產(chǎn)線(xiàn)效率的要求也越來(lái)越高，人工制膠方法已不能滿(mǎn)足生產(chǎn)需要。該文介紹的膠水制備控制系統用于與紙板生產(chǎn)線(xiàn)配套，它能夠實(shí)現對制膠、輸膠、用膠過(guò)程的全自動(dòng)化控制。由于按照預先設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)的不穩定，保證紙箱粘合的剝離強度。此外，自動(dòng)化制膠系統的效率也大大高于人工制膠，可滿(mǎn)足高速生產(chǎn)線(xiàn)的工藝要求。

工藝設備與流程概述

　　主要工藝設備

　　如圖1所示，膠水制備生產(chǎn)線(xiàn)的主要工藝設備由儲備罐（包括淀粉、堿液、樹(shù)脂三個(gè)罐）、中轉罐（包括硼砂、堿液、樹(shù)脂三個(gè)罐及其共用的稱(chēng)量裝置）、一個(gè)主罐及其稱(chēng)量裝置和四個(gè)成品罐及其計量裝置組成。

　　本膠水制備生產(chǎn)線(xiàn)設有化堿系統（采用碳鋼罐體）、攪拌裝置、堿液貯槽和2臺堿液泵，堿液中轉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。堿液中轉罐的液位可以由pcc自動(dòng)控制，當低于設定低限時(shí)，將自動(dòng)啟動(dòng)堿液泵從堿液貯槽進(jìn)行補給。

　　淀粉貯罐為碳鋼罐體，配備了螺旋輸送機、振動(dòng)給料器，裝設了高、低料位傳感器。主罐裝備了蒸氣加熱裝置和自動(dòng)溫度控制系統，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(lái)控制溫度。

　　各用膠點(diǎn)貯罐設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(shí)顯示和監視。

　　工藝流程概述

　　如圖1所示，首先從硼砂、樹(shù)脂以及堿液的存儲罐往中轉罐加料：上述三個(gè)中轉罐都固定在一個(gè)由3個(gè)傳感器支撐的架體上，它們共用一套稱(chēng)量裝置。常溫下樹(shù)脂和堿液均為液體，它們的中轉儲罐都設有最高位和低位浮球。第一次只加樹(shù)脂，當其液位到達高位浮球位置時(shí)停止加料，此時(shí)中轉罐稱(chēng)量?jì)x表顯示的重量就是樹(shù)脂的重量，也是其最大值。第二次同樣也只加堿液，當其液位到達高位浮球位置時(shí)停止加料，此時(shí)儀表顯示的重量減去第一次加的樹(shù)脂的重量，即為堿液的重量。把這個(gè)計算出來(lái)的值保存為堿液當前重量。硼砂是固體，采用人工將硼砂加入到硼砂中轉罐中，但也以同樣方式計量。在淀粉的儲蓄罐中，設有高、低料位傳感器和振動(dòng)器，當到達高料位時(shí)，不能再往儲罐中加淀粉，低料位信號則提示加料。振動(dòng)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(shí)，會(huì )自動(dòng)啟動(dòng)振動(dòng)器將罐壁附著(zhù)的淀粉振動(dòng)下來(lái)。

　　生產(chǎn)膠水時(shí)，除需先后分數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(shù)脂和堿液。這三種配料，都是單獨添加，如果當前在加堿液，中轉罐的重量會(huì )變小，這個(gè)差值就是注入主罐中的堿液的重量。而中轉罐中當前的堿液重量就是原來(lái)的重量減去注入主罐中的堿液的重量。保存這個(gè)值為當前的堿液重量。

　　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(xiàn)其實(shí)只需要一種規格配方的膠水，不同的紙板生產(chǎn)線(xiàn)所對應的配方也不一樣。目前該膠水設備配設了4個(gè)成品罐（帶有蒸汽加熱裝置），每個(gè)成品罐中膠水的配方都不一樣，這4個(gè)罐分別位于不同的紙板生產(chǎn)線(xiàn)旁，與主罐通過(guò)管道連接，并通過(guò)空氣泵把加熱后的膠水從主罐中吸到相應的成品罐中。

　　該系統設有配方自動(dòng)修正功能，當加料時(shí)，可以通過(guò)屏幕監視加料過(guò)程中的偏差，并自動(dòng)根據配方的比例修正后面的加料比例，以保證配方的準確性；可以與用戶(hù)的生產(chǎn)管理系統實(shí)現數據通訊，通過(guò)參數設定，自動(dòng)根據待生產(chǎn)的定單情況來(lái)確定制膠量，以減少膠水的浪費；在初次輸入配方后，當用戶(hù)需要調整配方的時(shí)候，無(wú)需再去計算物料的變化，只需直接輸入膠水的變化結果，程序即可自動(dòng)修改配方；設有自動(dòng)吹膠功能，當每罐膠水輸送完畢以后自動(dòng)吹膠并復位系統，以避免膠管堵塞。

控制系統的構成與配置

　　系統構成

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

　　系統配置

　　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(gè)，并有狀態(tài)指示燈，同時(shí)還有4個(gè)旋入式模塊的插槽，需要擴展時(shí)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字量模塊，也可以是通訊擴展模塊。

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