圖1在連續性生產過程中,控制系統非常重要
理論上,依靠重力進行定量控制是簡單的調節技術,檢測儀根據規定的時間測定經定量容器進入生產過程的松散物料的重量。控制系統根據檢測到的重量變化調節、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。
在實際應用中,有很多因素都會對定量過程造成影響,所以要求控制系統具有使用范圍更廣的控制功能。在實驗室中,經常會因為定量設備的堵塞而出現生產過程中斷,或者負載影響定量檢測設備的檢測,使檢測結果出現很大的波動,影響產品質量。在工業生產企業中,定量設備還往往會受到很多其他因素的影響,例如:
外部影響因素:過載、風吹、壓力波動、外力干擾、電磁干擾、機械振動和震動等;
與產品有關的影響因素:液體定量、粘附性、結塊、不規則下落、雜質、物料密度不均勻等。
有些影響因素可以通過一定的方法避免,例如在連續性定量容器中再次充填松散物料。但大多數影響因素很難預見。
具有預測能力的定量控制系統
為了在工業生產中完成定量控制,控制系統必須具有識別干擾源和影響因素的能力,并能根據這些影響因素對真實的定量控制值進行調整。Gericke公司的EasydosPro定量稱重系統具有專門針對這些影響因素而設計的算法語言TrendTec。這一控制系統在重力定量控制中不斷地采集定量控制的檢測值,并根據這些檢測值繪制出整個定量控制循環中的定量特性曲線。在這一曲線中包括了與生產過程有關的波動情況,例如松散物料的密度的變化、充填量高度的影響、外部環境不斷重復出現的影響等。在每一次排空之后,這一曲線都會進一步的細化,經過幾次循環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公司的測試中心對定量裝置、控制系統和被檢測的產品(本例為亞麻籽)進行了綜合性測試
恒定的定量控制
控制系統不僅能夠識別出現的干擾,而且還能夠根據出現的干擾做出適當的反應。在實際生產中,操作者無意中把臺秤的稱量值設定的小了一點,但在控制系統控制下,由臺秤采集到的重量增加的數值經簡單的調節回路通過提高定量控制量來達到理論的定量值,增加定量裝置的負荷。
在這種情況下,EasydosPro系統就認為是出現了故障干擾。因為檢查到的數值與標準的允許偏差有很大的差異。這時控制系統就自動從重量定量控制轉換到體積定量控制。在這種情況下傳統的定量控制系統會鎖定后一次準確的定量值,而Gericke公司的定量控制系統則能進一步利用制定的定量特性曲線。定量控制設備按照這一曲線進行調節,直至達到曲線規定的定量狀況為止。這樣,盡管出現了干擾但定量控制系統仍然保持恒定的定量控制值。
借助于這種TrendTec語言算法,控制系統利用上面介紹的方法,定量設備在重新添加松散物料之后的啟動時間明顯縮短。這增加了循環充填的次數,可以使用容量較小的小型定量裝置,減小定量設備的占用空間、降低設備制造成本。
使用方式靈活
Gericke公司的這種定量控制系統是按照單機系統設計的,其顯示裝置和操作裝置都可以直接安裝在定量設備中。另外,這一控制系統還能夠經任何一臺(WindowsXP或者更高版本操作系統和互聯網瀏覽器)計算機的嵌入式Web服務器(互聯網集成接口)進行操作。可以利用U盤交換數據和程序。利用以太網Ethernet/IP、DeviceNet、Modbus和ProfibusDP接口可以把控制系統接入到西門子可編程序控制器(PLC)網絡之中或者Allen-Bradley的可編程序控制系統環境中。