本文討論的GZ製磚自動配料機是一種用於免燒磚自動配料、自動稱重計量的設備。在國家建材政策的調控下, 燒製紅磚將逐漸退出市場, 隨之而來的將是節能降耗的無汙染建材———免燒磚。然而, 由於這個產業剛剛興起, 一些國內的控製設備存在無計量或計量不準等問題。隨著生產對自動控製的要求越來越高, 迫切需要開發一種可靠且有效的新型配料機。為了解決製磚用戶的實際問題, 我所與臨朐縣誌永機電科技有限公司合作開發了GZ製磚自動配料機, 其性能指標優於已有的同類設備。

一、配料機的工作原理
GZ免燒磚自動配料機由計量倉、儲料倉、稱重傳感器、數字稱重變送器、人機界麵( 觸摸屏) 、工業PLC( 含A/D模塊) 、下位機執行設備組成。
1.稱重傳感器
稱重傳感器是整套係統的重要部件之一, 它的性能及準確度直接影響整個係統的性能及指標, 經過測試與比較, 設計研製中選擇了S型稱重壓力傳感器。
S型壓力傳感器具有準確度高、可靠性好、性能穩定、抗偏載能力強等特點。
2.數字變送器
數字變送器對傳感器送來的模擬微信號進行放大,並轉換成A/D模塊需要的標準信號( 如4mA～20mA、0～10V DC等) , 它的準確度、可靠性直接決定了計量稱重結果。在設計研製時, 筆者采用了KM- 01A型重量變送器。其技術指標如下:

( 1) 激勵電源: 5V DC, 可驅動6支350Ω的模擬傳感器
( 2) 量程信號範圍: +40mV
( 3) 最小動態範圍: 2mV
( 4) 電流輸出: 最大負載電阻500Ω
( 5) 電壓輸出: 最小負載電阻10000Ω
( 6) 模擬輸出分辨率: 1/10000
( 7) 最大A/D脈衝數: 1000000
( 8) 更新速率: 15次/s
( 9) 模擬輸出類型可選擇: ( 4～20)mA、( 0～20)mA、( 0～24)mA、( 0～5)V、( 0～10)V
( 10) 電源範圍: ( 15～30)V DC
( 11) 工作環境: 溫度: - 30℃～60℃濕度: ( 10～95)%RH, 無冷凝
( 12) 外形尺寸: 180mm( 長) ×120mm( 寬) ×50mm( 厚)

3.可編程邏輯控製器( PLC)
GZ免燒磚自動配料機采用獨立的PLC, 配以16位模擬量處理模塊, 實現了數據采集、常規控製和智能配料控製功能。智能配料控製軟件編程, 符合國際標準IEC1131- 3《可編程邏輯控製器》, 支持順序功能圖、梯形圖和功能塊圖編程方式, 並為用戶提供了生成控製程序、配置係統硬件、讀取診斷信息、在線監測變量、強製輸出以及程序文檔處理等各種功能。
4通道16位的高精度A/D轉換芯片, 可以測量( 4～20)mA、( 0～20)mA、( 0～24)mA、( 1～5)V、+10V的信號;信號測量準確度為0.2%FS。

4.人機界麵
( 1) 可以同時開啟6個彈出窗口。
( 2) 新增留言板功能, 可更改筆的粗細、顏色, 並可使用橡皮擦功能等。
( 3) 方便易用而又強大的在線模擬和離線模擬功能, 使繁雜的程序設計變得輕鬆有效, 並可節約大量的工程調試時間。
( 4) 方便快捷的主從連接方式使多台觸摸屏的互聯通信簡單易行、穩定可靠且效率出眾。
( 5) 強大的32位RISC處理器的應用使MT500擁有更快的處理速度。

5.下位機執行設備
主要包括氣缸、下料助力器等設備。
下料助力器的工作原理:由電器控製和氣缸行程實現下料助力功能。通過電器的間歇開關實現電磁氣缸的不間斷來回行程, 推動下料助力器。
在某種物料下料過程中, 當前實際重量是隨時變化的。若在下料過程中( 未達到設定值即某一料倉下料閘門處於開狀態) , 當前重量30s內無變化, 說明出現堵料現象, 與之對應的下料助力器自動開啟, 完成下料助力功能。濕度大的環境可選擇下料助力器與下料閘門的同步開關。即下料閘門開, 與之對應的下料助力器同時工作。

二、配料機的技術指標
GZ免燒磚自動配料機的準確度等級為X( 2) 級。按照JJG564- 2002《重力式自動裝料衡器》檢定規程的要求,其各項技術指標如下:
( 1) 符合國家標準GB/T14492- 1993《出口電石包裝鋼桶》的要求。
( 2) 獨立的電路控製, 4路16位模擬量的采集處理模塊, 8路輸入、6路輸出開關量的采集、控製( 可擴展) 。
( 3) 符合JJG564- 2002的如下要求:①量程信號範圍: ( - 40~40)mV②最小動態範圍: ( 0~2)mV③工作電源: 220V AC④工作溫度: - 10℃～40℃⑤工作濕度: <95%RH
三、結束語
GZ免燒磚自動配料機已於2007年5月19日通過山東省科技成果鑒定, 鑒定專家一致認為該設備設計合理、結構新穎、操作簡單, 在製磚行業的自動配料技術方麵處於國內領先水平。該設計安裝了下料助力器, 采用PLC上位編程軟件。通過電氣的延時控製氣缸的間歇性動作, 實現助力下料, 解決了因物料濕度大而出現的粘壁不下料現象, 提高了生產效率, 減輕了勞動強度, 具有一定的推廣應用價值。

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