CN103016953A - 一种助剂自动输送系统及其输送方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种助剂自动输送系统，其包括助剂传送管理装置、计量分配传送控制装置、助剂存储装置和一台以上的染机，助剂传送管理装置一输入端与各染机连接，一输出端与计量分配传送控制装置连接；计量分配传送控制装置还分别与各染机和助剂存储装置连接；计量分配传送控制装置包括助剂分配器、离心泵、质量流量计、一个以上分流阀、变频器、PLC控制器和上位机。本发明根据染机要求自动输送各种助剂，减少对人的依赖性，准确计量各助剂用料，计量稳定；多台染机的输送请求可同时录入，节能增效，提高产品品质。计量分配传送控制装置内的变频器可根据助剂的粘稠度和用量大小调整离心机的抽料功率，避免助剂管道堵塞；还可以起到节能作用。
Description
技术领域
本发明涉及纺织印染领域，尤其涉及一种助剂自动输送系统及其输送方法。
背景技术
随着纺织工业快速的发展，从传统的工艺到机械生产再到信息化生产，节能减排、降低能耗、精细化生产是首要解决的问题。在纺织印染企业生产中，助剂用量是一项重要的工艺参数，影响着织物的加工质量和原料消耗，同时还影响着节能减排问题。我国中小规模印染企业在染色助剂配送领域自动化程度较低，大多数印染企业的助剂是输送都是通过手工搬运方式完成。这种人工输送的缺点有：一方面，容易产生错误、效率低下、助剂浪费严重、产品质量不稳定，从而造成产品一次合格率低，生产成本提高，严重影响了企业的生产效率；另一方面，人工成本高，对环境的污染较大。
目前，也有一些企业具有自动化的染色助剂配送系统，但是目前的染色助剂配送系统无法根据染料粘度的高低，进行调整离心泵抽取染料的功率，这样不仅易浪费电能，还易导致堵塞助剂管路。
发明内容
本发明的目的是提供一种可节能减排、生产效率高、助剂输送量精确的助剂自动输送系统及其输送方法。
为实现上述目的，本发明一种助剂自动输送系统，其包括助剂传送管理装置、计量分配传送控制装置、助剂存储装置和一台以上的染机，助剂传送管理装置一输入端与各染机连接，一输出端与计量分配传送控制装置连接；计量分配传送控制装置还分别与各染机和助剂存储装置连接；计量分配传送控制装置包括助剂分配器、离心泵、质量流量计、一个以上分流阀、变频器、PLC控制器和上位机，助剂分配器的输入端与助剂存储装置的输出端连接，助剂分配器的输出端与离心泵的输入端连接，离心泵输出端与质量流量计的输入端连接，质量流量计的输出端与各分流阀的输入端连接，每台染机的输入端分别与对应的分流阀的输出端连接，PLC控制器通过变频器与离心泵连接，PLC控制器还分别与上位机、助剂分配器、质量流量计、助剂存储装置和分流阀连接。
本发明采用以上的助剂自动输送系统，不仅可提高生产，还可以达到节能减排的效果，解决了现有人工输送助剂过程中存在的助剂称量不准确、称错助剂以及高污染、易浪费等问题，达到减少助剂损耗、提高产品质量稳定性、节约人工成本的目的。
变频器根据每种助剂的粘度粘稠度、用量大小调节离心泵的抽料功率，避免助剂管道堵塞；还可以起到节能作用。
以上助剂自动输送系统中，采用质量流量计对助剂管道中的助剂进行测量，然后再通过分流阀，可进一步准确测量输送的助剂质量，保证输送的助剂质量准确，进而保证生产产品质量稳定。
所述PLC控制器内设有两组分布式I\O，其中一个分布式I\O 与助剂存储装置连接，另一个分布式I\O 与各分流阀连接。从而采用PLC控制器直接对助剂分配器、质量流量计和变频器进行控制；分布式I\O分别对各个助剂桶内的液位、分流阀的阀门位置进行监控。
所述助剂存储装置包括开关柜、一个以上的助剂输送支路，每个助剂输送支路上分别设有助剂桶、抽料泵和储料桶，开关柜与各助剂输送支路上的抽料泵连接，储料桶的输出端与抽料泵一输入端连接，抽料泵一输出端与助剂桶的输入端连接，助剂桶的输出端与助剂分配器的输入端连接；PLC控制器内的一个分布式I\O与助剂桶连接。
通过开关柜可控制抽料泵的开启，及对具体的助剂桶进行输送助剂。
所述助剂桶内设有液位感应器，助剂桶上还设有手动取料开关。液位感应器感应助剂桶的液位，并将感应信号发送给分布式I\O；同时，通过手动取料开关可进行手动操作取助剂。
所述助剂传送管理装置包括助剂管理模块，以及分别与助剂管理模块连接的计量分配模块、状态监控模块、报警显示模块、报表统计及查询模块。助剂传送管理装置通过以太网与染机中控管理系统进行数据通信，信息共享，便于信息管理，同时实现全自动化。
所述计量分配传送控制装置还包括条形码扫描仪，上位机与条形码扫描仪连接。条形码扫描仪扫描助剂领用单的条形码信息，快速读取需传送的助剂的具体信息（包括助剂编码、名称及用量等），然后发送给上位机，上位机将这些信息进一步发送给PLC控制器，PLC控制器根据接收的信息，给助剂存储装置发出输送助剂命令。采用以上的结构，可快速实现手动将助剂输送到染机中。
所述分流阀上设有阀门位置感应器。通过阀门位置感应器感应阀门的状态和位置，若阀门未处于设定位置或状态时，将通过另一个分布式I\O给PLC控制器发送信号，PLC控制器报警。
本发明所述的助剂自动输送系统的输送方法，其包括以下步骤：
1）所述助剂传送管理装置通过工业以太网连接染机，获取各染机的加料请求，助剂传送管理装置优化排单，并向计量分配传送控制装置发送加料指令；
2）计量分配传送控制装置中的PLC控制器接收以上指令，PLC控制器将以上指令转化为具体的助剂重量参数，设置在PLC控制器的显示屏中，并分别给助剂分配器、质量流量计、变频器、各分流阀发送信号；
3）通过开关柜控制开启抽料泵，抽料泵抽取储料桶内的助剂到助剂桶内，通过PLC控制器开启助剂分配器，助剂通过各助剂支路输送助剂分配器中，离心泵开始工作，变频器根据助剂的粘稠度、用量大小调整离心泵的抽料功率；离心泵将助剂通过助剂管路输送到质量流量计中，质量流量计测量输送的助剂的重量，将助剂按设定重量发送给各分流阀，通过分布式I\O控制分流阀的阀门位置，进一步精确测量助剂重量，将助剂按设定重量长期稳定地发送到具体的染机内。
所述助剂桶的液位感应器可感应助剂桶的液位高度，当助剂桶内的液位低于设定高度时，液位感应器通过分布式I\O给PLC控制器发送信号，PLC控制器报警，同时通过开关柜开启抽料泵，从储料罐中抽料到助剂桶内。
所述助剂传送管理装置内的报表统计及查询模块实时记录助剂输送情况，在线查询以往助剂输送情况；计量分配模块对染机发送的加料请求进行响应，并根据响应时间顺序进行优化排单；状态监控模块监控计量分配传送控制装置与助剂存储装置是否运行正常，以及助剂传送进度；当助剂桶内的液位低于设定液位时，或分流阀中的阀门位置感应器感应分流阀位置或状态不正常时，报警显示模块报警。
本发明中，PLC控制器采用主从式控制方式，有效地监控了质量流量计、离心泵及各个助剂桶的液位、电磁阀和分流阀的状态，保证了自动、准确地将助剂输送到对应的染机中。
本发明根据染机要求自动输送各种助剂，减少对人的依赖性，准确计量各助剂用料，计量稳定，避免人工称量误差；多台染机的输送请求可同时录入，多助剂桶、多点同时备料，节能增效，提高产品品质；助剂传送管理装置采用数据库管理，实时统计染料、助剂消耗量，为成本控制提供依据。计量分配传送控制装置内的变频器可根据助剂的粘稠度和用量大小调整离心机的抽料功率，避免助剂管道堵塞；还可以起到节能作用。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1为本发明助剂自动输送系统的结构示意图；
图2为本发明助剂存储装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
如图1所示，本发明包括助剂传送管理装置1、计量分配传送控制装置2、助剂存储装置3和一台以上的染机4，助剂传送管理装置1一输入端与各染机4连接，一输出端与计量分配传送控制装置2连接；计量分配传送控制装置2还分别与各染机4和助剂存储装置3连接；计量分配传送控制装置2包括助剂分配器21、离心泵22、质量流量计23、一个以上分流阀24、变频器25、PLC控制器26和上位机27，助剂分配器21的输入端与助剂存储装置3的输出端连接，助剂分配器21的输出端与离心泵22的输入端连接，离心泵22输出端与质量流量计23的输入端连接，质量流量计23的输出端与各分流阀24的输入端连接，每台染机4的输入端分别与对应的分流阀24的输出端连接，PLC控制器26通过变频器25与离心泵22连接，PLC控制器26还分别与上位机27、助剂分配器21、质量流量计23、助剂存储装置3和分流阀24连接。
所述PLC控制器26内设有两组分布式I\O，其中一个分布式I\O261 与助剂存储装置3连接，另一个分布式I\O262 与各分流阀24连接。从而采用PLC控制器26直接对助剂分配器21、质量流量计23和变频器25进行控制；分布式I\O261、262分别对各个助剂桶321内的液位、分流阀24的阀门位置进行监控。
如图2所示，所述助剂存储装置3包括开关柜31、一个以上的助剂输送支路32，每个助剂输送支路32上分别设有助剂桶321、抽料泵322和储料桶323，开关柜31与各助剂输送支路32上的抽料泵322连接，储料桶323的输出端与抽料泵322一输入端连接，抽料泵322一输出端与助剂桶321的输入端连接，助剂桶321的输出端与助剂分配器21的输入端连接；PLC控制器26内的一个分布式I\O261与助剂桶321连接。
通过开关柜31可控制抽料泵322的开启，及对具体的助剂桶321进行输送助剂。
所述助剂桶321内设有液位感应器5，助剂桶321上还设有手动取料开关6。液位感应器感5应助剂桶321的液位，并将感应信号发送给分布式I\O261；同时，通过手动取料开关6可进行手动操作取助剂。
所述助剂传送管理装置1包括助剂管理模块11，以及分别与助剂管理模块11连接的计量分配模块12、状态监控模块13、报警显示模块14、报表统计及查询模块15。助剂传送管理装置1通过以太网与染机4中控管理系统进行数据通信，信息共享，便于信息管理，同时实现全自动化。
所述计量分配传送控制装置2还包括条形码扫描仪28，上位机27与条形码扫描仪28连接。
所述分流阀24上设有阀门位置感应器7。通过阀门位置感应器7感应分流阀24阀门的状态和位置，若阀门未处于设定位置或状态时，将通过另一个分布式I\O262给PLC控制器26发送信号，PLC控制器26报警。
本发明所述的助剂自动输送系统的输送方法，其包括以下步骤：
1）所述助剂传送管理装置1通过工业以太网连接染机4中控管理系统，获取各染机4的加料请求，助剂传送管理装置1内的计量分配模块12对染机4发送的加料请求进行响应，并根据响应时间顺序进行优化排单，然后向计量分配传送控制装置2发送加料指令；
2）计量分配传送控制装置2中的PLC控制器26接收以上指令，PLC控制器26将以上指令转化为具体的助剂重量参数，设置在与PLC控制器26的上位机27中，PLC控制器26分别给助剂分配器21、质量流量计23、变频器25、各分流阀24发送信号；
3）通过开关柜31控制开启抽料泵322，抽料泵322抽取储料桶323内的助剂到助剂桶321内，通过PLC控制器26开启助剂分配器21，助剂通过各助剂支路32输送助剂分配器21中，离心泵22开始工作，变频器25根据助剂的粘稠度、用量大小调整离心泵22的抽料功率；离心泵22将助剂通过助剂管路输送到质量流量计23中，质量流量计23测量输送的助剂的重量，将助剂按设定重量发送给各分流阀24，通过分布式I\O262控制分流阀24的阀门位置和状态，进一步精确测量助剂重量，将助剂按设定重量长期稳定地发送到具体的染机4内。
当助剂桶321内的液位感应器5感应到助剂桶321内的液位高度低于设定高度时，液位感应器5通过分布式I\O261给PLC控制器26发送信号，PLC控制器26报警，同时通过开关柜31开启抽料泵322，从储料罐323中抽料到助剂桶321内。
当分流阀24上的阀门位置感应器7感应到分流阀24未处于设定位置或设定状态时，将通过另一个分布式I\O262给PLC控制器26发送信号，PLC控制器26报警。
当需要进行手动传送助剂时，采用条形码扫描仪28扫描助剂领用单的条形码信息，快速读取需传送的助剂的具体信息（包括助剂编码、名称及用量等），然后发送给上位机27，上位机27将这些信息进一步发送给PLC控制器26，PLC控制器26根据接收的信息，给助剂存储装置3发出输送助剂命令。
所述助剂传送管理装置1内的报表统计及查询模块15实时记录助剂输送情况，在线查询以往助剂输送情况；计量分配模块12对染机4发送的加料请求进行响应，并根据响应时间顺序进行优化排单；状态监控模块监控计量13分配传送控制装置2与助剂存储装置3是否运行正常，以及助剂传送进度；当助剂桶321内的液位低于设定液位时，或分流阀24中的阀门位置感应器7感应分流阀24位置或状态不正常时，报警显示模块14报警。
Claims (10)
1.一种助剂自动输送系统，其特征在于：其包括助剂传送管理装置、计量分配传送控制装置、助剂存储装置和一台以上的染机，助剂传送管理装置一输入端与各染机连接，一输出端与计量分配传送控制装置连接；计量分配传送控制装置还分别与各染机和助剂存储装置连接；计量分配传送控制装置包括助剂分配器、离心泵、质量流量计、一个以上分流阀、变频器、PLC控制器和上位机，助剂分配器的输入端与助剂存储装置的输出端连接，助剂分配器的输出端与离心泵的输入端连接，离心泵输出端与质量流量计的输入端连接，质量流量计的输出端与各分流阀的输入端连接，每台染机的输入端分别与对应的分流阀的输出端连接，PLC控制器通过变频器与离心泵连接，PLC控制器还分别与上位机、助剂分配器、质量流量计、助剂存储装置和分流阀连接。
2.根据权利要求1所述的助剂自动输送系统，其特征在于：所述PLC控制器内设有两组分布式I\O，其中一个分布式I\O 与助剂存储装置连接，另一个分布式I\O 与各分流阀连接。
3.根据权利要求2所述的助剂自动输送系统，其特征在于：所述助剂存储装置包括开关柜、一个以上的助剂输送支路，每个助剂输送支路上分别设有助剂桶、抽料泵和储料桶，开关柜与各助剂输送支路上的抽料泵连接，储料桶的输出端与抽料泵一输入端连接，抽料泵一输出端与助剂桶的输入端连接，助剂桶的输出端与助剂分配器的输入端连接；PLC控制器内的一个分布式I\O与助剂桶连接。
4.根据权利要求3所述的助剂自动输送系统，其特征在于：所述助剂桶内设有液位感应器，助剂桶上还设有手动取料开关。
5.根据权利要求1所述的助剂自动输送系统，其特征在于：所述助剂传送管理装置包括助剂管理模块，以及分别与助剂管理模块连接的计量分配模块、状态监控模块、报警显示模块、报表统计及查询模块。
6.根据权利要求1所述的助剂自动输送系统，其特征在于：所述计量分配传送控制装置还包括条形码扫描仪，上位机与条形码扫描仪连接。
7.根据权利要求1所述的助剂自动输送系统，其特征在于：所述分流阀上设有阀门位置感应器。
8.根据权利要求1-7之一所述的助剂自动输送系统的输送方法，其特征在于：所述输送方法包括以下步骤：
1）所述助剂传送管理装置通过工业以太网连接染机，获取各染机的加料请求，助剂传送管理装置优化排单，并向计量分配传送控制装置发送加料指令；
2）计量分配传送控制装置中的PLC控制器接收以上指令，PLC控制器将以上指令转化为具体的助剂重量参数，设置在与PLC控制器连接的上位机中，PLC控制器分别给助剂分配器、质量流量计、变频器、各分流阀发送信号；
3）通过开关柜控制开启抽料泵，抽料泵抽取储料桶内的助剂到助剂桶内，通过PLC控制器开启助剂分配器，助剂通过各助剂支路输送助剂分配器中，离心泵开始工作，变频器根据助剂的粘稠度、用量大小调整离心泵的抽料功率；离心泵将助剂通过助剂管路输送到质量流量计中，质量流量计测量输送的助剂的重量，将助剂按设定重量发送给各分流阀，通过分布式I\O控制分流阀的阀门位置，进一步精确测量助剂重量，将助剂按设定重量长期稳定地发送到具体的染机内。
9.根据权利要求8所述的助剂自动输送系统的输送方法，其特征在于：所述助剂桶的液位感应器可感应助剂桶的液位高度，当助剂桶内的液位低于设定高度时，液位感应器通过分布式I\O给PLC控制器发送信号，PLC控制器报警，同时通过开关柜开启抽料泵，从储料罐中抽料到助剂桶内。
10.根据权利要求8所述的助剂自动输送系统的输送方法，其特征在于：所述助剂传送管理装置内的报表统计及查询模块实时记录助剂输送情况，在线查询以往助剂输送情况；计量分配模块对染机的发送的加料请求进行优化排单；状态监控模块监控计量分配传送控制装置与助剂存储装置是否运行正常，以及助剂传送进度；当助剂桶内的液位低于设定液位时，或分流阀中的阀门位置感应器感应分流阀位置不正常时，报警显示模块报警。
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