نحوه کار سیستم‌های بچینگ PLC در تولید ملات خشک

در یک سیستم بچینگ PLC برای تولید ملات، سازگاری با معماری کنترل شروع می شود، نه قضاوت اپراتور. هنگامی که یک کارگر وزن مواد را بر اساس احساس بیل می کند، تخمین می زند یا تنظیم می کند، هر دسته دارای حاشیه خطایی است که در یک شیفت ترکیب می شود. با پیشرفت شیفت، خستگی اپراتور افزایش می یابد. نرخ‌های جریان از بن به سطل متفاوت است. اتر سلولزی که کمی بیشتر از هدف یا کمتر از هدف باشد، خود را اعلام نمی کند تا زمانی که محصول در تست کارایی رد شود یا یک تماس شکایت از یک سایت کار ایجاد کند.

تغییر به سمت بچینگ کنترل شده با PLC در کارخانه های ملات سازی به خاطر راحتی نیست. این در مورد به دست آوردن شیمی ثابت از هر اجرا است. تواناترین خطوطی که امروزه در تاسیسات خمپاره‌سازی ایالات متحده اجرا می‌شوند، از جمله سیستم‌های یکپارچه سروو که توسط سازندگانی مانند QINGCHI مهندسی شده‌اند، بر اساس کنترل PLC به‌عنوان یک پایه ساخته شده‌اند، نه به عنوان یک افزودنی. این مقاله دقیقاً نحوه عملکرد این سیستم‌ها را توضیح می‌دهد، چه چیزی آنها را دقیق نگه می‌دارد، و چرا عملکرد آنها در دسته‌بندی دستی با حاشیه‌ای که هم در کیفیت محصول و هم در هزینه کار نشان داده می‌شود، بهتر است.

آنچه که یک سیستم بچینگ PLC در واقع در کارخانه ملات خشک انجام می دهد

PLC در مرکز یک حلقه بازخورد زنده قرار دارد.سلول های بارگذاریداده‌های وزن بلادرنگ را ارسال می‌کند، کنترل‌کننده آن داده‌ها را در برابر هدف دستوری فعال می‌خواند و به فیدرها، شیرها یا نوار نقاله‌های پیچی دستور می‌دهد که بر اساس آنچه ترازو گزارش می‌کند شروع و متوقف کنند. هیچ قضاوت انسانی در طول دویدن وارد حلقه نمی شود. PLC تصمیم می‌گیرد که چه زمانی به یک هدف رسید و با زمان‌های اسکن کنترلر و تأخیرهای ورودی/خروجی به اندازه کافی سریع پاسخ می‌دهد تا از کنترل توزین حلقه بسته پشتیبانی کند. مسیر سیگنال ساده است: خروجی لودسل یک فرستنده وزن یا ماژول توزین را تغذیه می کند که یک سیگنال 4، 20 میلی آمپر یا دیجیتال را به ورودی آنالوگ PLC ارسال می کند. هر دسته ای همین مسیر فیزیکی را طی می کند.

اجزای اصلی سخت افزار هر کدام یک کار تعریف شده دارند. کنترل کننده توالی و منطق را کنترل می کند. سلول‌های بار، معمولاً انواع تیر برشی یا فشاری، وزن قیف را اندازه‌گیری می‌کنند. مواد پودری متری فیدرهای پیچی و شیرهای دوار شامل سیمان، ماسه و مواد افزودنی پرکننده. یک پنل HMI به اپراتورها دید و دسترسی به دستور غذا را می دهد. استارت‌های موتور یا VFD فرمان‌های run/stop را روی درایوهای فیدر اجرا می‌کنند. سیستم کنترل دسته ای همه آنها را در یک توالی ثابت هماهنگ می کند، هیچ چیز از نظم خارج نمی شود.

فرمول های ملات خشک با افزودنی های کاربردی متراکم هستند: پلیمرهای قابل پخش مجدد، اترهای سلولزی، شتاب دهنده ها. این مواد هم گران هستند و هم نسبت به واریانس دوز حساس هستند. یک خطای وزنی 2% در یک افزودنی پلیمری به طور میانگین در یک جابجایی محاسبه نمی شود. در چسبندگی، کارایی، یا باز بودن زمان در محل کار خود را نشان می دهد.این دلیل فنی است که کنترل دقیق در بچینگ ملات بیشتر از سایر کاربردهای بچینگ اهمیت دارد.سهم هر کیلوگرم به سادگی بالاتر است.

چگونه دقت توزین در سیستم تعبیه شده است

انتخاب و قرار دادن سلول را بارگذاری کنید

دقت با انتخاب و قرار دادن سخت افزار شروع می شود. ظرفیت سلول بار باید با محدوده وزن عملیاتی قیف مطابقت داشته باشد بدون اینکه به پایین یا نزدیک به مقیاس کامل کار کند. سلول های پرتو برشی و فشاری در زیر قیف های دسته ای رایج هستند. جایگذاری اهمیت دارد زیرا بارگذاری غیرعادی روی یک سلول تک نقطه ای یا یک پیکربندی چند سلولی نامتعادل باعث رانش می شود. نظم و انضباط سیم کشی اغلب جایی است که دقت حفظ می شود یا از بین می رود: کابل محافظ، زمین مناسب و جدا نگه داشتن مسیرهای لودسل از مجرای موتور جزئیات اختیاری نیستند.

سیم کشی و اتصال زمین

اکثر سیستم ها لودسل ها را از طریق پیکربندی پل 4 یا 6 سیم به یک فرستنده وزن متصل می کنند. راه اندازی 4 سیم جفت های تحریک و سیگنال را کنترل می کند. راه‌اندازی 6 سیم سیم‌های حسی را اضافه می‌کند تا تقویت‌کننده بتواند ولتاژ منبع تغذیه واقعی پل را اندازه‌گیری کند و افت مقاومت کابل را جبران کند. برای کابل کشی طولانی تر در یک کارخانه ملات بزرگ، 6 سیم انتخاب مناسبی است. سپر باید فقط در یک انتها به زمین متصل شود تا از تداخل حلقه زمین جلوگیری شود. اینها دغدغه های نظری نیستند. آنها تصمیمات عملی هستند که یک سیستم توزین پایدار را از سیستمی که به آرامی حرکت می کند در حالی که کنترل کننده همه چیز را به طور معمول ثبت می کند جدا می کند.

شیوه های کالیبراسیون

سیستم توزین و بچینگ پنجره های تحمل هر ماده را به جای یک آستانه واحد در همه مواد اعمال می کند. مواد با حجم بالا مانند شن و ماسه و سیمان معمولاً نوارهای تحمل گسترده‌تری دارند، در حالی که افزودنی‌های با دوز پایین و ضربه‌ای بالا مانند پلیمرها یا الیاف نیاز به کنترل دقیق‌تری دارند، زیرا انحرافات کوچک سوزن را بر کیفیت محصول تغییر می‌دهند. برایASTM C1714قابلیت ترازو ماده اصلی معمولاً باید در 1% وزن دسته باشد. مشخصات قابل اجرا و طرح کیفیت خود را برای تحمل افزودنی دنبال کنید.PLC پنجره‌های تحمل هر ماده را در رکورد دستور غذا نگه می‌دارد و از آنها برای ارزیابی اینکه آیا یک مرحله توزین قبل از پیشبرد دنباله انجام شده است استفاده می‌کند.

کالیبراسیون چیزی است که سیستم توزین را در طول زمان صادق نگه می دارد. قبل از هر شیفت، اپراتورها باید صفر را تأیید کنند و یک بررسی نقطه ای با وزن آزمایشی تایید شده انجام دهند. کالیبراسیون دهانه کامل با استفاده از وزنه‌های قابل ردیابی معمولاً هر سه ماه یک بار برای تاسیسات با دقت بالا انجام می‌شود، یا بلافاصله پس از جابجایی نیروگاه، یک قیف جایگزین می‌شود، یا یک لودسل رانش را نشان می‌دهد. توصیه های سازنده و خط مشی تضمین کیفیت خود را برای برنامه ریزی نهایی دنبال کنید. هنگامی که کالیبراسیون نادیده گرفته می شود، کنترل کننده به اجرای دستور العمل ها بر اساس وزن پایه نادرست ادامه می دهد. دسته ها در لاگ کنترلر خوب به نظر می رسند در حالی که در کیسه فاقد مشخصات هستند.

مدیریت دستور العمل و کنترل توالی دسته ای

یک رکورد دستور غذا در کارخانه ملات کنترل شده با PLC بیش از فهرستی از وزن ها است. این شامل هویت مواد تشکیل دهنده، وزن هدف، نوارهای تحمل، توالی فیدر، زمان مخلوط کردن، زمان تخلیه، و محدودیت های امتحان مجدد است. کنترل خوب دستور، لایه داده دستور غذا را از منطق کنترل جدا می کند. همان برنامه توالی هر فرمول ملات را اجرا می کند. بسته به دستوری که اپراتور انتخاب کرده است، اعداد مختلف را از حافظه می خواند. یک کتابخانه دستور العمل می تواند ده ها فرمول پوشاننده چسب کاشی را در خود جای دهد،بتونه دیوار، ملات خود تراز و دوغاب. جابجایی از یکی به دیگری یک بار پارامتر است، نه یک کار برنامه ریزی مجدد.

توالی دسته ای به عنوان یک ماشین حالت اجرا می شود که با اصول کنترل دسته ای ISA-88 همسو می شود، که در آن تنها یک حالت در هر زمان فعال است و هر حالت تنها زمانی پیشرفت می کند که شرایط تکمیل آن برآورده شود. یک دسته ملات معمولی از طریق پیش‌بررسی و وزن، افزودن و تأیید شن، افزودن و تأیید سیمان، دوز پلیمر و افزودنی، تایمر مخلوط، تخلیه و تنظیم مجدد حرکت می‌کند. اصل مهم طراحی این است که پیشرفت مبتنی بر شرایط است، نه مبتنی بر تایمر. کنترل کننده قبل از بستن فیدر و حرکت رو به جلو تأیید می کند که خواندن ترازو در حد تحمل است. اگر اینطور نیست، سیستم به جای پیشروی با وزن بد، نگه می‌دارد یا دوباره تلاش می‌کند.

لایه اینترلاک چیزی است که سیستم کنترل کارخانه دسته ای را ایمن و قابل اعتماد می کند. اینترلاک های رایج عبارتند از:

• دریچه تخلیه میکسر قبل از شروع بچینگ بسته شده است
• ترازو قبل از شروع توزین ثابت و کالیبره شده است
• سطح سیلو بالادست قبل از هر مرحله افزودن مواد کافی است
• اضافه بار موتور برای هر درایو در دنباله پاک می شود

منطق امتحان مجدد محدود است. اگر یک مرحله توزین به دلیل تأخیر فیدر یا اختلال لحظه ای جریان، هدف را از دست بدهد، سیستم یک یا دو بار قبل از علامت گذاری یک خطا و نیاز به مداخله اپراتور دوباره تلاش می کند. این امر از تجمع بی‌صدا دسته‌هایی که کمی خارج شده‌اند، که حالت شکست تعیین‌کننده دسته‌بندی دستی است، جلوگیری می‌کند.

نظارت در زمان واقعی و آنچه که در کف کارخانه جایگزین می شود

در طول تولید زنده، HMI به اپراتور نشان می‌دهد که در هر لحظه سیستم دقیقاً در کجا قرار دارد: مرحله دسته فعال، وزن ماده فعلی در برابر هدف، وضعیت تغذیه و شیر، نشانگرهای هشدار و تعداد دسته. نه راه رفتن تا ترازو، نه زنگ زدن روی زمین، نه خواندن بلیط کاغذی وجود دارد. اپراتور می تواند در هر مرحله مداخله کند، دسته را در حالت تعلیق قرار دهد، در صورت نیاز لغو کند، یا دستور تغذیه کننده را لغو کند، بدون از دست دادن داده های دسته. HMI تنها منبع حقیقت برای هر اجرا در حال پیشرفت است.

سوابق دسته ای به طور خودکار تولید می شوند. هر رکورد شامل مُهر زمان، نام و نسخه دستور غذا، وزن واقعی برای هر عنصر، پاس/شکست تحمل در هر مرحله، هر آلارم یا تلاش مجدد ثبت‌شده در طول اجرا، و تعداد کل دسته‌ای برای تغییر است. این رکوردها به صورت داخلی ذخیره می شوند و معمولاً می توانند از طریق USB یا پیوند SCADA صادر شوند. برای یک تولید کننده ملات در ایالات متحده که پروژه های ساختمانی تجاری را تامین می کند،این قابلیت ردیابی اغلب تحت مشخصات پروژه مورد نیاز است که دسته بندی دستی نمی تواند برآورده کند.از آنجایی که الزامات مستندات کیفی در زنجیره های تامین ساخت و ساز تجاری گسترش می یابد، داشتن گزارش های دسته ای کامل از یک تمایز رقابتی به یک انتظار عملیاتی پایه در بسیاری از پروژه ها تغییر یافته است.

با بچینگ دستی، یک خطای توزین یا یک ماده از دست رفته اغلب شناسایی نمی شود تا زمانی که دسته مخلوط یا از قبل بسته بندی شده باشد. یک سیستم کنترل‌شده با PLC، خطا را در لحظه وقوع آن علامت‌گذاری می‌کند، دنباله را متوقف می‌کند و کد خطا را بر روی HMI ارائه می‌کند. اپراتور به جای یک سوء ظن مبهم مبنی بر اینکه مشکلی پیش آمده به یک مشکل خاص و قابل اجرا پاسخ می دهد. مدیریت خطا از واکنشی به فوری تغییر می کند.

دسته بندی دستی در مقابل دسته بندی کنترل شده با PLC: جایی که شکاف قابل اندازه گیری است

عملیات بچینگ دستی به فردی بستگی دارد که هر دسته را اندازه گیری می کند. خستگی، حواس‌پرتی، و تغییرپذیری جریان مواد یک پنجره دقت گسترده‌تر را با پیشرفت تغییر ایجاد می‌کند. داده‌های صنعت از عملیات مقایسه مصالح ساختمانی نشان می‌دهد که سیستم‌های کنترل کارخانه دسته‌ای خودکار واریانس دوز مواد را در مقایسه با روش‌های دستی به‌طور قابل‌توجهی کاهش می‌دهند، با تغییرات مقاومتی در مواد مشابه از محدوده 15،20 درصد تحت کنترل دستی به محدوده 3،5 درصد در تولید خودکار کاهش می‌یابد. مطالعات موردی منتشر شده مخصوص گیاه ملات محدود باقی مانده است و شرایط مکان متفاوت است، اما شواهد جهت دار سازگار است. کاهش نیروی کار به معنای حذف مشاغل نیست. این در مورد اعزام مجدد افراد به بازرسی کیفیت، تعمیر و نگهداری کارخانه، و کارهای جابجایی مواد است که واقعاً نیاز به قضاوت دارد.

با افزایش توان عملیاتی، دسته بندی دستی دشوارتر می شود. روش‌های دستی تک اپراتور اغلب با نزدیک شدن نرخ تولید به TPH دو رقمی مشکل دارند. چسب کاشی با هشت یا نه ماده را نمی‌توان بدون کاهش سرعت تولید یا پذیرش تنوع زیاد مواد، به‌طور قابل‌اعتماد با دست و با توان بالا دسته‌بندی کرد. کنترل خودکار یک لوکس در مقیاس نیست. این تنها راه برای حفظ مشخصات محصول در نرخ خروجی تجاری است.

چگونه سیستم‌های PLC یکپارچه سروو QINGCHI برای دقت تولید مهندسی شده‌اند

QINGCHI کنترل سروو موتور را مستقیماً در معماری دسته‌ای خود ایجاد می‌کند، که دینامیک دقت را در مقایسه با فیدرهای معمولی با کنترل استارت تغییر می‌دهد. یک سروو درایو می تواند یک فیدر پیچ را در یک سطح شیب دار کنترل شده به جای توقف سخت کند کند و باعث کاهش سرعت شود.بیش از حدناشی از انتقال مواد در حال انتقال به داخل قیف پس از توقف فیدر است. برای افزودنی‌های با ارزش بالا با پنجره‌های دوز محکم، این رویکرد طراحی از اهداف تحمل سختی که دستور العمل‌های ملات به آن نیاز دارند، بدون تکیه بر تنظیمات زمان‌بندی قبل از عمل یا برش اپراتور بین دسته‌ها پشتیبانی می‌کند.

بر خلاف سیستم های کنترل دسته ای مونتاژ شده در مزرعه که به کار ادغام قابل توجهی در محل نیاز دارند، QINGCHI خطوط تولید خود را باسخت افزار بچینگ PLCو منطق از پیش پیکربندی شده برای جریان مواد تشکیل دهنده خاص خط، تنظیمات قیف و ظرفیت خروجی. برای خریدار آمریکایی که راه اندازی می کند a5 تا 20 TPHکارخانه ملات، سیستم توزین و بچینگ، رابط دستور HMI، و توالی فیدر کنترل شده با سروو قبل از ارسال تجهیزات در کارخانه تایید می شوند. پشتیبانی راه اندازی از راه دور و اسناد انگلیسی زبان به عنوان استاندارد گنجانده شده است، جزئیاتی که برای خریداران آمریکایی که خرید تجهیزات بین المللی را مدیریت می کنند اهمیت دارد.

تفاوت معنادار در رویکرد QINGCHI این است که کنترل PLC بر روی یک ماشین با قابلیت دستی نصب نمی شود. نقطه شروع طراحی است. هر جریان مواد، هر دروازه تخلیه، هر مرحله انتقال از مرحله مهندسی به سیستم کنترل ترسیم می شود. برای تولید کننده ملات در تگزاس، کالیفرنیا یا جورجیا که از تولید دستی به تولید خودکار مقیاس می‌دهند، این بدان معناست که سیستمی که دریافت می‌کند از روز اول آماده تولید است و نه نقطه شروعی برای کار راه‌اندازی طولانی.

نتیجه گیری

سیستم های بچینگ PLC برای کارخانه های ملات کارآمد هستند زیرا به جای تکیه بر نظم و انضباط فرآیند، ثبات را در سطح کنترل اعمال می کنند. دقت از لودسل های مشخص شده، سیم کشی مناسب و روال کالیبراسیون ناشی می شود که سیستم توزین را صادقانه نگه می دارد. تکرارپذیری از توالی یابی ماشین حالت است که مراحل را رد نمی کند یا وزن های خارج از تحمل را نمی پذیرد. ثبت دسته ای و نظارت بر HMI این دید را فراهم می کند که بچینگ دستی نمی تواند تکرار شود.

برای تولیدکنندگانی که سرمایه‌گذاری اتوماسیون را ارزیابی می‌کنند، این سوال این نیست که آیا یک سیستم بچینگ کنترل‌شده با PLC، ROI را ارائه می‌کند یا خیر. شواهد حاصل از عملیات مصالح ساختمانی قابل مقایسه به طور مداوم به این جهت اشاره می کند، اگرچه یک تحلیل اقتصادی خاص سایت همیشه مورد تجاری را تشدید می کند. سوال اصلی این است که چگونه می توان سیستمی را مشخص کرد که از قبل تأیید شده و آماده اجرا باشد، با منطق دستور العمل که قبلاً به جریان مواد تشکیل دهنده شما نگاشت شده است و تحمل وزنی که قبلاً با مشخصات محصول شما تنظیم شده است. اینجاست که اولین فلسفه طراحی مهندسی سازندگانی مانند QINGCHI به تمایز عملی بین پروژه راه اندازی که بدون مشکل اجرا می شود و پروژه ای که ماه ها زمان عیب یابی را قبل از ارسال اولین دسته خوب مصرف می کند تبدیل می شود.