一种石膏板生产配料控制系统的制作方法
【专利摘要】一种石膏板生产配料控制系统，所述控制系统至少包括控制装置和多个控制点，所述控制装置分别连接多个控制点，所述多个控制点包括：搅拌机控制点；干料供给系统控制点；液态料供给系统控制点；泡沫发生系统控制点；出料系统控制点。不仅完成配料系统的控制，而且将原干燥与切断系统控制的皮带，辊道的控制点也归于配料控制系统来控制，取消了切断与干燥系统的控制系统，控制点数重新分配，优化了系统，也节省了成本。
【专利说明】一种石膏板生产配料控制系统
【技术领域】
[0001]涉及工业自动化领域，尤其是一种石膏板生产配料控制系统。
【背景技术】
[0002]现有石膏板生产配料系统设置的不够合理，生产效率不高，控制点设计不合理。
[0003]石膏板生产的工艺过程为:
[0004]备料:
[0005]改性淀粉、缓凝机、纸浆、减水剂、水经定量计量后放入水力碎浆机搅拌成原料浆，然后输送到料浆储备罐备用；
[0006]发泡剂和水按比例投入发泡剂制备罐搅拌均匀，输送到发泡剂储备罐(带加热装置，保持35°C以上)备用；
[0007]纸面石膏板在生产过程中需要气泡，制成发面纸面石膏板，可以降低单位面积石膏板的重量，提高保温性能，节省石膏粉和其他各种辅料。
[0008]现有的石膏板发泡机组包括储料罐，发泡装置，储料罐中装有液态的发泡剂，被输送到到发泡装置中，与外部输送进入发泡装置的气体混合，发泡。产生气泡后，气泡输出到外部的搅拌机。
[0009]现有的年产3000万平米石膏板材生产线系统按照生产工艺特点和生产线布置情况主要分为配料与成型系统、切断与干燥系统等。单独设立干燥和切断控制系统，浪费了成本。
实用新型内容
[0010]本实用新型要解决的技术问题是提供一种石膏板生产配料控制系统，
[0011]所述控制系统5至少包括控制装置5000和多个控制点，控制装置5000分别与多个控制点之间连接；所述多个控制点包括:
[0012]搅拌机控制点50;
[0013]干料供给系统控制点51 ；
[0014]液态料供给系统控制点52 ；
[0015]泡沫发生系统控制点53 ；
[0016]出料系统控制点54。
[0017]不仅完成配料系统的控制，而且将原干燥与切断系统控制的皮带，辊道，的控制点也归于配料控制系统控制，取消了切断与干燥工作控制系统，控制点数重新分配，优化了系统，也节省了成本。
[0018]可选地，所述搅拌机控制点50包括驱动搅拌电机502的变频器503。
[0019]可选地，所述干料供给系统I包括输送石膏粉的第一皮带运输机11，用于输送促凝剂的第二皮带运输机12 ；
[0020]所述干料供给系统控制点51包括驱动第一电机510的第一变频器511，和驱动第二电机512的第二变频器513,所述第一电机510用于驱动第一皮带运输机11 ；,所述第二电机512用于驱动第二皮带运输机12。
[0021]可选地，所述液态料供给系统2包括料浆储备装置20，向料浆储备装置20中投入水的水泵21 ;及将料浆从料浆储备装置20输送到搅拌机的料浆电机22 ；
[0022]所述液态料供给系统的控制点52包括驱动所述水泵21的第三变频器520，及驱动与料浆电机22的第四变频器521。
[0023]可选地，所述泡沫发生系统3包括
[0024]泡沫发生装置30，向泡沫发生装置中注入空气的空气压缩机31，及向泡沫发生装置中注入发泡剂的计量泵32 ；
[0025]所述泡沫发生系统控制点53包括，驱动所述空气压缩机31的第五变频器530和驱动所述计量泵32的第六变频器531。
[0026]可选地，所述出料系统4与所述搅拌机501出口相连，所述出料系统4包括皮带40，成型机41，辊道42，所述搅拌机501的出口与所述成型机41的入口通过所述皮带40相连，所述皮带40上的料浆进入所述成型机41变成石膏板后，从所述成型机41出口输出，经过辊道42，进入到外部的干燥系统；
[0027]所述出料系统控制点54包括驱动第四电机540的第七变频器541 ;第四电机540用于驱动所述皮带40运动；
[0028]驱动第五电机542的第八变频器543 ;第五电机542用于驱动所述辊道42旋转；
[0029]用于测量所述皮带速度的速度传感器546。
[0030]可选地，所述搅拌电机502与驱动搅拌电机502的变频器503，所述第一变频器511与第一电机510，第二变频器513与第二电机512，第三变频器520与水泵21，第四变频器521与料浆电机22，空气压缩机31与第五变频器530，计量泵与第六变频器，第四电机540与第七变频器541，第五电机542与第八变频器543的连接主电路上还分别设置有熔断器，隔离开关，断路器，接触器，输入电抗器，输入滤波器，输出电抗器，输出滤波器，热继电器。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]图1为配料系统的简要示意图；
[0032]图2为配料系统的结构图；
[0033]图3为通过总线将控制装置与各个控制点相连的示意图。
【具体实施方式】
[0034]下面将结合附图及实施例对本实用新型的技术方案进行更详细的说明。
[0035]图1为配料系统的简要示意图。
[0036]所述控制系统5至少包括控制装置5000和多个控制点，控制装置5000和多个控制点之间通过总线500或电缆连接,所述多个控制点包括:
[0037]搅拌机控制点50 ；
[0038]干料供给系统控制点51 ；
[0039]液态料供给系统控制点52 ；
[0040]泡沫发生系统控制点53 ；
[0041]出料系统控制点54。
[0042]不仅完成配料系统的控制，而且将原干燥与切断系统控制的皮带，辊道的控制点也归于配料系统，取消了切断与干燥工作控制系统，控制点数重新分配，优化了系统，也节省了成本。
[0043]配料工段简单概括为三部分，一部分是将料浆储备罐中的料浆输送到搅拌机中，二是发泡储备罐中的泡沫输送到搅拌机中，三是将干料，即熟石膏粉与促凝剂输送到搅拌机中，对于干料的输送，一般是通过皮带秤输送。
[0044]图2为配料系统的结构图；
[0045]可选地，所述搅拌机控制点50包括驱动搅拌电机502的变频器503，所述搅拌电机502用于驱动搅拌机501旋转(图2中未表示出502和503)。
[0046]可选地，所述干料供给系统I包括输送石膏粉的第一皮带运输机11，用于输送促凝剂的第二皮带运输机12 ；
[0047]所述干料供给系统控制点51包括驱动第一电机510的第一变频器511和驱动第二电机512的第二变频器513,所述第一电机510用于驱动第一皮带运输机11 ;所述第二电机512用于驱动第二皮带运输机12。
[0048]干料供给系统I向所述搅拌机501提供固态干燥原料。
[0049]可选地，所述液态料供给系统2包括料浆储备装置20，向料浆储备装置20中投入水的水泵21，及将料浆从料浆储备装置20输送到搅拌机的料浆电机22 ；
[0050]所述液态料供给系统的控制点52包括驱动所述水泵21的第三变频器522 ;及驱动所述料浆电机22相连的第四变频器521。
[0051 ] 所述液态料供给系统2向搅拌机501提供液态原料。
[0052]对于料浆的输送，本申请采用计量泵控制流量与流速，称为料浆计量泵，也称料浆电机22，其由变频器521控制转速。
[0053]可选地，所述泡沫发生系统3包括:
[0054]泡沫发生装置30，向泡沫发生装置中注入空气的空气压缩机31，及向泡沫发生装置30中注入发泡剂的计量泵32 ；
[0055]所述泡沫发生系统控制点53包括，驱动空气压缩机31的第五变频器530，驱动计量泵32的第六变频器531。
[0056]空压机31与第五变频器530可以用采用一体式的变频式空压机来替代。
[0057]—体式变频空压机可以将空压机32与第五变频器530结合为一体，可以节省成本。其具体工作原理本申请不做赘述。
[0058]泡沫发生系统向搅拌机501提供泡沫。
[0059]对于泡沫的控制，本申请控制进入泡沫发生装置30的液体发泡剂的流量和气体的流量；即用计量泵32控制液体发泡剂的流量，用空气压缩机，简称空压机31控制气体的流量。
[0060]计量泵是一种可以满足各种严格的工艺流程需要，流量可以在0-100%范围内无级调节，用来输送液体(特别是腐蚀性液体)一种特殊容积泵。计量泵也称定量泵或比例泵。计量泵属于往复式容积泵，用于精确计量的，通常要求计量泵的稳定性精度不超过±1%。随着现代化工业朝着自动化操作、远距离自动控制这一形势的不断发展，计量泵的配套性强、适应介质(液体)广泛的优势尤为显得特出。
[0061 ] 流量调节，可以手动调节，也可以变频调节。
[0062]泵的流量调节是靠旋转调节手轮，带动调节螺杆转动，从而改变弓型连杆间的间距，改变柱塞(活塞)在泵腔内移动行程来决定流量的大小。调节手轮的刻度决定柱塞行程，精确率为95%。
[0063]可选地，所述出料系统4与搅拌机501出口相连，所述出料系统4包括皮带40，成型机41，辊道42，所述搅拌机501的出口与所述成型机41的入口通过所述皮带40相连，所述皮带40上的料浆进入所述成型机41变成石膏板后从所述成型机41出口输出，经过辊道42，(图3中由虚线表示成型机与辊道的“连接关系”，因为成型机与辊道并没有直接相联系，只是石膏板从成型机出口出来后经过辊道，所以用虚线表示)最后进入到配料系统外部的干燥系统；
[0064]所述出料系统控制点54包括:驱动第四电机540的第七变频器541，第四电机540用于驱动所述皮带40运动，
[0065]驱动第五电机542的第八变频器543 ;第五电机542用于驱动辊道42旋转；
[0066]用于测量所述皮带速度的速度传感器546。
[0067]速度传感器546，用于检测皮带的速度，将速度信号转换为电信号输送给所述控制
>J-U ρ?α装直。
[0068]皮带速度的测量有多种办法，一般是用速度传感器，将速度传感器546直接连接在从动滚筒或大直径滚筒上，这样保证能和皮带可靠地接触，消除皮带打滑等因素对速度传感器产生的不良影响。速度传感器546可以为无碳刷式交流脉冲发生器，它发出一系列脉冲，每个脉冲代表皮带行程的一个单位，脉冲频率和皮带速度成正比。连接在专用的测速滚筒上，可消除皮带打滑产生的速度误差。采用铸铝外壳，具有良好的屏蔽性、封闭性，适用于户外安装。
[0069]可选地，所述搅拌电机502与驱动搅拌电机502的变频器503，第一变频器511与第一电机510，第二变频器513与第二电机512，第三变频器520与水泵21，第四变频器521与料浆电机22，空气压缩机31与第五变频器530，计量泵32与第六变频器531 ;第四电机540与第七变频器541 ;第五电机542与第八变频器543的连接主电路上还分别设置有熔断器，隔离开关，断路器，接触器，输入电抗器，输入滤波器，输出电抗器，输出滤波器，热继电器。
[0070]在变频器与电网之间，包括依次相连的变压器，熔断器，隔离开关，断路器，接触器，输入电抗器，输入滤波器，关于变压器，并不是每一个变频器都单独设置一个供电的变压器，那样成本太高，一个车间可以设置一台供电的变压器，或者设置几台变压器，具体情况视情况而定。
[0071]变频器与电机或者空压机或计量泵之间的主电路上，可以依次设置如下元件:
[0072]输出电抗器，输出滤波器，热继电器。
[0073]在变频器与电网侧变压器之间从电网到变频器的方向，一般依次设置
[0074]熔断器，隔离开关，断路器，接触器，
[0075]熔断器，又称保险丝，熔丝，是一种连接在电路上用以保护电路的一次性元件，当电路上电流过大时，使其中的金属线或片产生高温而熔断，导致开路而中断电流，以保护电路免于受到伤害。旧保险丝熔断后需要人工更换新的保险丝以使电路恢复运行。熔断器是一种过电流保护器。
[0076]隔离开关是结构简单，应用广泛的手动电器，用于低压电路中不频繁地接通或者分段电路或者用于电路和电源的隔离。用于确保维修或者保养人员的安全。对于这类开关的选择，可以根据线路中的电压，额定电流与变频器的使用环境来综合考虑。
[0077]断路器是按照规定条件，对配电电路，电动机或其他用电设备实行通断操作并在电路出现过载，短路或者欠压等故障时能自动分段电路保护设备的开关电器。
[0078]断路器由触头系统，灭弧装置，各种脱扣器和操作机构组成。
[0079]接触器是一种用于远距离频繁接通和分断交直流主电路和大容量控制电路的自动切换电器。接触器控制容量大，适用于频繁操作和远距离控制。是自动控制系统中的重要元件之一。20安培以上的接触器加有灭弧罩，利用电路断开时产生的电磁力，快速拉断电弧，保护接点。接触器具可高频率操作，做为电源开启与切断控制时，最高操作频率可达每小时1200次。接触器的使用寿命很高，机械寿命通常为数百万次至一千万次，电寿命一般则为数十万次至数百万次。
[0080]热继电器，是一种用于电动机或其他电器设备，电气线路的过载保护的保护电器。流入热元件的电流产生热量。使具有不同膨胀系数的双金属片发生形变，当形变达到一定距离时，就推动连杆动作，是控制电路断开，从而使接触器失电。主电路断开，实现电动机的过载保护，断相保护，电流不平衡运行保护等。
[0081]输出电抗器，也叫变频器输出电抗器，用于限制电机连接电缆的容性充电电流及电机绕组上的电压上升率。还用于钝化变频器输出电压陡度。
[0082]输入电抗器，也叫变频器输入电抗器，用于限制电网侧的电压降，抑制谐波。限制电网侧操作产生的电流冲击。
[0083]变频器输入滤波器，是变频器专用滤波器的一种，其作用主要包括以下几个方面:抑制变频器产生的高次谐波，防止变频器被干扰，提高系统功率因数，缓解三相不平衡。
[0084]变频器输出滤波器，是变频器专用滤波器的一种，安装在变频器的输出侧与电机之间，用于减小变频器输出电流中的高次谐波层，抑制变频器的输出侧的浪涌电压。
[0085]变频器的型号多，变频器与电机之间连接电缆的长短不同，变频器的输出频率的大小不同，故在设置保护电路的元器件时，可以根据实际情况进行有选择的设置，不一定进行全面设置，有些外围电路可以省略不用。
[0086]变频器与电机之间的连接线，长度一般不要超过100米，否则，电缆产生的过大感应电容形成的尖峰电流，容易导致变频器的输出功率开关器件断开瞬间产生过大的尖峰电流，可能损坏变频器内部器件。如果在变频器的输出侧安装电抗器进行补偿，可以解决连线过长而引起尖峰电流的问题。
[0087]所述第一变频器511、第二变频器513、第三变频器520、第四变频器521、第五变频器530、第六变频器531、第七变频器541、第八变频器543，5信号输入端与所述控制装置500通过导线或者控制线缆相连，此处的控制线缆不包括总线。
[0088]所述控制线缆为双绞线加屏蔽线结构。屏蔽线的双绞线，也叫屏蔽双绞线，线对外面有网状金属屏蔽层，可以更好抗干扰。
[0089]所述控制线缆的横截面面积范围为0.3?0.75平方毫米。
[0090]所述控制线离所述主电路100米以上。
[0091]图3为通过总线500将控制装置5000与各个控制点相连的示意图。
[0092]控制点包括所述第一变频器511,与第一电机510相连；
[0093]第二变频器513，与第二电机512相连；
[0094]第三变频器520，与水泵21相连；
[0095]第四变频器521，与料浆电机22相连；
[0096]第五变频器530,与空气压缩机31相连；
[0097]第六变频器531，与计量泵32相连；
[0098]第七变频器541，与第四电机540相连；
[0099]第八变频器543，与第五电机542相连；
[0100]驱动搅拌电机502的变频器503 ；
[0101 ] 还有速度传感器546。
[0102]各个控制点连接在总线500上，通过总线500与控制装置5000相连。
[0103]总线500可以采用DeviceNET现场总线。
[0104]DeviceNET现场总线作为一种开放的，低成本的网络解决方案，将控制装置，温度传感器，各个节点上的变频器，等现场设备连接起来，减少了 I/o接口和布线数量，实现了工业设备的网络化和远程管理，与其他的现场总线相比，其也有高可靠性，灵活性和实时性，
[0105]其网络上可以最大达到64个节点地址，每个节点支持的I/O没有限制，各个节点设备可以通过网络统一配电，信号线和电源线都在干线中，(电缆中一般为5根线，两根电源线，电压差为24V，两根信号线，一根屏蔽线)；支持选通，轮询，循环，状态变化和应用触发的数据传输方式；支持点对点，多主或主从通信结构；等等。
[0106]当然，还可以设置上位机，通过现场总线Device NET连接控制装置5000。
[0107]还可以设置触摸屏，通过总线Device NET与控制装置5000进行通讯。
[0108]配料系统的控制装置5000还可以通过DeviceNET总线与中央控制室的上位机，或者叫监控计算机进行通讯，将实时情况汇报给上位机，另外，配料段还可以设置触摸屏，通过DeviceNET总线与控制装置通讯，中控室也可以设置显示屏，或者触摸屏，通过总线DeviceNET与上位机进行通讯,显示配料段的关键参数，比如主线速度，物料驱动电机的转速等。
[0109]还可以在中控室触摸屏或者配料工段触摸屏安装组态软件，使得整个工艺过程更加形象直观。
[0110]一般触摸屏中会自带有组态软件。
[0111]当然，本实用新型还可有其他多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型的权利要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种石膏板生产配料控制系统，其特征在于，所述控制系统至少包括控制装置和多个控制点，所述控制装置分别连接多个控制点，所述多个控制点包括: 搅拌机控制点； 干料供给系统控制点； 液态料供给系统控制点； 泡沫发生系统控制点； 出料系统控制点。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述搅拌机控制点包括驱动搅拌电机的变频器。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述干料供给系统包括输送石膏粉的第一皮带运输机，用于输送促凝剂的第二皮带运输机； 所述干料供给系统控制点包括驱动第一电机的第一变频器和驱动第二电机的第二变频器，所述第一电机用于驱动第一皮带运输机，所述第二电机用于驱动第二皮带运输机。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述液态料供给系统包括料浆储备装置，向料浆储备装置中投入水的水泵，及将料浆从料浆储备装置输送到搅拌机的料浆电机； 所述液态料供给系统的控制点包括驱动所述水泵的第三变频器，及驱动所述料浆电机的第四变频器。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述泡沫发生系统包括泡沫发生装置、向泡沫发生装置中注入空气的空气压缩机，及向泡沫发生装置中注入发泡剂的计量泵；所述泡沫发生系统控制点包括:驱动所述空气压缩机的第五变频器和驱动所述计量泵的第六变频器。
6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述出料系统与搅拌机出口相连，包括皮带，成型机和辊道，所述搅拌机的出口与所述成型机的入口通过所述皮带相连，所述皮带上的料浆进入所述成型机变成石膏板后从所述成型机出口输出，经过辊道传送后，进入到所述配料系统外部的干燥系统； 所述出料系统控制点包括: 驱动第四电机的第七变频器，所述第四电机用于驱动所述皮带运动； 驱动第五电机的第八变频器，所述第五电机用于驱动所述辊道旋转；及 用于测量所述皮带速度的速度传感器。
7.如权利要求3至6任一所述的系统，其特征在于，所述搅拌电机与驱动搅拌电机的变频器、第一变频器与第一电机，第二变频器与第二电机，第三变频器与水泵，第四变频器与料浆电机，空气压缩机与第五变频器，计量泵与第六变频器，第四电机与第七变频器，第五电机与第八变频器的连接主电路上还分别设置有熔断器，隔离开关，断路器，接触器，输入电抗器，输入滤波器，输出电抗器，输出滤波器，热继电器。
【文档编号】B28C7/02GK204149333SQ201420530204
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年9月15日 优先权日:2014年9月15日
【发明者】杨小东, 周建中, 张羽飞 申请人:北新集团建材股份有限公司