CN202220274U - 一种重量法染缸助剂自动配送系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型主要公开了一种重量法染缸助剂自动配送系统，包括机械部分和电气控制部分，采用机电结合的方法将助剂自动称重、搅拌混合，并输送到染缸料桶中。本实用新型能够实现在小规模染缸生产线对多支不同类型助剂的自动称重、自动搅拌与自动输送功能。并能实现生产数据的记录、报警信息的显示以及与企业生产过程控制系统以及企业信息化系统进行集成。本实用新型整套系统结构简单、操作方便、计量精确、工作效率高。

Description

一种重量法染缸助剂自动配送系统

技术领域

本实用新型涉及纺织印染自动控制领域技术领域，特别与一种重量法染缸助剂自动配送系统有关。

背景技术

目前，我国中小规模印染企业在染缸助剂称重和配送领域自动化程度较低，大多数的印染企业的助剂称重采用的是工人通过磅秤方式完成，输送则通过工人手工方式输送到现场染缸旁。工人的劳动强度大，劳动效率低，且由于受到工人的素质的限制和信息管理系统的缺失，使得称重过程的准确性和可靠性不太稳定，易发生称错重量、称错染缸和送错染缸的现象。同时，某些助剂有腐蚀性和刺激性，采用工人称重易对工人产生伤害。

虽然市场上已出现国外生产的流量法自动染缸助剂称重配送系统，但由于这些系统价格昂贵、封闭程度高、集成困难，不适合在我国中小规模印染企业使用。因此，有必要发展一种具有较高自动化程度、较高精确度和集成容易的助剂称重与输送系统，为中小规模的印染企业提高生产效率和产品质量提供服务，本案由此产生。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种重量法染缸助剂自动配送系统，多支不同类型助剂的自动称重、自动搅拌与自动输送功能，实现助剂配送的自动化，结构简单、操作方便、计量精确、大幅度提高工作效率。

为了达到上述目的，本实用新型通过以下技术方案来实现：

一种重量法染缸助剂自动配送系统，包括机械部分和电气控制部分；

所述机械部分包括称重桶和混合搅拌桶构成称重基础，两者之间安装有称重放料阀；助剂储存在地势较高的储料桶中，在重力作用下经由助剂管路流入称重桶，助剂管路上安装助剂阀；在称重桶上安装外接自来水的自来水阀以及称重桶清洗阀；混合搅拌桶连接主泵将搅拌液通过助剂输送管输送到染缸料桶；助剂输送管上安装有混合桶输送阀，同时在混合桶输送阀之前安装混合桶循环阀将搅拌液循环搅拌，混合桶输送阀之后连接外接压缩空气的压缩空气输送阀，同时在混合搅拌桶上连接混合搅拌桶排空阀和混合搅拌桶清洗阀；染缸料桶阀在染缸料桶管路之前，残液排空阀在助剂输送公共管路上；

所述电气控制部分包括电控回路和气控回路；

电控回路包括可编程序控制器（PLC）、触摸屏和控制柜以及控制与设置软件组成，PLC、触摸屏以及控制柜由电源经过变换后供电；助剂和水的重量信号通过应变式称重传感器采集后，经有源信号调理电路进行放大整形和滤波后送入PLC的模拟量输入模块；PLC输出的开关控制信号由控制柜进行放大隔离后，与安装于控制柜内部的电磁阀进行连接；

气控回路是由气源与三联件联接后，通过控制柜内部的电磁阀分别与助剂阀、自来水阀、称重桶放料阀、混合搅拌桶排空阀、混合桶循环阀、称重桶清洗阀、混合搅拌桶清洗阀、混合桶输送阀、压缩空气输送阀、残液排空阀以及染缸料桶阀连接；所有气动阀门均采用开关阀；

助剂桶内安装的助剂桶液位传感器、混合搅拌桶安装的混合桶液位传感器以及染缸料桶中料桶液位传感器产生的液位信号经控制柜接入PLC，PLC控制软件根据称料配方的要求，逐个控制助剂阀与自来水阀完成单个助剂与水的称重，称重完毕后的助剂溶液由称重桶放料阀排放到混合搅拌桶，启动主泵进行搅拌后自动输送到对应染缸料桶中；触摸屏软件对称重过程进行实时监控，自动分析处理、记录和显示称重数据。

本实用新型可以进一步完善：

1、采用计重的方法实现助剂浓度的配送，助剂浓度被换算成重量值，由安装在称重桶上的三个应变式称重传感器进行测量，经应变式称重传感器转变成电模拟信号，再进行信号合成和调理后送入PLC模拟量输入模块，经PLC软件转换后得到精确重量值；应变式称重传感器采用悬挂装置以悬挂式安装方法，间距120度分布在称重桶边缘。

2、助剂储料桶上安装的助剂桶液位传感器，可对液位情况进行报警；每个染缸料桶安装的料桶液位传感器与在染缸控制器上安装呼叫按钮串联，当现场有呼叫请求且料桶液位传感器为低液位状态时，所产生的呼叫请求被PLC软件所接受；多个呼叫请求同时到达时，PLC软件自动进行排序，与配方系统相配合，完成称重和配送。

3、PLC软件具有学习功能，根据前次称重误差自动调整助剂阀和自来水阀开启时间，减少助剂管路残液对称重精度影响；触摸屏软件动态实时显示称重过程，实现配方录入、助剂储料、异常报警、数据统计和系统参数设置多项功能；与企业管理信息系统互联，实现配方数据的下载和称重数据上传。

一种重量法染缸助剂自动配送方法，当进行助剂输送时，首先打开称重桶放料阀将称重完成的助剂溶液放入混合搅拌桶，放料接近完成时打开称重桶清洗阀对称重桶进行清洗并放入搅拌桶，同时打开混合桶循环阀并关闭混合桶输送阀和混合搅拌桶排空阀，启动电机带动主泵搅拌一段时间后，打开混合桶输送阀并关闭混合桶循环阀，打开对应的染缸料桶阀进行输送；当输送到混合搅拌桶处于低液位时，打开混合搅拌桶清洗阀将残余液体进行输送，输送完毕后停泵；打开压缩空气输送阀将管道中的残余液体压入染缸料桶；在输送过程中，称重桶可以并行作业，并且输送和清洗作业也是同时进行，提高了本系统的工作效率。

采用上述方案后，本实用新型具有诸多有益效果：

本实用新型完全打破了传统中工人磅秤方式完成助剂称重的工序，采用机电结合的方式提供一整套完整的自动化方案，降低了工人的劳动强度，大幅度提高劳动效率。

其次，本实用新型中自动化控制助剂称重和配送，避免了以往依靠人工主观判断的缺陷，测量精准度和可靠性强，且稳定性好，不会发生称错重量、称错染缸和送错染缸的现象。

同时，由于人工操作步骤大幅度下降，使人避免了与腐蚀性和刺激性原料的直接接触，而且也改善了生产车间的环境，给操作工人的健康带来有效保障。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例的系统原理示意图。

具体实施方式

结合附图，对本实用新型较佳实施例做进一步详细说明。

如图1所示，本实用新型中包括机械部分和电气控制部分两者结合形成整体控制，电气控制部分中包括带PLC的电控回路以及气控回路。本系统采用触摸屏操作方式，操作员只需要进行简单设置即可方便的启动本系统自动完成工作。

机械部分主要是称重桶9和混合搅拌桶12构成称重基础，两者之间安装有称重放料阀11将称重桶9的混合液放至混合搅拌桶12中。助剂储存在3米以上高度的二楼平台上的多个储料桶6中，在重力作用下经由助剂管路28流入称重桶9，助剂管路28上安装助剂阀8，打开后助剂从储料桶6中流入到称重桶9中。

在称重桶9上安装外接自来水的自来水阀19以及称重桶清洗阀18。混合搅拌桶12连接主泵15将搅拌液通过助剂输送管27输送到多个染缸料桶25中。

助剂输送管27上安装有混合桶输送阀20，同时在混合桶输送阀20之前安装混合桶循环阀16，使得主泵15中泵出的搅拌液循环至混合搅拌桶12中，进行循环搅拌。混合桶输送阀20之后连接外接压缩空气的压缩空气输送阀21，同时在混合搅拌桶12上连接混合搅拌桶排空阀14和混合搅拌桶清洗阀17。在每个染缸料桶25前安装用于进料的染缸料桶阀23，在染缸料桶阀之前形成一个总进料支路，在总进料支路上安装一个残液排空阀22。

电控回路包括可编程序控制器1（PLC）、触摸屏2、控制柜3和有源信号调理电路4，在可编程序控制器1配有控制与设置软件，PLC、触摸屏2以及控制柜3由交直流电源5经过变换后供电。助剂和水的重量信号通过应变式称重传感器31采集后，经有源信号调理电路进行放大整形和滤波后送入PLC的模拟量输入模块。PLC输出的开关控制信号由控制柜3进行放大隔离后，与安装于控制柜3内部的电磁阀29进行连接。

气控回路是由气源30与三联件联接后，通过控制柜内部的电磁阀分别与助剂阀8、自来水阀19、称重桶放料阀11、混合搅拌桶排空阀14、混合桶循环阀16、称重桶清洗阀18、混合搅拌桶清洗阀17、混合桶输送阀20、压缩空气输送阀21、残液排空阀22以及染缸料桶阀23连接，所有气动阀门均采用开关阀。

采用计重的方法实现助剂浓度的配送，助剂浓度被换算成重量值，由安装在称重桶9上的三个应变式称重传感器31进行测量，所产生的电模拟信号合成和调理转换后送入PLC模拟量输入模块，经PLC软件转换后得到精确重量值。应变式称重传感器采用悬挂装置24以悬挂式安装方法，间距120度分布在称重桶9边缘。

助剂储料桶6上安装有助剂桶液位传感器7，可对液位情况进行报警。每个染缸料桶25安装的料桶液位传感器26与在染缸控制器上安装呼叫按钮串联，当现场有呼叫请求且料桶液位传感器为低液位状态时，所产生的呼叫请求被PLC中软件所接受。多个呼叫请求同时到达时，PLC软件自动进行排序，与配方系统相配合，完成称重和配送。

在启动本系统之前，首先需要保证电控单元中的应变式称重传感器信号线、助剂液位传感器信号线、染缸料桶液位传感器信号线和加料呼叫请求按钮信号线、电磁阀控制信号线与电机控制线等与控制柜3中的对应接线端子排正确连接。其次需要将气控回路与中的各个气动阀与气源30和控制柜3内部的电磁阀正确连接。再次需要保证称重桶9悬挂于正确水平位置，称重桶9内无杂物和混合搅拌桶内无残液。最后检查各个阀门和管路是否有泄漏现象。

检查工作完成后，操作员首先将控制柜3、触摸屏2和PLC通电，然后将PLC置于运行状态，系统处于准备运行状态。

准备运行之前，操作员需要在触摸屏2上设定合适的系统参数，首先需要正确读取并设定称重桶9空载时的零位重量，其次需要设置各种时间参数，如清洗和搅拌时间，压缩空气输送时间等，最后需要设定重量和时间的报警阈值。配方数据可以在触摸屏2在线输入，也可以由管理信息系统生成后按照指定格式导入到触摸屏2中。配方数据存储在触摸屏2中，支持掉电保存，称重开始时，配方数据将下载到PLC中去。

准备运行之前，操作员需要在触摸屏上观察各助剂储料桶6的液位状态，对处于低液位的助剂储料桶6，在触摸屏2上启动对应的助剂泵进行补料。

操作员点击“运行”按钮，触摸屏将当前配方数据下载至PLC，PLC按照事先设置的程序进行运行，系统的工作过程如下：

首先系统打开称重桶放料阀11和混合搅拌桶排空阀14，将残液排空，自动校正零点；经过一段时间的零点确认后，关闭称重桶9放料阀11，系统处于等待现场呼叫状态。当现场染缸发出呼叫请求，系统根据染缸号和配方号等信息检索PLC内存，若有相应配方信息，系统进入称重状态。在称重过程中，按照配方信息，首先打开自来水阀19完成一定比例水的称重，然后依次打开配方中各个助剂阀8，完成对应助剂的称重。助剂称重完毕，系统再补水至规定的总重量。

当称重总重量达到配方规定总重量后，打开称重桶放料阀11和关闭混合搅拌桶排空阀14，将称重桶9中的混合溶液放入混合搅拌桶。放料到接近零位时，打开称重桶清洗阀18，清洗称重桶并将清洗液体放入混合桶。称重桶放料到零位后，关闭混合桶输送阀20并打开混合桶循环阀16，启动主泵15进行搅拌。搅拌10秒左右后，然后再打开混合桶输送阀20、关闭混合桶循环阀16、打开当前染缸料桶阀23，将助剂溶液泵入到对应的染缸料桶25。当混合搅拌桶12接近低液位时，打开混合搅拌桶清洗阀17，进行混合桶清洗并将清洗液泵入染缸料桶25。输送一段时间后，停止主泵15输送，打开压缩空气输送阀21，利用压缩空气将剩余液体输送到染缸料桶25。

当称重桶9排空后，系统即可响应新的染缸呼叫请求，开始新一轮称重作业。因此称重和输送可并行进行。

当系统出现异常，如传感器无反应、称重桶9零位发生变化、阀门堵塞等原因造成放料和入料困难时，PLC即时报警并记录，同时闪灯提醒。

每个配方称重完成，系统自动记录并进行统计，统计数据可以为管理信息系统使用。

上述实施例仅用于解释说明本实用新型的发明构思，而非对本实用新型权利保护的限定，凡利用此构思对本实用新型进行非实质性的改动，均应落入本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种重量法染缸助剂自动配送系统，其特征在于：包括机械部分和电气控制部分；

所述机械部分包括称重桶和混合搅拌桶构成称重基础，两者之间安装有称重放料阀；助剂储存在地势较高的储料桶中，在重力作用下经由助剂管路流入称重桶，助剂管路上安装助剂阀；在称重桶上安装外接自来水的自来水阀以及称重桶清洗阀；混合搅拌桶连接主泵将搅拌液通过助剂输送管路输送到染缸料桶；助剂输送管路上安装有混合桶输送阀，同时在混合桶输送阀之前安装混合桶循环阀将搅拌液循环搅拌，混合桶输送阀之后连接外接压缩空气的压缩空气输送阀，同时在混合搅拌桶上连接混合搅拌桶排空阀和混合搅拌桶清洗阀；染缸料桶阀在染缸料桶管路之前，残液排空阀在助剂输送公共管路上；

所述电气控制部分包括电控回路和气控回路；

电控回路包括可编程序控制器、触摸屏和控制柜以及控制与设置软件组成，PLC、触摸屏以及控制柜由电源经过变换后供电；助剂和水的重量信号通过应变式称重传感器采集后，经有源信号调理电路进行放大整形和滤波后送入PLC的模拟量输入模块；PLC输出的开关控制信号由控制柜进行放大隔离后，与安装于控制柜内部的电磁阀进行连接；

气控回路是由气源与三联件联接后，通过控制柜内部的电磁阀分别与助剂阀、自来水阀、称重桶放料阀、混合搅拌桶排空阀、混合桶循环阀、称重桶清洗阀、混合搅拌桶清洗阀、混合桶输送阀、压缩空气输送阀、残液排空阀以及染缸料桶阀连接；所有气动阀门均采用开关阀；

助剂桶内安装的助剂桶液位传感器、混合搅拌桶安装的混合桶液位传感器以及染缸料桶中料桶液位传感器产生的液位信号经控制柜接入PLC，PLC控制软件根据称料配方的要求，逐个控制助剂阀与自来水阀完成单个助剂与水的称重，称重完毕后的助剂溶液由称重桶放料阀排放到混合搅拌桶，启动主泵进行搅拌后自动输送到对应染缸料桶中；触摸屏软件对称重过程进行实时监控，自动分析处理、记录和显示称重数据。

2.如权利要求1所述的一种重量法染缸助剂自动配送系统，其特征在于：在称重桶上安装三个应变式称重传感器进行测量，采用计重的方法实现助剂浓度的配送，助剂浓度被换算成重量值，经应变式称重传感器转变成电模拟信号，再进行信号合成和调理后送入PLC模拟量输入模块，经PLC软件转换后得到精确重量值；应变式称重传感器采用悬挂装置以悬挂式安装方法，间距120度分布在称重桶边缘。

3.如权利要求1所述的一种重量法染缸助剂自动配送系统，其特征在于：所述助剂储料桶上安装的助剂桶液位传感器，对液位情况进行报警；每个染缸料桶安装的料桶液位传感器与在染缸控制器上安装呼叫按钮串联，当现场有呼叫请求且料桶液位传感器为低液位状态时，所产生的呼叫请求被PLC软件所接受；多个呼叫请求同时到达时，PLC软件自动进行排序，与配方系统相配合，完成称重和配送。

4.如权利要求1所述的一种重量法染缸助剂自动配送系统，其特征在于：所述PLC软件具有学习功能，根据前次称重误差自动调整助剂阀和自来水阀开启时间，减少助剂管路残液对称重精度影响；触摸屏软件动态实时显示称重过程，实现配方录入、助剂储料、异常报警、数据统计和系统参数设置多项功能；与企业管理信息系统互联，实现配方数据的下载和称重数据上传。

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