专利名称：失重式喂料机及其计量配混的方法
技术领域：
本发明涉及喂料装置及喂料配混的方法，特别涉及一种失重式喂料机及其计量配混的方法。
背景技术：
随着橡塑行业在国内的迅速发展，国外越来越多的失重式计量喂料配混设备进入国内市场。但是进口机器的价格相当贵，国内的大多数中、小型企业都无法承受。国内的失重式喂料机还是一个空白。
在喂料机使用于化工，医药，食品等领域时，液体物料遇到空气会反映变质，或遇到空气中的水分发生反应或结晶。现有喂料机产品无法确保物料的物理和化学性质，缺少防止物料挥发的封闭结构。因此用于液体喂料的情况下，其安全可靠性有待改善。
在喂料机使用于固体喂料时，现有的单/双螺杆喂料机的料斗采用底部为半球形的球斗，由于其底部开口相对较小，使物料输送不够顺畅，也不利于进行搅拌。因此用于固体喂料的情况下，其结构有待改善。
发明内容
本发明的目的在于克服上述弊端，提供一种成本低、自动化程度高，具有高精度配比和流量高稳定性的失重式喂料机计量配混的方法。
本发明失重式喂料机计量配混的方法，该方法通过工控机的输入设备设定若干喂料机的配比参数，由荷重传感器获取各喂料机的称重信号并传递给PLC模块，PLC模块输出实时调整信号经变频器和执行机构控制喂料机进行喂料并调整配混流量的稳定性，该方法所执行的步骤是1)系统通电，通过工控机输入设定的配比参数，包括流量，料位上限，料位下限，补料时间，设定流量修正，同时，接入荷重传感器信号，系统进行自检；2)判断是否系统启动，若结果为是，打开控制开关，按照输入配比参数确定的启动速度运行变频器，以启动速度运行设备；若结果为否，执行步骤11)；3)运行60秒后，进行数据比较，进入全自动配料控制；
4)判断料斗里的料是否小于加料界限设定，若结果为是，给出加料界限报警；若结果为否，执行步骤5)；5)判断是否小于料位下限，若结果为是，打开加料阀进行加料；若结果为否，执行步骤6)；6)判断是否大于料位下限，若结果为是，执行步骤7)；若结果为否，60秒后给出加料故障报警；7)判断是否大于料位上限，若结果为是，关闭加料阀停止加料并执行步骤8)；若结果为否，加料阀保持打开状态；8)判断是否进入PID调节，若结果为是，开始PID调节若实际流量大于设定流量，PID调节减小速度并输出给变频器；若实际流量小于设定流量，PID调节增加速度并输出给变频器；若结果为否，返回步骤2)；9)判断实际流量与设定流量之差A是否小于一定值且超出允许范围，若结果为是，给出架桥报警；10)判断实际流量与设定流量之差A的绝对值是否大于一定值且在允许范围内，若结果为是，给出超差报警；11)判断系统是否停止，按下控制开关时，系统停止运行，设备断电。
本发明失重式喂料机计量配混的方法，其中所述工控机存储有补助软件，用于执行工艺流程动作图、配方编辑、报表、工作曲线、生产批号及代码的打印及存储操作。
本发明失重式喂料机计量配混的方法，其中所述工控机控制的失重式喂料机为32台。
本发明失重式喂料机计量配混的方法，其中所述工控机通过接收外界的模拟信号来控制失重式喂料机。
本发明的另一目的在于提供计量精度高、操作安全可靠、确保防止液体物料挥发和固体物料输送顺畅的失重式喂料机。
本发明一种用于液体喂料的失重式喂料机，包括依次相连的工控机、PLC模块、变频器、执行机构和喂料机构，PLC模块接有控制开关，喂料机构设有荷重传感器，荷重传感器的称重信号接至PLC模块，其中喂料机构设有固定在喂料机壳体上的储料仓和称量机构，称量机构包括计量筒和计量外筒，计量筒通过上连接板与荷重传感器相连，计量外筒通过下连接板与荷重传感器相连，计量外筒设有外筒盖，外筒盖与计量外筒之间设有密封垫，称量机构的加料管和出料口分别固定在外筒盖上，加料管与储料仓的出口相通。
本发明用于液体喂料的失重式喂料机，其中所述计量筒和计量外筒由不锈钢材料制成。
本发明一种用于固体喂料的失重式喂料机，包括依次相连的工控机、PLC模块、变频器、执行机构和喂料机构，PLC模块接有控制开关，喂料机构设有荷重传感器，荷重传感器的称重信号接至PLC模块，喂料机构为单/双螺杆喂料机构，其中单/双螺杆喂料机构在其料斗下方安装有碟斗。
本发明用于固体喂料的失重式喂料机，其中所述碟斗具有与单/双螺杆喂料机构的物料输送腔相连的底腔，所述底腔通过两侧的法兰与所述输送腔相连。
本发明用于固体喂料的失重式喂料机，其中所述碟斗由不锈钢材料制成。
本发明失重式喂料机及其计量配混的方法，由于采用了具有荷重传感器的工控机控制系统，通过工控机的输入设备设定配比参数，由荷重传感器获取称重信号并传递给工控机，工控机通过总线控制方式输出实时调整信号经变频器和执行机构控制喂料并调整配混流量的稳定性。使用者可以用包括触摸屏在内的输入设备与系统沟通，采用PID调节，每时每刻进行比较、计算、速度调节，来保证输送的稳定性和配比的精度。系统内储有补助软件，并具有工艺流程动作图、配方编辑及存储、报表、工作曲线、生产批号及代码、打印等功能。因此本发明失重式喂料机采用的计量配混的方法具有成本低、自动化程度高，具有高精度配比和流量高稳定性的优点；用于液体喂料的失重式喂料机操作安全可靠，可以确保防止液体物料挥发；用于固体喂料的失重式喂料机可以确保物料输送的顺畅，改善喂料效果。
下面结合附图对本发明进行进一步的描述。
图1是本发明失重式喂料机的方框图；图2a和图2b是本发明失重式喂料机计量配混方法的流程图；图3是本发明失重式喂料机(用于液体喂料)的主视图；图4是图3中称量机构结构图；图5是本发明失重式喂料机(用于固体喂料)的结构图；图6是图5中碟斗的主视图；图7是图5中碟斗的侧视图；图8是本发明失重式喂料机的使用操作流程图。
具体实施例方式
本发明失重式喂料机采用总线控制方式，使用者通过工控机的输入设备，包括工控机显示器或触摸式平板电脑输入相应的配比参数，包括多组物料的配混比例，可单独输入，也可输入总流量，比例自动分配。同时通过荷重传感器，把信号传递给PLC控制系统，经过软件的程序适时处理，控制系统输出一个适时调整过的信号到变频器，通过马达、计量泵等执行机构来实现流量的稳定性。
参见图2a和图2b，在本发明失重式喂料机计量配混方法中，系统通电后，通过工控机输入设定的配比参数，包括流量，料位上限，料位下限，补料时间，设定流量修正，同时，接入荷重传感器信号，系统进行自检。
打开控制开关，系统启动，按照输入配比参数确定的启动速度运行变频器，以启动速度运行设备。运行60秒后，进行数据比较，进入全自动配料控制。配料控制的过程是判断料斗里的料是否小于加料界限设定，若结果为是，给出加料界限报警；若结果为否，再判断是否小于料位下限，若结果为是，打开加料阀进行加料；若结果为否，继续判断是否大于料位下限，若结果为否，60秒后给出加料故障报警；若结果为是，判断是否大于料位上限，若结果为是，关闭加料阀停止加料。
系统如果进入PID调节时若实际流量大于设定流量，PID调节减小速度并输出给变频器；若实际流量小于设定流量，PID调节增加速度并输出给变频器。同时，系统判断实际流量与设定流量之差A是否小于一定值且超出允许范围，若结果为是，给出架桥报警；判断实际流量与设定流量之差A的绝对值是否大于一定值且在允许范围内，若结果为是，给出超差报警。
最后，在系统停止时按下控制开关，系统停止运行，设备断电。
本发明失重式喂料机计量配混方法中，由于控制系统的采样和通讯速度高，实时读取数据，并对这些数据不停的求和，算出平均数K，用平均数K与相关参数比较并进行料位控制；同时把平均数K与相关参数转换为浮点数并作相应的运算，以供进行PID调节，即采用单位时内物料的流失量进行自动计算调节，从而保证物料输送的稳定性。系统工控机控制的失重式喂料机最多可达32台。
本发明失重式喂料机计量配混方法中，工控机和PLC控制系统沟通，它能提供整个流程的详细资料(输入参数，第一时间内监控对象的变化等)，同时系统内储有补助软件，具有工艺流程动作图、配方编辑及存储、报表、工作曲线、生产批号及代码、打印等功能。
本发明失重式喂料机计量配混方法中，系统也可以接收外界的模拟信号来控制整条生产线。
采用上述计量配混方法，本发明失重式喂料机的使用操作流程如下参见图8，设备通电→系统进行自检→打开气源→输入参数→做好开机准备→把原料放入原料料仓→打开上料机给过渡料仓加料→加料到过渡料仓料位上限时→过渡料仓给上料机一个停止信号→上料机停止(在设备运行过程中，过渡料仓的料到设定的下限时→过渡料仓给上料机一个启动信号→上料机启动)→确保所有设备正常用心运行，喂料机准备就绪→打开失重式计量喂料配混设备开关→喂料系统按照设定的参数一直运行→过几秒钟后，系统输出一个补料信号→打开补料阀→从过渡料仓向失重式计量喂料机加料→失重式计量喂料机料位到设定上限时→关闭补料阀(在失重式计量喂料料机运行过程中，失重式计量喂料机料位到设定下限时→系统输出一个补料信号→打开补料阀)→直到停机，所有动作才停止。
下面结合附图对本发明用于液体喂料的失重式喂料机的实施例1进行说明。
参见图1和图3，该失重式喂料机包括依次相连的工控机、PLC模块、变频器、执行机构和喂料机构，PLC模块接有控制开关，喂料机构设有荷重传感器，荷重传感器的称重信号接至PLC模块。其中，喂料机构设有固定在喂料机壳体上的储料仓30和称量机构37，参见图4，称量机构37包括由不锈钢材料制成的计量筒39和计量外筒38，计量筒39通过上连接板36与荷重传感器相连，计量外筒38通过下连接板35与荷重传感器相连，计量外筒38设有外筒盖31，外筒盖31与计量外筒38间设有密封垫34，称量机构37的加料管32和出料口33分别固定在外筒盖31上，加料管32与储料仓的出口相通。
该喂料机为使用于化工，医药，食品等各个领域的液体设备。由于液体大部分遇到空气会反应变质，或遇到空气中的水分分反应或结晶。因此采用计量筒与计量外筒由传感器间接连接，计量外筒加密封盖，又不影响计量精度的全封闭结构称量机构37，其优点是1)确保物料的物理和化学性质，防止物料挥发，防止遇到空气中的水分分反应或结晶。
2)该机设计先进，结构紧凑，安全可靠，性能优良，外型美观，运转平稳，能耗低，产量高，使用寿命长，安装维修方便。
3)采用全不锈钢制造，清料干净彻底。
4)传感器安装考究，在各个部件安装过程中，除去一切影响传感器精度的外界因素，确保传感器的正常运行。
下面结合附图对本发明用于固体喂料的失重式喂料机的实施例2进行说明。
参见图5，该失重式喂料机包括依次相连的工控机、PLC模块、变频器、执行机构和喂料机构，PLC模块接有控制开关，喂料机构设有荷重传感器，荷重传感器的称重信号接至PLC模块。其中，单/双螺杆喂料机构在其料斗26下方安装有由不锈钢材料制成的碟斗24。参见图6和图7，碟斗24具有与单/双螺杆喂料机构的物料输送腔25相连的底腔23，底腔23通过两侧的法兰22与输送腔25相连。
使用该喂料机时，电机启动，并带动螺杆转动，物料从加料管加入，经过螺杆从出料口送出。碟斗24的结构保证了不存料，物料的流动性好，在遇到流动性较差的物料，在料斗上进行垂直搅拌，同时可以很方便地在碟斗部分实现水平搅拌，保证物料连续输送。
综上所述，本发明失重式喂料机的特点是1、结构紧凑，占地面积小、操作方便及工艺效果好；2、计量精度高，安装方式灵活，计量范围宽，适用范围广；3、操作安全可靠，设有自动报警装置；4、配料稳定，批量产品质量均匀，产品的一致性高；5、提高生产效率，减少劳动强度；6、生产灵活性增加——修改配比或更换原料方便快捷；7、具有打印和通讯功能。
权利要求
1.失重式喂料机计量配混的方法，该方法通过工控机的输入设备设定若干喂料机的配比参数，由荷重传感器获取各喂料机的称重信号并传递给PLC模块，PLC模块输出实时调整信号经变频器和执行机构控制喂料机进行喂料并调整配混流量的稳定性，其特征在于该方法所执行的步骤是1)系统通电，通过工控机输入设定的配比参数，包括流量，料位上限，料位下限，补料时间，设定流量修正，同时，接入荷重传感器信号，系统进行自检；2)判断是否系统启动，若结果为是，打开控制开关，按照输入配比参数确定的启动速度运行变频器，以启动速度运行设备；若结果为否，执行步骤11)；3)运行60秒后，进行数据比较，进入全自动配料控制；4)判断料斗里的料是否小于加料界限设定，若结果为是，给出加料界限报警；若结果为否，执行步骤5)；5)判断是否小于料位下限，若结果为是，打开加料阀进行加料；若结果为否，执行步骤6)；6)判断是否大于料位下限，若结果为是，执行步骤7)；若结果为否，60秒后给出加料故障报警；7)判断是否大于料位上限，若结果为是，关闭加料阀停止加料并执行步骤8)；若结果为否，加料阀保持打开状态；8)判断是否进入PID调节，若结果为是，开始PID调节若实际流量大于设定流量，PID调节减小速度并输出给变频器；若实际流量小于设定流量，PID调节增加速度并输出给变频器；若结果为否，返回步骤2)；9)判断实际流量与设定流量之差A是否小于一定值且超出允许范围，若结果为是，给出架桥报警；10)判断实际流量与设定流量之差A的绝对值是否大于一定值且在允许范围内，若结果为是，给出超差报警；11)判断系统是否停止，按下控制开关时，系统停止运行，设备断电。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于其中所述工控机存储有补助软件，用于执行工艺流程动作图、配方编辑、报表、工作曲线、生产批号及代码的打印及存储操作。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于其中所述工控机控制的失重式喂料机为32台。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于其中所述工控机通过接收外界的模拟信号来控制失重式喂料机。
5.一种用于液体喂料的失重式喂料机，包括依次相连的工控机、PLC模块、变频器、执行机构和喂料机构，所述PLC模块接有控制开关，所述喂料机构设有荷重传感器，所述荷重传感器的称重信号接至所述PLC模块，其特征在于其中所述喂料机构设有固定在喂料机壳体上的储料仓(30)和称量机构(37)，所述称量机构(37)包括计量筒(39)和计量外筒(38)，所述计量筒(39)通过上连接板(36)与所述荷重传感器相连，所述计量外筒(38)通过下连接板(35)与所述荷重传感器相连，所述计量外筒(38)设有外筒盖(31)，所述外筒盖(31)与所述计量外筒(38)之间设有密封垫(34)，所述称量机构(37)的加料管(32)和出料管(33)分别固定在所述外筒盖(31)上，所述加料管(32)与所述储料仓(30)的出口相通。
6.根据权利要求5所述的失重式喂料机，其特征在于其中所述计量筒(39)和计量外筒(38)由不锈钢材料制成。
7.一种用于固体喂料的失重式喂料机，包括依次相连的工控机、PLC模块、变频器、执行机构和喂料机构，所述PLC模块接有控制开关，所述喂料机构设有荷重传感器，所述荷重传感器的称重信号接至所述PLC模块，所述喂料机构为单/双螺杆喂料机构，其特征在于其中所述单/双螺杆喂料机构在其料斗(26)下方安装有碟斗(24)。
8.根据权利要求7所述的失重式喂料机，其特征在于其中所述碟斗(24)具有与单/双螺杆喂料机构的物料输送腔(25)相连的底腔(23)，所述底腔(23)通过两侧的法兰(22)与所述输送腔(25)相连。
9.根据权利要求7或8所述的失重式喂料机，其特征在于其中所述碟斗(24)由不锈钢材料制成。
全文摘要
本发明失重式喂料机计量配混的方法，由工控机设定喂料机的配比参数，荷重传感器获取称重信号并传递给PLC模块，PLC模块输出实时调整信号经变频器和执行机构控制喂料并调整配混流量的稳定性。本发明提供的用于液体和固体喂料的失重式喂料机，其中液体喂料的称量机构包括计量筒和计量外筒，分别通过连接板与荷重传感器相连，计量外筒设有外筒盖和密封垫。固体喂料的单/双螺杆喂料机构在其料斗下方装有碟斗。本发明失重式喂料机计量配混的方法具有成本低、自动化程度高、高精度配比和流量高稳定性的优点。用于液体喂料的失重式喂料机操作安全可靠，确保防止液体物料挥发。用于固体喂料的失重式喂料机确保物料输送的顺畅，改善喂料效果。
文档编号B65G33/00GK1751779SQ20051009867
公开日2006年3月29日 申请日期2005年9月9日 优先权日2005年9月9日
发明者安海 申请人:安海