CN105425843A

CN105425843A - 涂料配料计量系统及其计量方法

Info

Publication number: CN105425843A
Application number: CN201510852595.8A
Authority: CN
Inventors: 吴士慧; 韩黔晖; 单涛
Original assignee: TANGSHAN DONGFANG YUHONG WATERPROOF TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: TANGSHAN DONGFANG YUHONG WATERPROOF TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2015-11-30
Filing date: 2015-11-30
Publication date: 2016-03-23

Abstract

本发明涉及一种涂料配料计量系统及其计量方法，所述系统包括：工控机、控制器、计量罐、计量罐阀门；其中，所述工控机用于通过人机界面进行配方数据输入，通过人机界面进行现场监控，并进行数据存储，其中所述配方数据至少包括原料的计量、计量提前量；所述控制器接收从工控机输入的配方数据，基于所述配方数据控制所述阀门开启和关闭，以控制计量罐的计量；所述计量罐的计量数据传递到所述工控机以进行存储。

Description

涂料配料计量系统及其计量方法

技术领域

本发明涉及防水涂料技术领域，更具体地涉及一种涂料自动配料计量系统及其计量方法。

背景技术

市场上现有水性涂料生产线规模均较小，大部分采取手动打料计量的方式进行配料，即进行人工计量，根据工艺配方，用计量称计量原材料，然后将各种原材料混合的方式进行生产。此种配料方式较为古老，自动化程度低，需要利用大量的人力，且生产效率低下，无法大批量生产，产品质量也得不到保障，属于濒临淘汰的小作坊生产模式，从而无法满足日益扩张的市场需求。同时，由于过于依赖人的经验，致使配料精度大大降低，造成产品不合格率提高。

同样，市场上也存在小部分自动化程度稍高的生产线，即采用半自动计量，其是根据工艺配方，将配方数据输入电脑，每种原材料均通过计量罐单独计量，每种原材料计量完毕后便送入反应釜，然后再继续计量另一种原材料，直到所有原材料计量完毕为止。此种方式，节省了人力，在一定程度上提高了配料精度。但由于自动化水平不高，自动配料计量设计不够合理，使涂料产品质量残次不齐。并且此种计量方式，工艺过程任然繁琐，从而浪费了大量时间。同时计量精度仍有偏差，无法满足产品质量要求。

因此，亟待解决的一个问题是如何提供一种能够方便、快捷、精确地进行涂料自动计量的技术。

发明内容

鉴于此，本发明的一个目的是提供一种涂料自动配料计量系统及其计量方法，以基本上消除因现有技术的局限性和缺点而造成的一个或更多个问题。

为了实现本发明的目的，在本发明的一方面，提供了一种涂料配料计量系统，所述系统包括工控机、控制器和计量罐以及计量罐阀门；

其中，所述工控机通过人机界面进行配方数据输入，所述配方数据至少包括原料的计量以及计量提前量；

所述控制器接收从工控机输入的配方数据，基于所述配方数据控制所述计量器阀门的开启和关闭，以控制计量罐的计量，其中控制所述计量器阀门的关闭包括：相对于所述计量，按照所述计量提前量提前控制所述计量器阀门的关闭。

根据另一方面，还提供了一种涂料配料计量系统的涂料配料计量方法，其特征在于，所述系统包括工控机、控制器和计量罐以及计量罐阀门，所述方法包括以下步骤：

通过工控机的人机界面输入配方数据，所述配方数据至少包括原料的计量以及计量提前量；

由控制器接收从工控机输入的配方数据，基于所述配方数据控制所述计量器阀门的开启和关闭，以控制计量罐的计量，其中控制所述计量器阀门的关闭包括：相对于所述计量，按照所述计量提前量提前控制所述计量器阀门的关闭。

进一步地，所述工控机还可通过人机界面进行现场监控，并且所述工控机还可存储所述配方数据以及所述计量罐的实际计量数据。

进一步地，所述配方数据还可包括批次，从而可以实现多个生产批次的自动循环配料。

进一步地，所述系统还可包括向计量罐输送原料的泵电机；其中，所述控制器控制所述泵电机的开启和关闭，以控制原料向计量罐的输送。

进一步地，所述计量罐阀门包括计量罐粗调阀门和/或计量罐细调阀门，所述提前量包括粗调计量提前量和/或细调计量提前量，所述控制器基于所述配方数据控制计量罐粗调阀门和/或所述计量罐细调阀门的开启和关闭。

进一步地，所述控制器顺序或并行控制原料向不同计量罐的输送以及不同计量罐的计量。

根据本发明的实施方式，能够实现全自动化的、精确地配料计量，并且可以使得涂料自动化大批量生产。

本发明的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本发明的实践而获知。本发明的目的和其它优点可以通过在书面说明及其权利要求书以及附图中具体指出的结构实现到并获得。

本领域技术人员将会理解的是，能够用本发明实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本发明能够实现的上述和其他目的。

附图说明

参照以下附图，将更好地理解本发明的许多方面。在本发明的一个图或实施方式中示出的部件和特征可以与一个或更多个其它图或实施方式中示出的部件和特征相结合。此外，在附图中，相同的标号在全部图中都标示对应的部分，并且可以用来标示一个以上实施方式中的相同或类似部分。附图中：

图1为根据本发明实施方式的涂料配料计量系统的框图；

图2为根据本发明实施方式中涂料配料计量系统的原理示意图；以及

图3为根据本发明实施方式中的配料计量方法的流程图。

具体实施方式

下面，对本发明的优选实施方式进行详细说明。这些优选实施方式的示例在附图中进行了例示。附图中所示和根据附图描述的本发明的实施方式仅仅是示例性的，并且本发明的技术精神及其主要操作不限于这些实施方式。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

本发明已在提供一种新型的、自动化程度高的自动配料计量方式，由此解决现有技术中计量精度不准、人力资源过多浪费以及不能大批量连续生产的问题。

图1示出了根据本发明实施方式的自动涂料配料计量系统的框图。图2示出了根据本发明实施方式中涂料配料计量系统的原理示意图。如图1所示，该系统包括：工控机100、控制器200、计量罐400、用于向计量罐400输送原料的泵电机300，以及计量罐阀门500。计量罐阀门500例如可包括粗调阀门510和细调阀门520。

在本发明实施方式中，工控机100中可装有HML(HumanMachineInterface：人机界面)、SQL(StructuredQueryLanguage：结构化查询语言)数据库和/或STEP7等软件，用于进行数据库的相关操作以及进行监控和参数设置，但本发明并不限于此。本发明通过可编程逻辑控制器(PLC)的逻辑运算、人机互动(HMI)及基于SQL数据库基础，实现多个配方、多种计量、多种工艺要求的条件下，实现全自动化配料计量。

在本发明中，PLC控制器用于逻辑输出，控制电磁阀、泵电机等的动作。通过逻辑运算，控制自动配料过程的实施。装有HMI\SQL\STEP7的工控机，用于配方数据输入、现场监控、数据存贮等，并实时与PLC控制器通讯，是PLC系统运行的操作界面。计量罐400、工控机100、PLC控制器200、泵电机300、阀门(如电磁阀)500通过PLC的逻辑运算，构成整套自动配料计量系统的结构。

如图3所示，本发明利用涂料配料计量系统进行自动地涂料计量的方法包括以下步骤：

步骤S310，在工控机100中通过人机界面(HMI)输入配方的批次、计量(如重量)、计量提前量等数据，将数据传输到PLC。其中，计量提前量可包括粗调提前量和细调提前量。在HMI界面点击启动程序后，系统就能够进行系统配方计量。可以通过HMI界面检视系统的运行。

步骤S330，控制器PLC200接收从工控机输入的配方数据，基于该配方数据控制泵电机300、粗调阀门和细调阀门的开启和关闭，以控制计量罐的计量。

步骤S350，PLC200将计量罐的计量数据传输给工控机100，以由工控机100将计量数据存储到数据库中。

例如，如果要生产一种涂料。步骤例如可如下：

通过HMI界面输入如下配方数据：(1)计量：300KG乳液1、200KG乳液2、150KG增塑剂、100KG助融剂、1000KG软化水、6KG小料1、5KG小料2；(2)粗调计量提前量(或称粗调切换提前量)：乳液1阀门的粗调切换提前量为5KG，乳液2的粗调切换提前量为3KG，增塑剂、助融剂的粗调切换提前量各为2KG，软化水的粗调切换提前量为6KG，小料的粗调切换提前量均为0.2KG；(3)细调计量提前量：乳液1阀门的细调切换提前量为2KG，乳液2的细调切换提前量为2KG，增塑剂、助融剂的细调切换提前量各为1KG，软化水的细调切换提前量为2KG，小料的细调切换提前量均为0.1KG。

此外，还可以通过HMI设定批次数据，例如可将批次设定为10，即当天共需生产10缸产品。

工控机100通过HMI点击启动按钮后，触发PLC200对泵电机、粗调阀门以及细调阀门的控制。

例如，PLC200控制乳液1对应的计量罐的粗调阀门开启，并且启动用于向计量罐输送乳液1的泵电机。当计量重量达到295KG(与目标计量300KG相比，提前了一粗调提前量5KG得到)后，将细调阀门开启，并将粗调阀门关闭。当计量重量达到298KG后(与目标计量300KG相比，提前了一细调提前量2KG得到)，细调阀门关闭。最终计量重量为299.5KG。

随后，PLC200控制开启乳液2的计量罐粗调阀门，并启动乳液2的泵电机2。当计量重量达到197KG后，细调阀门开启，粗调阀门关闭。当计量重量达到198KG后，细调阀门关闭。最终计量重量为200.1KG。

随后，PLC200控制开启增塑剂的计量罐粗调阀门，并启动增塑剂泵电机。当计量重量达到148KG后，细调阀门开启，粗调阀门关闭。当计量重量达到149KG后，细调阀门关闭。最终计量重量为149.9KG。

随后，PLC200控制开启助融剂的计量罐粗调阀门，并启动助融剂泵电机。当计量重量达到98KG后，细调阀门开启，粗调阀门关闭。当计量重量达到99KG后，细调阀门关闭。最终计量重量为99.9KG。

随后，PLC200控制开启软化水的计量罐粗调阀门，并启动增塑剂泵电机。当计量重量达到994KG后，细调阀门开启，粗调阀门关闭。当计量重量达到998KG后，细调阀门关闭。最终计量重量为1000KG。

随后，PLC200控制开启小料1的计量罐粗调阀门。当计量重量达到5.8KG后，细调阀门开启，粗调阀门关闭。当计量重量达到5.9KG后，细调阀门关闭。最终计量重量6KG。

随后，PLC200控制小料2的计量罐粗调阀门开启。当计量重量达到5.8KG后，细调阀门开启，粗调阀门关闭。当计量重量达到5.9KG后，细调阀门关闭。最终计量重量为5.05KG。

计量完成后，PLC200可以将各计量罐的计量数据传递到工控机以进行存储。本次配料计量过程对应的部分计量数据例如如表1所示。

表1.计量数据

原材料

乳液1

乳液2

增塑剂

助溶剂

软化水

小料1

小料2

批次

配方数据

300KG

200KG

150KG

100KG

1000KG

6KG

5KG

10

实际数据

299.5KG

200.1KG

149.9KG

99.9KG

1000KG

6KG

5.05KG

10

在本发明另一实施方式中，可以针对计量罐的计量仅设置一个提前量，与现有技术相比，这同样可以提升计量的精度。

此外，前面给出的粗调提前量和细调提前量数据仅为示例，可以根据实际情况(如水质、水流量大小等)对这些数据做出调整或更改，而并不限于前面给出的数值。

计量完成后，可在工控机数据库中生成并存储报表数据，并可进入涂料生产的下一道工序。此时，可以选择打印报表数据，以为产品提供数据支持。

如上讨论的是PLC顺序地控制各计量罐的计量的情况。另选地，PLC还可以并行地控制各计量罐的计量，即，PLC并行的控制各计量罐的阀门以及并行地控制各计量罐的泵电机。

此外，各计量罐可以连接一个或多个原料罐，在计量罐连接多个原料罐的情况下，PLC按需要控制原料罐与计量罐之间所需原料的泵电机。

本发明的实施方式，可以在工控机中通过HMI输入多个配方，PLC会按照配方排队的计量方式按需自动进行涂料的配料计量。

并且，按照输入的批次，本发明的系统能够进行多个生产批次的自动循环配料。

并且，计量原材料会自动存储到工控机的数据库中。

本发明的涂料配料计量系统及其方法具有以下优点：

(1)计量精度大大提升。通过预置提前量及粗细阀门的切换，可以将计量精度控制在0.1KG之内。

(2)可按照输入配方顺序，按序计量，满足产品工艺要求。

(3)增加了多批次计量程序，可根据每天的生产任务，自动进行多批次计量。

(4)自动化程度提高，减少了人工成本。

(5)产量大，可满足市场需求。

(6)数据自动存储，可实现各种报表，为产品提供可靠数据。

本发明实施方式提供的自动涂料配料系统，不仅可用于JS涂料、PMC、HCA涂料，同样适用于其他涂料。

本发明中，针对一个实施方式描述和/或例示的特征，可以在一个或更多个其它实施方式中以相同方式或以类似方式使用，和/或与其他实施方式的特征相结合或代替其他实施方式的特征。

需要说明的是，上述实施例仅为说明本发明而非限制本发明的专利范围，任何基于本发明的等同变换技术，均应在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种涂料配料计量系统，其特征在于，所述系统包括工控机、控制器、计量罐以及计量罐阀门；

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述配方数据还包括批次。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述工控机还通过人机界面进行现场监控，并且所述工控机还存储所述配方数据以及所述计量罐的实际计量数据。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

向计量罐输送原料的泵电机；

其中，所述控制器控制所述泵电机的开启和关闭，以控制原料向计量罐的输送。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于：

所述计量罐阀门包括计量罐粗调阀门和/或计量罐细调阀门，所述提前量包括粗调计量提前量和/或细调计量提前量，所述控制器基于所述配方数据控制计量罐粗调阀门和/或所述计量罐细调阀门的开启和关闭。

6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于：

所述控制器顺序或并行控制原料向不同计量罐的输送以及不同计量罐的计量。

7.一种涂料配料计量系统的涂料配料计量方法，其特征在于，所述系统包括工控机、控制器和计量罐以及计量罐阀门，所述方法包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

由所述工控机通过人机界面进行现场监控，并且由所述工控机存储所述配方数据以及所述计量罐的实际计量数据。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述系统还包括向计量罐输送原料的泵电机，所述方法还包括：

由所述控制器控制所述泵电机的开启和关闭，以控制原料向计量罐的输送。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述计量罐阀门包括计量罐粗调阀门和/或计量罐细调阀门，所述提前量包括粗调计量提前量和/或细调计量提前量，所述控制器基于所述配方数据控制计量罐粗调阀门和/或所述计量罐细调阀门的开启和关闭。