摘 要：不飽和聚酯樹(shù)脂預(yù)混料系統(tǒng)主要由石粉儲(chǔ)料罐、石粉氣旋篩、石粉喂料倉(cāng)、石粉和樹(shù)脂的混料機(jī)、攪拌倉(cāng)、氣動(dòng)隔膜泵等主要設(shè)備，以及顯示和控制料位的音叉式料位開(kāi)關(guān)、阻旋式料位開(kāi)關(guān)和隔膜式料位計(jì)組成，通過(guò) PLC 控制柜實(shí)現(xiàn)預(yù)混料系統(tǒng)的連續(xù)生產(chǎn)，不需要人工操作。
不飽和聚酯樹(shù)脂預(yù)混料系統(tǒng)是生產(chǎn)不飽和聚酯樹(shù)脂錨固劑的一個(gè)中間過(guò)程，不飽和聚酯樹(shù)脂錨固劑主要應(yīng)用于煤礦井下巷道支護(hù)。不飽和聚酯樹(shù)脂預(yù)混料系統(tǒng)主要由石粉儲(chǔ)料罐、石粉氣旋篩、石粉喂料倉(cāng)、石粉和樹(shù)脂的混料機(jī)、攪拌倉(cāng)、氣動(dòng)隔膜泵等主要設(shè)備，以及顯示和控制料位的音叉式料位開(kāi)關(guān)、阻旋式料位開(kāi)關(guān)和隔膜式料位計(jì)，通過(guò) PLC 控制柜實(shí)現(xiàn)預(yù)混料系統(tǒng)的連續(xù)生產(chǎn)。不飽和聚酯樹(shù)脂預(yù)混料控制系統(tǒng)不需要人工操作，能夠直觀顯示料位的狀態(tài)，當(dāng)出現(xiàn)供料不足或到高料位時(shí)，能夠報(bào)警提示操作人員。
音叉開(kāi)關(guān)在音叉的基座上安裝有一對(duì)壓電晶體，使音叉開(kāi)關(guān)在一定頻率下振動(dòng)，當(dāng)音叉開(kāi)關(guān)被物料掩埋后，音叉振動(dòng)的頻率和幅度會(huì)發(fā)生變化，由檢測(cè)電路對(duì)輸入的信號(hào)轉(zhuǎn)換為一個(gè)開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出。音叉開(kāi)關(guān)有多種輸出形式，2 線制 AC、2 線制 DC、3 線制 PNP/NPN 型晶體管。
供電電壓：220VAV/24VDC
工作溫度：
叉體 -30~150℃
儀表 -20~70℃
工作壓力：小于 2Mpa
介質(zhì)密度：#低 0.6g/cm3
輸出方式：一組繼電器輸出（AC 220V/3A，DC 30V/3A）
輸出延時(shí)：1~20 秒可調(diào)
靈敏度：1~10 級(jí)可調(diào)
功耗：1W
安裝接口：錐管 G1"
電氣接口：M20×1.5
阻旋料位計(jì)采用微型電機(jī)經(jīng)過(guò)減速后，帶動(dòng)監(jiān)測(cè)葉片慢速旋轉(zhuǎn)，當(dāng)物料的料位到達(dá)葉片的位置時(shí)，葉片受到阻力，轉(zhuǎn)速發(fā)生變化，檢測(cè)機(jī)構(gòu)便會(huì)發(fā)出一個(gè)位移量，shou先觸發(fā)一個(gè)微動(dòng)開(kāi)關(guān)，輸出一個(gè)有料的信號(hào)，另一個(gè)微動(dòng)開(kāi)關(guān)切斷電機(jī)的電源。當(dāng)料位發(fā)生變化，葉片不再受到阻力，彈簧恢復(fù)常態(tài)，微動(dòng)開(kāi)關(guān)使電機(jī)電源接通，并發(fā)出沒(méi)有的信號(hào)。
用途：上、下限測(cè)量
輸出：開(kāi)關(guān)信號(hào)
葉片轉(zhuǎn)速：2.5 轉(zhuǎn)/分
接點(diǎn)容量：220V/3A（AC）
介質(zhì)密度：≥0.2g/cm（較大葉片）
物料溫度：-10～80℃，-20~250℃
靈敏度：五檔可調(diào)（機(jī)芯）
安裝方式：法蘭安裝 G1.5″螺紋
環(huán)境溫度：-10～80℃
供電電源：36V、110V、220V，AC
耗電功率：<3W
音叉料位計(jì)和阻旋式料位開(kāi)關(guān)用在石粉儲(chǔ)料罐和石粉喂料倉(cāng)的高、低限位。音叉式料位開(kāi)關(guān)用于側(cè)裝探測(cè)儲(chǔ)罐內(nèi)是否有料，阻旋式料位開(kāi)關(guān)用于頂裝測(cè)量料位是否到高位，到高位及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。音叉式開(kāi)關(guān)和阻旋式開(kāi)關(guān)組合使用于大型的料罐，能夠直觀監(jiān)測(cè)料位的變化，輸入到 PLC，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。
隔膜式壓力變送器通過(guò)檢測(cè)到壓力的變化，將壓力的變化轉(zhuǎn)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)信號(hào)，當(dāng)壓力直接作用在膜片的表面，使膜片發(fā)生變形，檢測(cè)電路把微小的變形轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。
液體儲(chǔ)料罐和混合倉(cāng)底部主要采用隔膜式壓力變送器，根據(jù)儲(chǔ)罐和倉(cāng)的高度選擇合適的壓力變送器，將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為 4~20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸入到模擬量模塊。
可編程序控制器廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化控制，西門子 PLC 控制器是控制系統(tǒng)的核心器件，可編程控制系統(tǒng)主要包括 S7-200 控制器，開(kāi)關(guān)量、模擬量輸入和輸出模塊。通過(guò)控制器可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算、比較、定時(shí)、計(jì)時(shí)、運(yùn)算等邏輯運(yùn)算功能。西門子 S7-200 可編程控制器控制點(diǎn)一般在 256 點(diǎn)之內(nèi)，適合于單機(jī)控制或小型系統(tǒng)的控制。處理速度 0.8~1.2ms；存貯器 2k；數(shù)字量 248 點(diǎn)；模擬量 35 路。
西門子 7.5"彩色觸摸屏，能夠直觀顯示系統(tǒng)運(yùn)行的參數(shù)，并在屏幕上直接修改設(shè)置參數(shù)。觸摸屏和 CPU 聯(lián)機(jī)，在觸摸屏上可以運(yùn)
行參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，并適時(shí)的顯示當(dāng)前的工作狀態(tài)，出現(xiàn)變頻器、料 位、電機(jī)等異常時(shí)，可以發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并及時(shí)的關(guān)閉運(yùn)行系統(tǒng)，保護(hù)設(shè)備不被損壞。膠泥倉(cāng)和固化劑倉(cāng)電機(jī)由變頻器控制，1 臺(tái) 11kW 三菱變頻器控制 2 臺(tái) 5.5kW 電機(jī)，通過(guò)改變變頻器的頻率實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速可調(diào)，使 2臺(tái)電機(jī)按照相同的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。變頻器的主回路主要是給異步電動(dòng)機(jī)提供調(diào)壓調(diào)頻電源的電力轉(zhuǎn)變。控制回路主要是給異步電動(dòng)機(jī)供電的主回路提供控制信號(hào)的回路，它有頻率、電壓的運(yùn)算回路，通過(guò)外部測(cè)得速度、轉(zhuǎn)矩與檢測(cè)回路的頻率、電壓進(jìn)行比較，來(lái)決定輸出的頻率和電壓，保護(hù)電路可以檢測(cè)主回路的電壓、電流，當(dāng)發(fā)生過(guò)流或過(guò)壓時(shí)，停止工作，防止燒壞逆變器和電動(dòng)機(jī)。
變頻器是通過(guò)改變電機(jī)工作電源的頻率控制電機(jī)的設(shè)備，變頻器主要由整流、濾波、逆 變、制動(dòng)、驅(qū)動(dòng)等處理單元組成，變頻器靠?jī)?nèi)部 IGBT（絕緣柵雙極性三極管）來(lái)控制輸出電壓和頻率，從而達(dá)到節(jié)能、調(diào)速的目的。通過(guò) PLC、輸入模塊、輸出模塊硬件的選擇，以及傳感器、變頻器的選型，#終要通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的功能。根據(jù)要實(shí)現(xiàn)的功能列出邏輯關(guān)系圖，轉(zhuǎn)變?yōu)樘菪螆D，輸入到 PLC 控制器，按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行安裝、調(diào)試。CPU 模塊上的工作方式可以打到 RUN 運(yùn)行狀態(tài)和 TERM 調(diào)試狀態(tài)，當(dāng)正常工作時(shí)達(dá)到 RUN 位置，當(dāng)需要對(duì)程序進(jìn)行修改時(shí)達(dá)到 TERM 位置。在程序執(zhí)行過(guò)程中，直接讀取輸入輸出模塊的 ON/OFF 狀態(tài)，或直接將輸出的 ON/OFF 狀態(tài)送到輸出模塊。CPU 內(nèi)部按編程的順序依次掃描到 END 指令結(jié)束為一次的執(zhí)行時(shí)間。一次掃描時(shí)間分輸入傳送、程序執(zhí)行、輸出傳送三個(gè)過(guò)程。
輸入模塊分為開(kāi)關(guān)量和模擬量輸入，其中音叉液位開(kāi)關(guān)、阻旋式料位開(kāi)關(guān)為開(kāi)關(guān)信號(hào)，隔膜式壓力變送器為模擬信號(hào)。輸入模塊的輸入狀態(tài)傳送到 CPU 的寄存器內(nèi)，每次掃描前更新寄存器的狀態(tài)。輸出狀態(tài)的寄存器將輸出傳送給輸出模塊，直接控制電磁閥驅(qū)動(dòng)外部工作。內(nèi)部繼電器只在 CPU 內(nèi)部進(jìn)行處理，不向外部輸出的 CPU 內(nèi)部輔助繼電器。減少了外部繼電器的接線，使用更簡(jiǎn)單、方便。物料的攪拌時(shí)間和設(shè)備運(yùn)行時(shí)間的控制可通過(guò) CPU 內(nèi)部定時(shí)器進(jìn)行設(shè)定，定時(shí)器有 0.1s、0.01s 等多種時(shí)間，定時(shí)器的設(shè)定時(shí)間自動(dòng)存入相對(duì)應(yīng)的寄存器中。
混合機(jī)按照預(yù)先設(shè)定的參數(shù)對(duì)三種物料進(jìn)行連續(xù)混合，生產(chǎn)出錨固劑半成品。不飽和聚酯樹(shù)脂錨固劑預(yù)混料控制系統(tǒng)包含兩部分，一個(gè)是固化劑預(yù)混料，一個(gè)是膠泥預(yù)混料。兩個(gè)控制系統(tǒng)都有手動(dòng)和自動(dòng)兩種工作狀態(tài)。在兩種工作狀態(tài)下，當(dāng)儲(chǔ)罐的料位在低位時(shí)，有料位保護(hù)，打料泵的電機(jī)無(wú)法啟動(dòng)。當(dāng)喂料倉(cāng)的料位在高位時(shí)，氣旋篩也無(wú)法啟動(dòng)。當(dāng)喂料倉(cāng)的料位在低位時(shí)，混料機(jī)無(wú)法啟動(dòng)。料位實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖控制。當(dāng)打到手動(dòng)控制狀態(tài)，每臺(tái)電機(jī)的啟動(dòng)和停止由手動(dòng)控制。當(dāng)打到自動(dòng)狀態(tài)下，shou次開(kāi)機(jī)時(shí)，順序啟動(dòng)電機(jī)，整個(gè)系統(tǒng)按照設(shè)定好的動(dòng)作運(yùn)轉(zhuǎn)。
不飽和聚酯樹(shù)脂預(yù)混料控制系統(tǒng)，采用粉狀物料依靠自重和氣力輸送，液體原料使用齒輪計(jì)量泵輸送，提高了輸送效率，混合機(jī)進(jìn)行連續(xù)運(yùn)行，替代了原來(lái)人工投料，降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)無(wú)人監(jiān)控，自動(dòng)化生產(chǎn)。
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