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Gericke智能定量控制系统性能分析

产品评测中国仪表网2012年10月12日 11:57人气:22341

  
图1在连续性生产过程中,控制系统非常重要
  
  越来越多的连续性生产过程对固体物质材料的定量控制设备提出了更高的要求。连续的定量控制系统的出现使得批量生产设备中的节拍式原材料流更加完美,也使得生产设备更加紧凑。为了使生产过程更加可靠,需要精心设计这一定量控制系统。
  
  理论上,依靠重力进行定量控制是最简单的调节技术,检测仪根据规定的时间测定经定量容器进入生产过程的松散物料的重量。控制系统根据检测到的重量变化调节、控制定量装置,使被控制的松散物料满足理论定量值的要求。
  
  在实际应用中,有很多因素都会对定量过程造成影响,所以要求控制系统具有使用范围更广的控制功能。在实验室中,经常会因为定量设备的堵塞而出现生产过程中断,或者负载影响定量检测设备的检测,使检测结果出现很大的波动,影响产品质量。在工业生产企业中,定量设备还往往会受到很多其他因素的影响,例如:
  
  外部影响因素:过载、风吹、压力波动、外力干扰、电磁干扰、机械振动和震动等;
  
  与产品有关的影响因素:液体定量、粘附性、结块、不规则下落、杂质、物料密度不均匀等。
  
  有些影响因素可以通过一定的方法避免,例如在连续性定量容器中再次充填松散物料。但大多数影响因素很难预见。
  
  具有预测能力的定量控制系统
  
  为了在工业生产中完成定量控制,控制系统必须具有识别干扰源和影响因素的能力,并能根据这些影响因素对真实的定量控制值进行调整。Gericke公司的EasydosPro定量称重系统具有专门针对这些影响因素而设计的算法语言TrendTec。这一控制系统在重力定量控制中不断地采集定量控制的检测值,并根据这些检测值绘制出整个定量控制循环中的定量特性曲线。在这一曲线中包括了与生产过程有关的波动情况,例如松散物料的密度的变化、充填量高度的影响、外部环境不断重复出现的影响等。在每一次排空之后,这一曲线都会进一步的细化,经过几次循环之后就可以得到一条可靠性很高的平均定量特性曲线。
  
  图2Gericke公司的测试中心对定量装置、控制系统和被检测的产品(本例为亚麻籽)进行了综合性测试
  
  根据这一定量特性曲线,控制系统就能够把出现的震动、冲击或者其他的外部干扰信息与有效检测值区分开来。通过学习称量控制系统,可以知道在什么情况下用什么样旋转频率的定量输送功率来控制何种松散物料。如果这样的定量控制系统与Gericke定量称量装置配套使用,那么稳定的工作情况下的定量控制的精度可以达到与批次生产过程中定量秤相同的定量控制精度。在控制系统的帮助下,反复地在定量容器中添加松散物料不会明显地影响定量精度。
  
  恒定的定量控制
  
  控制系统不仅能够识别出现的干扰,而且还能够根据出现的干扰做出适当的反应。在实际生产中,操作者无意中把台秤的称量值设定的小了一点,但在控制系统控制下,由台秤采集到的重量增加的数值经简单的调节回路通过提高定量控制量来达到理论的定量值,增加定量装置的负荷。
  
  在这种情况下,EasydosPro系统就认为是出现了故障干扰。因为检查到的数值与标准的允许偏差有很大的差异。这时控制系统就自动从重量定量控制转换到体积定量控制。在这种情况下传统的定量控制系统会锁定最后一次准确的定量值,而Gericke公司的定量控制系统则能进一步利用制定的定量特性曲线。定量控制设备按照这一曲线进行调节,直至达到曲线规定的定量状况为止。这样,尽管出现了干扰但定量控制系统仍然保持恒定的定量控制值。
  
  借助于这种TrendTec语言算法,控制系统利用上面介绍的方法,定量设备在重新添加松散物料之后的启动时间明显缩短。这增加了循环充填的次数,可以使用容量较小的小型定量装置,减小定量设备的占用空间、降低设备制造成本。
  
  使用方式灵活
  
  Gericke公司的这种定量控制系统是按照单机系统设计的,其显示装置和操作装置都可以直接安装在定量设备中。另外,这一控制系统还能够经任何一台(WindowsXP或者更高版本操作系统和互联网浏览器)计算机的嵌入式Web服务器(互联网集成接口)进行操作。可以利用U盘交换数据和程序。利用以太网Ethernet/IP、DeviceNet、Modbus和ProfibusDP接口可以把控制系统接入到西门子可编程序控制器(PLC)网络之中或者Allen-Bradley的可编程序控制系统环境中。
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