专利名称：立体线粉末生产控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种立体线粉末生产控制系统，属于粉末生产控制技术领域。
背景技术：
当前，随着现代汽车工业，化学工业和喷涂行业的高速发展，作为非油性的粉末喷涂技术也得到很广泛的应用，相应的，粉末涂料的需求量也与日俱增，粉末涂料生产厂家因此对粉末生产设备的易用性、快捷性、实时性、准确性提出了更高的技术要求。目前，粉末生产还是采用人工+电控柜的控制方式，其操作步骤如下1、启动设备总电源；2、工人人工检查设备各个部分是否正常或清洗；3、一切无误后，工人开始加温挤出机部分；4、当温度达到后，工人按顺序启动转筛，蝶阀，分级磨，风机， 主磨，片料喂料阀，压片机和钢带，然后是螺杆；5、当系统正常时，工人启动主喂料机，开始正常生产；6、当生产结束后，工人停止主喂料机和按顺序停止压片，钢带，片料喂料阀，主磨，风机，分级磨，蝶阀和转筛。然后启动辅助喂料机，进行清机工作；7、清机工作完成后，工人再按顺序停止辅助喂料和螺杆电机；上述这种人工全程参与的生产过程存在以下缺陷1、质量不稳定，不同的工人操作过程存在各种各样的差别，比如螺杆启动时温度，各个电机的速度，压片辊工作温度都会影响到产品质量；2、培训周期长，对于一个普通工人，如果要可以正常，精确无误操作粉末立体线，需要经过几月乃至几年的培训和训练；3、安全性低，人工操作时，由于人员安全意识问题或劳动疲劳等问题都会照成不安全情况产生。比如高速旋转的螺杆，主磨叶片，粉碎杆，熔融高温区，压辊区等都有可能造成人体伤害。而且由于工人操作失误，也很容易造成设备损坏或加速老化；4、保密性差每个粉末生产厂都有自己的专用粉末生产工艺，比如温度，电机速度等等。在生产时，要求每一个工人熟悉掌握每一个粉末的相关工艺参数。由于工人素质和管理繁琐，很容易造成工艺参数丢失，泄露和错误；5、生产效率低，在以往，当发生故障时，没有相关提示信息，需要熟练工人或者专业维修人员进行分析，判断和解决。 往往一个小问题会耽误大量生产时间。而且由于系统生产数据依赖于操作人员经验，照成成品质量不稳定，每一次生产都需要反复检验和试验。极大浪费人力物力；6、劳动强度大， 由于每一次生产，都需要工人反复操作各项开关，旋钮，奔走于电器柜控制盘和转筛出粉区之间，容易疲劳，也限制了生产量，增加了操作人手，增加浪费。
发明内容本实用新型的目的在于解决上述已有技术存在的不足之处，提供一种能够保证产品质量、安全和生产效率的立体粉末生产控制系统。本实用新型采用触摸屏工控机电脑，解决了操作工需要奔走操作的烦恼，直接在成品区就可以操作整个系统，本实用新型通过工业控制计算机结合用户控制信息，现场反馈信息和内部配方数据库信息，综合分析计算，最后输出控制命令，指挥PLC，变频器，固态继电器，继电器完成各项生产操作。[0008]本实用新型的立体线粉末生产控制系统，包括挤出机，挤出机连接有用于将物料进行压片的压片机2，挤出机及压片机2的外围设有用于冷却其二者的冷却装置，压片机2 连接有喂料阀11，喂料阀11连接有磨粉机，喂料阀11与磨粉机之间设有用于产生负压气流、输送物料的引风机12，磨粉机内设有用于将片状物料打成粉状物料的主磨13及用于将符合要求的物料筛选出来的分级磨14，分级磨14连通有用于将物料和气流分开的旋风分离器1，旋风分离器1底部连通有转筛3、顶部连通有除尘箱28，风分离器1与转筛3之间设有蝶阀27，其中，挤出机、压片机2、磨粉机、喂料阀11、转筛3上均设有电动机25，电动机 25连接有用于驱动其运转的变频器26，其特殊之处在于还包括触摸屏工控机4 ；用于监测挤出机、压片机2、冷却装置内各部分的压力、温度、流量参数及监测磨粉机磨盖是否开启的智能采样系统；用于监测挤出机，压片机2，磨粉机中各部分的开关状态参数、用于控制设备各部分通断的PLC控制系统；变频器26、采样系统、PLC控制系统分别通过RS485总线与工控机4通讯连接。所述挤出机包括设有投料口的喂料机5，喂料机5包括用于生产的主喂料机与用于清机的辅助喂料机，喂料机5连通有用于混合物料的热混合机6，热混合机6连接有用于带动其运转的螺杆电机7及齿轮箱8 ；所述冷却装置包括设于挤出机及压片机2外围的冷水进管9及冷水出管10 ；所述采样系统包括温度传感器15、压力变送器16、流量变送器17、接近传感器、采样模块18，具体为安装于齿轮箱8下方的齿轮箱压力变送器及齿轮箱温度传感器、安装于热混合机6上的热混合机温度传感器、安装于冷水进管9上的冷水进口压力变送器及冷水进口温度传感器、安装于冷水出管10上的冷水出口压力变送器及冷水出口温度传感器，安装于引风机12上的进风流量变送器及进风压力变送器、安装于压片机2上的进出水温度传感器和进出水压力变送器、安装于磨粉机上的磨盖开盖接近传感器，上述各温度传感器15、 压力变送器16、流量传感器17、接近传感器分别连接有用于将模拟量装换为数字量的采样模块18，采样模块与RS485总线相连接，从而将采样系统采集到的信息实时的显示在工控机4上；所述PLC控制系统包括PLC19及与PLC19相连接的接近开关20、用于对压片机2及挤出机进行急停控制的急停按钮21、用于对热混合机6进行加热控制的固态继电器22、用于控制系统电机开关的接触器23、用于控制热混合机6外围冷水进管通断的继电器电磁阀 24，接近开关20分别安装于喂料机5侧面、齿轮箱8后部、压片机2后部、压片机2侧面、主磨13磨盖下方，急停按钮21分别安装于压片机2的前部、齿轮箱8侧的支架上；PLC19将各种监测信号按照内部逻辑进行分析判断，同时通过RS-485总线将信号传输到工控机4上， 工控机4根据内部已构建的配方数据库对各项检测数据进行分析判读，根据判断结果自动执行各项操作；所述接近开关20包括与喂料机5相连接的喂料机接近开关、与压片机内的粉碎仓相连接的粉碎仓开盖接近开关、与压片仓仓盖相连接的压片仓开盖接近开关、与螺杆电机7 上的螺杆相连接的螺杆过力矩接近开关、与主磨13的磨盖相连接的主磨开盖接近开关；所述急停按钮21包括与压片机2相连接的压片机急停按钮、与挤出机相连接的挤出机急停按钮；所述接触器23包括与转筛3相连接的接触器、与引风机12相连接的接触器、与设于除尘箱28下方的超细粉排料装置相连接的接触器、与用于给齿轮箱8供油的油泵电机相连接的接触器。本实用新型的一种立体线粉末生产控制系统，结构设计合理，通过工业控制计算机结合用户控制信息，现场反馈信息和内部配方数据库信息，综合分析计算，最后输出控制命令，指挥PLC，变频器，固态继电器，继电器完成各项生产操作，将工控机、PLC、变频器和采样模块有机联系起来，解决了操作工需要奔走操作的烦恼，直接在成品区就可以操作整个系统，能够确保产品质量、安全，有效的提高了生产效率。
图1 本实用新型挤出机、压片机、喂料阀、风机、磨粉机、转筛的结构示意图；图2 本实用新型工控机、采样系统、PLC控制系统的结构示意图。图中1、分级器，2、压片机，3、转筛，4、工控机，5、喂料机，6、热混合机，7、螺杆电机，8、齿轮箱，9、冷水进管，10、冷水出管，11、喂料阀，12、引风机，13、主磨，14、分级磨，15、 温度传感器，16、压力变送器，17、流量变送器，18、采样模块，19、PLC, 20、接近开关，21、急停按钮，22、固态继电器，23、接触器，24、继电器电磁阀，25、电动机，26、变频器，27、蝶阀，28、 除尘箱。
具体实施方式
以下参考附图给出本实用新型的具体实施方式
，用来对本实用新型做进一步的说明。实施例1本实施例的立体线粉末生产控制系统，包括挤出机，挤出机连接有用于将物料进行压片的压片机2，挤出机及压片机2的外围设有用于冷却其二者的冷却装置，压片机2连接有喂料阀11，喂料阀11连接有磨粉机，喂料阀11与磨粉机之间设有用于产生负压气流、 输送物料的引风机12，磨粉机内设有用于将片状物料打成粉状物料的主磨13及用于将符合要求的物料筛选出来的分级磨14，分级磨14连通有用于将物料和气流分开的旋风分离器1，旋风分离器1底部连通有转筛3、顶部连通有除尘箱28，风分离器1与转筛3之间设有蝶阀27，其中，挤出机、压片机2、磨粉机、喂料阀11、转筛3上均设有电动机25，电动机25连接有用于驱动其运转的变频器26，还包括触摸屏工控机4 ；用于监测挤出机、压片机2、冷却装置内各部分的压力、温度、流量参数及监测磨粉机磨盖是否开启的智能采样系统；用于监测挤出机，压片机2，磨粉机中各部分的开关状态参数、用于控制设备各部分通断的PLC 控制系统；变频器26、采样系统、PLC控制系统分别通过RS485总线与工控机4通讯连接。挤出机包括设有投料口的喂料机5，喂料机5包括用于生产的主喂料机与用于清机的辅助喂料机，喂料机5连通有用于混合物料的热混合机6，热混合机6连接有用于带动其运转的螺杆电机7及齿轮箱8 ；冷却装置包括设于挤出机及压片机2外围的冷水进管9及冷水出管10 ；采样系统包括温度传感器15、压力变送器16、流量变送器17、接近传感器、采样模块18，具体为安装于齿轮箱8下方的齿轮箱压力变送器及齿轮箱温度传感器、安装于热混合机6上的热混合机温度传感器、安装于冷水进管9上的冷水进口压力变送器及冷水进口温度传感器、安装于冷水出管10上的冷水出口压力变送器及冷水出口温度传感器，安装于引风机12上的进风流量变送器及进风压力变送器、安装于压片机2上的进出水温度传感器和进出水压力变送器、安装于磨粉机上的磨盖开盖接近传感器，上述各温度传感器15、压力变送器16、流量传感器17、接近传感器分别连接有用于将模拟量装换为数字量的采样模块18，采样模块与RS485总线相连接，从而将采样系统采集到的信息实时的显示在工控机4 上；PLC控制系统包括PLC19及与PLC19相连接的接近开关20、用于对压片机2及挤出机进行急停控制的急停按钮21、用于对热混合机6进行加热控制的固态继电器22、用于控制系统电机开关的接触器23、用于控制热混合机6外围冷水进管通断的继电器电磁阀24， 接近开关20分别安装于喂料机5侧面、齿轮箱8后部、压片机2后部、压片机2侧面、主磨 13磨盖下方，急停按钮21分别安装于压片机2的前部、齿轮箱8侧的支架上；PLC19将各种监测信号按照内部逻辑进行分析判断，同时通过RS-485总线将信号传输到工控机4上，工控机4根据内部已构建的配方数据库对各项检测数据进行分析判读，根据判断结果自动执行各项操作；接近开关20包括与喂料机5相连接的喂料机接近开关、与压片机内的粉碎仓相连接的粉碎仓开盖接近开关、与压片仓仓盖相连接的压片仓开盖接近开关、与螺杆电机7上的螺杆相连接的螺杆过力矩接近开关、与主磨13的磨盖相连接的主磨开盖接近开关；急停按钮21包括与压片机2相连接的压片机急停按钮、与挤出机相连接的挤出机急停按钮；接触器23包括与转筛3相连接的接触器、与引风机12相连接的接触器、与设于除尘箱28下方的超细粉排料装置相连接的接触器、与用于给齿轮箱8供油的油泵电机相连接的接触器。本实用新型的立体线粉末生产控制系统的控制方法如下1、用户打开系统总开关，系统上电，工控机4自检并进入设备流程画面，如果自检中发现有不满足生产条件部分(即磨盖开，喂料机5位置不对，压片机2盖开，粉碎机开盖， 冷水温度过高，冷水压力低，齿轮箱8温度高，齿轮箱8压力低等)，系统会在工控机4的过程画面上突出显示提示操作工注意，如果没有问题，操作工登录系统，输入密码，打开控制画面，观察各个电机的设定速度是否正确，由于是配方定义，不可修改，避免操作工按照个人意愿改变工作参数；2、操作工按下工控机4上的自动启动按钮，系统进入自动启动模式，系统工作过程如下首先系统通过采样模块18采样到热混合区温度，工控机4立刻判读热混合机6的温度是否达到，如果没有，系统等待中，如果温度达到，则系统读取配方模块中已经设置好的自动运行配方，根据其中的时间数据，依次启动各个部件；当热混合机6内的温度达标时，工控机4向PLC19发出接通信号，PLC19输出驱动信号，将与转筛3相连接的接触器23接通，转筛3及蝶阀27运行，蝶阀27的开关周期已经在配方中指定并且下载到PLC19中；[0039]当转筛3和蝶阀27运行正常后，PLC19输出启动命令至与磨粉机内的分级磨14电机相连接的变频器，分级磨电机启动，带动分级磨14运行，由于分级磨14的特点，系统根据配方设定中的启动斜度智能提升分级磨14转速到设定值；当分级磨14转速正常后，工控机4依次控制PLC19启动引风机12，由于引风机12 功率较大，因此PLC19采用星三角启动方式启动引风机12，时间参数由工控机4读取配方参数下载到PLC19中；当引风机12启动正常后，系统启动主磨13，主磨13运行稳定后，系统依次启动喂料阀11和压片机2;在压片机2启动正常后，系统开始启动螺杆电机变频，由于螺杆电机的特殊性，系统智能化启动螺杆电机，首先，系统给出螺杆电机变频一个低速频率后，判断螺杆电机转矩是否正常，如果转矩急剧升高超过转矩限值，系统立刻设置变频速度为0，等待一定时间后在输出低频值判断，如果转矩符合要求，则系统缓慢增加变频值直到设定值，至此，完成螺杆启动过程；螺杆启动正常后，系统自动启动主喂料器，开始生产过程。以上操作全部自动完成，不用人工参与。操作工所需要做的就是在成品区等待成品输出并包装；3、当生产结束时，操作工登录系统，输入密码后，按下自动停止按钮停止系统，系统得到操作工的停止命令后，输出变频器停止命令停止主喂料电动机，延时一定时间后依次停止压片机的电动机、喂料阀的电动机、主磨的电动机、引风机、分级磨的电动机和蝶阀、 转筛的电动机，然后系统自动启动辅助喂料机，进行螺杆清洗工作。当清洗时间完成后，系统关闭辅助喂料机和螺杆，停止加热；4、如果操作员没有关闭主电源的话，那么第二天的加热会根据加热日程配方自动加热。本实施例的整个系统软件模块包括用户管理模块、配方管理模块、安全管理模块和生产管理模块。用户管理模块包括对用户身份核对，密码检验和密码更改功能。保证系统生产安全和技术保密性。配方管理模块是系统工作的基础，它决定了系统各部分的相关工作方式。例如，自动启动时，各部分的启动顺序。热混合机螺杆启动的温度要求。热混合机螺杆运行速度等。安全管理模块是实时控制模块，它的作用是保护操作人员和设备安全。 例如一旦粉碎仓开，立刻停止压辊和粉碎机工作，同时反馈到触摸屏上。齿轮箱温度过高， 自动停止螺杆电机工作，同时反馈到触摸屏上。生产管理模块主要用于提高系统管理，记录操作数据和过程数据等等。附加功能还充分考虑用户各种要求，提供如下功能1、加热日程管理本系统考虑到热混合区的加热时间较长，在一定程度上会耽误正常生产，因此设计了加热日程管理，只要设定了一周内每一天的加热时间，则到达设定时间系统会自动启动加热装置。保证用户上班后可以直接开始生产，其中，由于系统时钟不含周时钟，还需要根据特殊算法编程，计算出周时钟。2、多级模式管理由于生产中的各种要求不同和系统维修的要求，设计了模式管理。将系统工作模式区分为安全模式，自动工作模式和维修模式。在安全模式下，用户可以用类似于原有设备的操作方法启动和停止系统工作。自动工作模式就是系统一键化操作模式，极大地节约人力，提高效率和生产质量。在高级模式下，用户界面类似于安全模式，但是系统去除了所有安全连锁和保护，主要用于系统维护检查和维修时使用；3、事件记录和报警为了保证系统的正常运行和故障追溯，设计了事件记录功能。 可以以数据库的方式记录用户的登录注销，操作和报警事件。数据库可以下载到管理电脑上打开分析。而且，当用户登录系统时，系统会自动将用户头像拍照并保留下来，作为历史资料；4、安全连锁保护为了保证系统可靠和操作工人身安全，设计了各种安全连锁功能。例如粉碎仓开盖连锁，压片仓开盖连锁；5、网络功能系统可联网，将历史记录实时登录到公司管理部门的数据服务器上， 便于质量分析和故障追溯。
权利要求1.立体线粉末生产控制系统，包括挤出机，挤出机连接有用于将物料进行压片的压片机(2)，挤出机及压片机(2)的外围设有用于冷却其二者的冷却装置，压片机(2)连接有喂料阀(11)，喂料阀(11)连接有磨粉机，喂料阀(11)与磨粉机之间设有用于产生负压气流、 输送物料的引风机(12)，磨粉机内设有用于将片状物料打成粉状物料的主磨(13)及用于将符合要求的物料筛选出来的分级磨(14)，分级磨(14)连通有用于将物料和气流分开的旋风分离器(1)，旋风分离器(1)底部连通有转筛(3)、顶部连通有除尘箱(28)，风分离器 ⑴与转筛⑶之间设有蝶阀(27)，其中，挤出机、压片机(2)、磨粉机、喂料阀(11)、转筛 (3)上均设有电动机(25)，电动机(25)连接有用于驱动其运转的变频器(26)，其特征在于还包括触摸屏工控机(4)；用于监测挤出机、压片机(2)、冷却装置内各部分的压力、温度、流量参数及监测磨粉机磨盖是否开启的智能采样系统；用于监测挤出机，压片机(2)，磨粉机中各部分的开关状态参数、用于控制设备各部分通断的PLC控制系统；变频器(26)、采样系统、PLC控制系统分别通过RS485总线与工控机(4)通讯连接。
2.按照权利要求1所述的立体线粉末生产控制系统，其特征在于所述挤出机包括设有投料口的喂料机(5)，喂料机(5)包括用于生产的主喂料机与用于清机的辅助喂料机，喂料机(5)连通有用于混合物料的热混合机(6)，热混合机(6)连接有用于带动其运转的螺杆电机(7)及齿轮箱⑶。
3.按照权利要求1所述的立体线粉末生产控制系统，其特征在于所述冷却装置包括设于挤出机及压片机⑵外围的冷水进管(9)及冷水出管(10)。
4.按照权利要求1所述的立体线粉末生产控制系统，其特征在于所述采样系统包括温度传感器(15)、压力变送器(16)、流量变送器(17)、接近传感器、采样模块(18)，具体为安装于齿轮箱(8)下方的齿轮箱压力变送器及齿轮箱温度传感器、安装于热混合机(6)上的热混合机温度传感器、安装于冷水进管(9)上的冷水进口压力变送器及冷水进口温度传感器、安装于冷水出管(10)上的冷水出口压力变送器及冷水出口温度传感器，安装于引风机 (12)上的进风流量变送器及进风压力变送器、安装于压片机(2)上的进出水温度传感器和进出水压力变送器、安装于磨粉机上的磨盖开盖接近传感器，上述各温度传感器(15)、压力变送器(16)、流量传感器(17)、接近传感器分别连接有用于将模拟量装换为数字量的采样模块(18)，采样模块与RS485总线相连接，从而将采样系统采集到的信息实时的显示在工控机⑷上。
5.按照权利要求1所述的立体线粉末生产控制系统，其特征在于所述PLC控制系统包括PLC(19)及与PLC(19)相连接的接近开关(20)、用于对压片机⑵及挤出机进行急停控制的急停按钮(21)、用于对热混合机(6)进行加热控制的固态继电器(22)、用于控制系统电机开关的接触器(23)、用于控制热混合机(6)外围冷水进管通断的继电器电磁阀(24)， 接近开关(20)分别安装于喂料机(5)侧面、齿轮箱(8)后部、压片机(2)后部、压片机(2) 侧面、主磨(13)磨盖下方，急停按钮(21)分别安装于压片机(2)的前部、齿轮箱(8)侧的支架上。
6.按照权利要求5所述的立体线粉末生产控制系统，其特征在于所述接近开关(20)包括与喂料机(5)相连接的喂料机接近开关、与压片机内的粉碎仓相连接的粉碎仓开盖接近开关、与压片仓仓盖相连接的压片仓开盖接近开关、与螺杆电机(7)上的螺杆相连接的螺杆过力矩接近开关、与主磨(13)的磨盖相连接的主磨开盖接近开关。
7.按照权利要求5所述的立体线粉末生产控制系统，其特征在于所述急停按钮(21)包括与压片机(2)相连接的压片机急停按钮、与挤出机相连接的挤出机急停按钮。
8.按照权利要求1所述的立体线粉末生产控制系统，其特征在于所述接触器(23)包括与转筛(3)相连接的接触器、与引风机(12)相连接的接触器、与设于除尘箱(28)下方的超细粉排料装置相连接的接触器、与用于给齿轮箱(8)供油的油泵电机相连接的接触器。
专利摘要本实用新型涉及一种立体线粉末生产控制系统及其控制方法，属于粉末生产控制技术领域。包括挤出机，挤出机连接有压片机，挤出机及压片机的外围设有冷却装置，压片机连接有喂料阀，喂料阀连接有磨粉机，喂料阀与磨粉机之间设有引风机，磨粉机内设有主磨及分级磨，分级磨连通有旋风分离器，旋风分离器底部连通有转筛、顶部连通有除尘箱，风分离器与转筛之间设有蝶阀，还包括触摸屏工控机；智能采样系统；PLC控制系统；变频器、采样系统、PLC控制系统分别通过RS485总线与工控机通讯连接。本实用新型解决了操作工需要奔走操作的烦恼，直接在成品区就可以操作整个系统，能够确保产品质量、安全，有效的提高了生产效率。
文档编号G05B19/418GK202075602SQ201120092388
公开日2011年12月14日 申请日期2011年3月23日 优先权日2011年3月23日
发明者高奎坤 申请人:烟台龙彩新材料有限公司