圖1在連續(xù)性生產(chǎn)過(guò)程中,控制系統(tǒng)非常重要
理論上,依靠重力進(jìn)行定量控制是簡(jiǎn)單的調(diào)節(jié)技術(shù),檢測(cè)儀根據(jù)規(guī)定的時(shí)間測(cè)定經(jīng)定量容器進(jìn)入生產(chǎn)過(guò)程的松散物料的重量??刂葡到y(tǒng)根據(jù)檢測(cè)到的重量變化調(diào)節(jié)、控制定量裝置,使被控制的松散物料滿足理論定量值的要求。
在實(shí)際應(yīng)用中,有很多因素都會(huì)對(duì)定量過(guò)程造成影響,所以要求控制系統(tǒng)具有使用范圍更廣的控制功能。在實(shí)驗(yàn)室中,經(jīng)常會(huì)因?yàn)槎吭O(shè)備的堵塞而出現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中斷,或者負(fù)載影響定量檢測(cè)設(shè)備的檢測(cè),使檢測(cè)結(jié)果出現(xiàn)很大的波動(dòng),影響產(chǎn)品質(zhì)量。在工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)中,定量設(shè)備還往往會(huì)受到很多其他因素的影響,例如:
外部影響因素:過(guò)載、風(fēng)吹、壓力波動(dòng)、外力干擾、電磁干擾、機(jī)械振動(dòng)和震動(dòng)等;
與產(chǎn)品有關(guān)的影響因素:液體定量、粘附性、結(jié)塊、不規(guī)則下落、雜質(zhì)、物料密度不均勻等。
有些影響因素可以通過(guò)一定的方法避免,例如在連續(xù)性定量容器中再次充填松散物料。但大多數(shù)影響因素很難預(yù)見。
具有預(yù)測(cè)能力的定量控制系統(tǒng)
為了在工業(yè)生產(chǎn)中完成定量控制,控制系統(tǒng)必須具有識(shí)別干擾源和影響因素的能力,并能根據(jù)這些影響因素對(duì)真實(shí)的定量控制值進(jìn)行調(diào)整。Gericke公司的EasydosPro定量稱重系統(tǒng)具有專門針對(duì)這些影響因素而設(shè)計(jì)的算法語(yǔ)言TrendTec。這一控制系統(tǒng)在重力定量控制中不斷地采集定量控制的檢測(cè)值,并根據(jù)這些檢測(cè)值繪制出整個(gè)定量控制循環(huán)中的定量特性曲線。在這一曲線中包括了與生產(chǎn)過(guò)程有關(guān)的波動(dòng)情況,例如松散物料的密度的變化、充填量高度的影響、外部環(huán)境不斷重復(fù)出現(xiàn)的影響等。在每一次排空之后,這一曲線都會(huì)進(jìn)一步的細(xì)化,經(jīng)過(guò)幾次循環(huán)之后就可以得到一條可靠性很高的平均定量特性曲線。
圖2Gericke公司的測(cè)試中心對(duì)定量裝置、控制系統(tǒng)和被檢測(cè)的產(chǎn)品(本例為亞麻籽)進(jìn)行了綜合性測(cè)試
恒定的定量控制
控制系統(tǒng)不僅能夠識(shí)別出現(xiàn)的干擾,而且還能夠根據(jù)出現(xiàn)的干擾做出適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)。在實(shí)際生產(chǎn)中,操作者無(wú)意中把臺(tái)秤的稱量值設(shè)定的小了一點(diǎn),但在控制系統(tǒng)控制下,由臺(tái)秤采集到的重量增加的數(shù)值經(jīng)簡(jiǎn)單的調(diào)節(jié)回路通過(guò)提高定量控制量來(lái)達(dá)到理論的定量值,增加定量裝置的負(fù)荷。
在這種情況下,EasydosPro系統(tǒng)就認(rèn)為是出現(xiàn)了故障干擾。因?yàn)闄z查到的數(shù)值與標(biāo)準(zhǔn)的允許偏差有很大的差異。這時(shí)控制系統(tǒng)就自動(dòng)從重量定量控制轉(zhuǎn)換到體積定量控制。在這種情況下傳統(tǒng)的定量控制系統(tǒng)會(huì)鎖定后一次準(zhǔn)確的定量值,而Gericke公司的定量控制系統(tǒng)則能進(jìn)一步利用制定的定量特性曲線。定量控制設(shè)備按照這一曲線進(jìn)行調(diào)節(jié),直至達(dá)到曲線規(guī)定的定量狀況為止。這樣,盡管出現(xiàn)了干擾但定量控制系統(tǒng)仍然保持恒定的定量控制值。
借助于這種TrendTec語(yǔ)言算法,控制系統(tǒng)利用上面介紹的方法,定量設(shè)備在重新添加松散物料之后的啟動(dòng)時(shí)間明顯縮短。這增加了循環(huán)充填的次數(shù),可以使用容量較小的小型定量裝置,減小定量設(shè)備的占用空間、降低設(shè)備制造成本。
使用方式靈活
Gericke公司的這種定量控制系統(tǒng)是按照單機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的,其顯示裝置和操作裝置都可以直接安裝在定量設(shè)備中。另外,這一控制系統(tǒng)還能夠經(jīng)任何一臺(tái)(WindowsXP或者更高版本操作系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)瀏覽器)計(jì)算機(jī)的嵌入式Web服務(wù)器(互聯(lián)網(wǎng)集成接口)進(jìn)行操作??梢岳肬盤交換數(shù)據(jù)和程序。利用以太網(wǎng)Ethernet/IP、DeviceNet、Modbus和ProfibusDP接口可以把控制系統(tǒng)接入到西門子可編程序控制器(PLC)網(wǎng)絡(luò)之中或者Allen-Bradley的可編程序控制系統(tǒng)環(huán)境中。