人造大理石生产过程控制系统的研究
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压力注入法生产人造大理石工艺研究人造大理石,听起来高大上吧?其实它背后可有一套挺复杂的生产工艺,要知道,能做到看起来跟天然大理石差不多的效果,可得花点心思。
在这些工艺里,压力注入法就是一个非常关键的环节。
说白了,这个工艺其实就是把一种特定的树脂混合物,快速注入模具,在巨大的压力下让它凝固,最终形成我们常见的那种大理石效果。
简单说,就是通过强大压力的“推动”,让混合材料在模具里精准成型。
你想想,大理石大家都知道,天然的那种,摸上去冰冰凉的,坚硬又有质感。
但是天然的嘛,价格不菲,搞得有些人只能在家里摆一个小小的样品盘。
所以,人造大理石便应运而生了。
它不仅在外观上几乎能与天然大理石“以假乱真”,而且生产成本低,性价比高,打破了大多数人只能“远观”的局面。
而压力注入法,就是让人造大理石“走进”千家万户的秘密武器。
听到这里,是不是对这项工艺有点兴趣了?压力注入法的核心就在于一个“压力”字。
它的工作原理其实也不复杂:先把一些石料粉末、树脂和其他填充材料混合均匀,搅拌成一种稀浆状的液体。
然后,这些混合物会被注入到专门的模具里,接下来就是关键的环节——通过强力的压力把它们“挤”进模具的每个角落,确保每一丝每一寸都能精准填满。
这个过程,就像是给人造大理石“注入生命”,有了压力,材料才会更加致密、均匀、坚固,最终形成一块完美的“石板”。
可是,压力注入法真的能把这些混合材料变成一块看起来和天然大理石差不多的东西吗?答案是肯定的!因为这个过程不仅仅是压力注入那么简单,整个生产工艺还涉及到很多细节。
比如,选择的树脂种类、材料配比,甚至是注入的温度、时间等等,都得非常讲究。
一个小小的偏差,可能就会导致大理石表面出现气泡或者色差,影响最终的效果。
所以,生产者可得小心翼翼地把控每个步骤,就像做一道精致的菜肴,每个细节都不容忽视。
压力注入法不单单是为了模拟天然大理石的外观,它还有一个超大的优点——提升了材料的性能。
传统的天然大理石,虽然坚硬、耐磨,但容易裂开、破损。
DCS系统在石材加工行业中的智能化生产控制与质量管理随着科技的不断进步和工业的发展,越来越多的行业开始引入智能化系统来提高生产效率和管理水平。
在石材加工行业中,DCS系统作为一种先进的自动化技术,已经被广泛应用于生产控制和质量管理方面。
本文将从智能化生产控制和质量管理两个方面,探讨DCS系统在石材加工行业中的应用。
一、智能化生产控制1.自动化控制石材加工生产线中的各个工序,如切割、加工和打磨等,都可以通过DCS系统实现自动化控制。
通过与各种传感器和执行器的连接,DCS系统可以实时监测和调节生产过程中的各项参数,保证生产线的稳定运行。
此外,DCS系统还可以通过预设的规则和算法,智能地调整生产参数,实现最佳的生产效率和资源利用率。
2.生产数据采集与分析DCS系统可以实时采集和记录石材加工生产线中的各种数据,如温度、压力、能耗等。
通过对这些数据进行分析和比对,可以及时发现生产线中的异常情况,并采取相应的措施进行调整。
另外,DCS系统还可以对生产数据进行统计和分析,为管理者提供决策依据,以优化生产过程。
3.远程监控与管理DCS系统通过网络连接,可以实现对石材加工生产线的远程监控和管理。
管理者可以通过电脑、手机等终端设备随时随地地监测生产线的运行状态,并进行实时调度和指导。
这种远程监控和管理的方式,不仅提高了工作的灵活性,还降低了成本和人力资源的浪费。
二、智能化质量管理1.质量参数监测通过DCS系统,可以实时监测和记录石材加工过程中的关键质量参数,如尺寸、光泽度等。
通过与设备的联动控制,DCS系统可以自动调整加工参数,保证石材产品的质量一致性。
同时,监测数据还可以用于质量溯源,帮助追踪和解决质量问题。
2.质量分析与优化DCS系统不仅可以收集质量数据,还可以对这些数据进行分析和统计。
通过对不同批次产品的比较和分析,可以找出影响产品质量的关键因素,并进行相应的优化。
此外,DCS系统还可以通过自动化的质量控制算法,进行实时调整和优化,提高石材产品的质量稳定性。
人造大理石人造大理石介紹隨著現代建築事業的發展,對裝飾材料提出了輕質、高強、美觀、多品種的要求。
人造飾面石材就是在這種形勢下出現的。
它重量輕、強度高、耐腐蝕、耐污染、施工方便、花紋圖案可人為控制,是現代建築理想的裝飾材料。
人造大理石由改性樹脂與碎石組成,呈中性或偏鹼性。
人造石結構緻密,因此毛孔細小,其病症出現的概率很小,就防護來說,主要是防汙。
其優點是可調節色彩,利於飾面裝飾。
其缺點是硬度不夠,光度不一致。
按生產所用原材料及生產工藝,一般可分為四類:水泥型人造大理石這種人造大理石是以各種水泥作為粘結劑,砂為細骨料,碎大理石、花崗石、工業廢渣等為粗骨料,經配料、攪拌、成型、加壓蒸養、磨光、拋光而製成,俗稱水磨石。
聚酯型人造大理石這種人造大理石是以不飽和聚酯為粘結劑,與石英砂、大理石、方解石粉等攪拌混合,澆鑄成型,在固化劑作用下產生固化作用,經脫模、烘乾、拋光等工序而製成。
我國多用此法生產人造大理石。
複合型人造大理石這種人造大理石是以無機材料和有機高分子材料複合組成。
用無機材料將填料粘結成型後,再將坯體浸漬於有機單體中,使其在一定條件下聚合。
對板材而言,底層用低廉而性能穩定的無機材料,面層用聚酯和大理石粉製作。
燒結型人造大理石這種人造大理石是將長石、石英、輝石、方解石粉和赤鐵礦粉及少量高嶺土等混合,用泥漿法製備坯料,用半幹壓法成型,在窯爐中用1000℃左右的高溫燒結而成。
上述四種人造大理石裝飾板中,以聚酯型最常用,其物理、化學性能最好,花紋容易設計,有重現性,適用多種用途,但價格相對較高;水泥型最便宜,但抗腐蝕性能較差,容易出現微裂紋,只適合於作板材。
其它兩種生產工藝複雜,應用很少。
聚酯型人造大理石(常簡稱人造大理石)是模仿大理石的表面紋理加工而成的,具有類似大理石的機理特點,並且花紋圖案可由設計者自行控制確定,重現性好;而且人造大理石重量輕,強度高,厚度薄,耐腐蝕性好,抗污染,並有較好的可加工性,能製成弧形,曲面等形狀,施工方便。
人造大理石生产过程控制系统的硬件设计人造大理石是一种以石英砂、树脂等材料为基础,通过特殊工艺加工而成的一种人造装饰材料。
人造大理石的生产过程需要依靠一套完整的控制系统来实现自动化控制,确保生产过程的稳定性和质量。
本文将就人造大理石生产过程控制系统的硬件设计进行详细阐述。
首先,人造大理石生产过程控制系统的硬件设计需要考虑到多个传感器的选型和布局。
例如,温度传感器可以用来监测原料的温度,以确保原料配料的准确性;压力传感器可以用来监测挤出过程中的挤压力度,以控制挤出的速度和压力;流量传感器可以用来监测原料的流量,以确保原料的比例准确。
其次,控制系统的硬件设计需要考虑到适当的执行机构,如电动机、马达等。
这些执行机构可以根据控制系统的指令来对生产过程进行准确的控制。
例如,控制系统可以通过控制电动机的转速来调节混合过程中的搅拌速度;通过控制电动机的转动方向来控制切片过程中的切割方向等。
此外,控制系统还需要设计合适的控制器,如PLC(可编程逻辑控制器)、单片机等。
这些控制器可以接收传感器的信号,并根据预设的控制算法产生合适的控制指令。
PLC是一种常用的控制器,其具有可编程性和稳定性高的特点,可以根据需要进行编程,实现复杂的控制逻辑。
最后,人造大理石生产过程控制系统的硬件设计需要考虑到合适的人机界面。
人机界面是控制系统与操作人员之间进行信息交流的重要组成部分。
一般来说,人机界面可以采用触摸屏、按钮等形式,操作人员可以通过人机界面对控制系统进行监控和操作。
在人机界面的设计中,需要考虑到操作的便捷性、界面的友好性以及显示的清晰性。
综上所述,人造大理石生产过程控制系统的硬件设计需要考虑到传感器、执行机构、控制器和人机界面等多个方面。
合理的硬件设计可以确保控制系统的稳定性和可靠性,提高人造大理石的生产效率和产品质量。
大理石自动化控制中软件设计方案1、上位机的软件界面设计自控化产品的发展正向着可视化、集成化的方向前进,相应组态软件的功能开发和实际应用发展很快,组态软件种类颇多。
监控组态在工业生产自动化的过程中,起到连接控制者和生产现场的作用,真实反映出了生产环境的变化和设备工作状况,并在集中控制系统中起到关键作用。
比较常用的是组态王、WlllCC等。
本文采用的是西门子公司研发配套的WlllCC监控组态,它可以实时的采集现场数据,是操作者能第一时间掌握现场情况,还有组态、开发和开放功能。
组态过程操作简单,组态画面简洁直观,与PLC通信无障碍。
1.1上位机的功能描述系统的上位机监控界面,其开发的意义在于能够使工作人员实时的掌握现场设备运行的第一手资料以及控制终端的环境情况,现场生产中的检测、控制和监督功能的实现,均在此计算机下完成。
上位机监控机的功能主要有以下三个:①采集功能,上位机使对现场的实时状况、并可以轻松实现工作人员对生产过程分析、监视。
上位机的屏幕上能够显示出系统在生产过程中对采样工作的处理、对设备的一些数值的检测和温度等参数的检测工作、并能实现一些简单的预处理;②监督功能,工作人员将采集的信息和数据进行相应的处理和分析,完成数据库的制作后加以保存储藏。
工作人员通过对显示的相应的数据,分析设备此时的运转状态知否处于正常状态,上位机采用多种形式的表述形式,如声光、文字、动画等;③控制功能,完成对上述过程的信息数据处理后,在相应的控制决策下对生产过程设备的输出进行控制。
WlllCC软件在设计中完成功能如下:(1)主界面可以显示出现场设备的运行情况及参数信息;(2)采集子系统的参数并显示;(3)自动存储生产过程中产生的参数,参数的查找可遵照时间的先后顺序;(4)临近或大于限制值时发出警报。
总括来说,借助具有开发简单、界面丰富、存储信息大等优点的WinCC软件,系统的上位机基本实现了对远程现场数据的监测和控制的工作,可人工操作,方便简单。
大理石石材加工工艺及过程品质控制一、拟供石材生产工艺流程(规格板)1、矿上选配荒料2、工厂选配荒料3、大板锯解4、毛板磨抛5、切割规格板6、排版、编号7、磨边。
开槽、倒角等8、烘干防护9、包装、发货二、规格板质量控制通过荒料两次选配、光板一次选配、规格板排版编号四次严格选配来控制色差。
1、矿山选取品质优、储量大、开采能力强的矿口,同一工程指定开采同一矿脉区域,以保证荒料来源品质稳定。
2、荒料进场后,依工程图纸细致选配荒料,通过目测,水浇,打磨荒料样板对比,确定用料方案。
3、光板完成后通过选取每颗荒料的光板样板,进行对比,细致调整用料方案。
4、规格板切割好后,完成防护后按拼装图在地面铺开排版,在公司特有的无直射光排版车间,进一步调整色差。
使颜色,纹路过渡自然,协调一致。
三、主要加工工艺及各品质控制的详细介绍工序一、矿山选配荒料荒料质量控制措施分为两个步骤:矿山选配荒料和生产前的选配荒料;1、矿山选配荒料说明:矿山选取品质优、储量大、开采能力强的矿口,以保证荒料的品质来源;专业采购人员采用六面喷水的方法对所开采的每一块荒料都进行严格的质量验收。
具体方法是用专用喷水器将水均匀喷洒在荒料的表面,然后用定压机吹干,在荒料石将干未干之际,可以清楚的检验处荒料的纹路是否正常、有无色差、杂质及其他缺陷,这样比传统的目测法更能保证荒料质量。
加之开采过程中采用定高程三维标识法开采,更能从根本上保证了原料的材质、颜色、花纹的协调一致性。
工序二、生产前工厂选配荒料工厂选配荒料说明:荒料进厂后,依工程图纸细致选配荒料,严格保证整栋大楼的同一立面选用同一矿口同一脉矿区域的荒料,在通过目测、水浇、打磨荒料样板对比等方法,选定用料。
工序三、砂锯锯解大板荒料锯解说明:采用意大利进口的GASPARI MENOTI 砂锯完成此道工序。
此为迄今为止世界上最先进的荒料锯解设备。
全自动钢砂分析补给系统,无需人工分析砂浆,系统依内部程序按品种自动补偿,有效杜绝了其他型号砂拉锯易产生的入锯和出锯时在板面形成的加工台阶,有效保障了大板的平整度;超大超宽加工范围,使生产效率是其他型号砂拉锯的1.5-3倍,单台月产量达4000㎡。
人造大理石生产过程控制系统的研究整个生产过程控制系统是由主站进行监控,下面各个分站独立负责各自的操作流程。
控制命令是通过主站的键盘来实现的,当按下键盘上的某个按钮,主站PLC会发送相应的命令给配料分站,配料分站PLC则直接执行程序动作。
配料分站完成动作后,自动发送命令给临近的搅拌分站,搅拌分站PLC接收命令并执行程序动作。
搅拌分站在皮带II启动后,发送命令给临近的定型分站,同时启动定型分站的切纸机和对辊机。
定型分站PLC在完成程序动作后,自动发送命令给临近的固化分站,固化分站PLC接收命令并执行程序动作。
每个分站在出现故障和检测到危险紧急情况时都可以通过CAN总线通信直接发送命令给主站,主站接收到此类命令后立即发送命令给所有分站,关闭分站控制的所有设备,并发出报警。
人造大理石生产过程控制的流程图如图1所示。
图1 生产过程控制流程
控制系统利用PLC作为主站和分站控制器,采用CAN总线技术等对分站采集到的生产线上设备实时监控。
实现对现场设备的集控、单控、点控等,同时采集工作过程中的压力、温度、电机转速等参数,是控制中心能第一时间得到现场综合情况。
分站控制台上采用威伦触摸屏,通过触摸屏设置系统参数。
在触摸屏上可以显示生产线工作相关设备的实时信息与相关参数。
在主站PLC端配加工控机,利用WinCC开发上位机组态画面,使得监控中心也可以实时监视生产过程中各个设备工况。
上位机软件WinCC,具有丰富的界面和开发周期短等优点,可以在短时间内开发出系统检测画面。
只需在上位机安装WinCC软件,就可以实现监测生产线上各个设备工况的功能,并进行一些简单操作。
2控制系统的组成
2. 1控制系统的组成结构
生产线自动化主系统主要由PLC模块构成的主站和分站以及分站控制的触摸屏、传感器、电机、皮带、切纸机、真空压型机、感应加热电源等设备组成。
系统的分站按照传输皮带模块分为四个小系统:配料分站、搅拌分站、定型分站和固化分站等。
其简易结构图如图2所示。
图2 生产线主系统结构图
由于本课题的出发点及其意义之一就在于研发出高可靠性的控制系统。
本系统的研发将弥补国内人造大理石生产的自动化的空白,提高生产效率。
在总体上提高其产业的自动化程度,为其向少人、无人
操作发展提供一些技术准备。
基于系统开发的高可靠性和稳定性,使其具有在行业内进一步推广的价值。
2.2控制系统结构的分析与确定
现在工业生产过程中常用的总线主要是HART总线、RS-485总线、CAN总线等。
下面对三个工业总线作出分析,最后确定人造大理石生产过程控制系统构建的方式。
HART网络是由艾默生首先提出的一个过度性总线标准,它是通过在4-20mA电流信号上叠加数字信号,物理层采用BELL202频移键控技术,需要支付费用才能难道通信协议。
目前市场上流通的智能仪器仪表产品,大部分都嵌入了HART网络功能。
HART网的数据通信速率较低、组网困难等一些缺点,使得HART仪器仪表的市场占有量一直在呈现降低的趋势。
其次,分析RS-485网络。
RS-485这一标准是由美国电气工业联合会(ETA)最先提出的。
目的是解决RS-232在多点通信和较远距离通信不足的缺点。
RS-485总线通信标准是利用平衡双绞线作传输线的多点通讯标准。
RS-485网络有它固有的优势,它的网络结构简单易行,实施并不复杂。
RS-485是当今现场总线应用最多的协议,绝大多数仪器仪表都支持RS-485通信。
RS-485的转换口,市场上种类颇多,而且价格便宜。
最后,分析CAN网络。
CAN是控制器局域网络(Controller Area Network, CAN)的简称,是由研发和生产汽车电子产品着称的德国BOSCH公司开发了的,并最终成为国际标准1991年9月Philips半导体公司制定并发布CAN技术规范CAN2.0A/B,1993年11月ISO组织正式颁布CAN国际标准ISO 11898[g] o CAN 2.0 A/B补充了对于CAN物理层的定义。
CAN的优势在于它成熟的技术和可靠的通讯性能,在具备高性能的同时其通讯成本得到合理控制。
在工业自动化控制方向应用前景非常广泛。
CAN总线本身是一种串行通信模式。
它支持分布式控制和实时控制。
首先,CAN控制器工作于多主方式,网络中的各节点都可根据总线访问优先权(取决于报文标识符)采用无损结构的逐位仲裁的方式竞争向总线发送数据。
CAN总线上不再采用类似站的地址编码,采取对通信的数据进行编码。
各节点之间实现了更便易的通信模式,实效性好。
CAN的自身特点使其容易构成冗余结构。
其次,CAN总线通过CAN控制器接口芯片8X250的两个输出端CANH和CANL与物理总线相连,而CANH端的状态只能是高电平或悬浮状态,CANL 端只能是低电平或悬浮状态。
当系统出现错误时,不会出现多个节点争抢总线资源的情况,有力的保护节点的安全运行CAN的开发尤其短,具有RS-485所无法比拟的优势。
与485总线在技术方面相比较,
CAN总线有其绝对的优势。
它能取代RS-485总线,组建一个传输距离远、可靠性好、任意添加节点、构建多主通信的网络。
同时CAN 总线又可以直接使用485总线的传输介质[fill。
现将它们从速度和距离、总线利用率、错误检测机制方面进行简单比较,如表1所示:
表1 CAN总线与多线程总线比较
下面就CAN的其他一些特性进行简单描述:总线信号使用差分电压传送,两条信号线被称为CAN H和CAN L,静态时均为2.5V左右,此时状态表示为逻辑1,也可叫做“隐形”。
用CANH比CANL高表示逻辑。
,称为“显性”,此时通常电压值为CANH=3.5V,CANL=1.5V。
如果在显性位发送的时候,隐性位也进行发送操作,总线上表达的数值只会表现为显性。
CAN总线的多主从结构是它最大的优势。
总线上
的每个节点都有CAN控制器,如果多个节点进行发送操作,可以通过其设置的工D号自动进行仲裁。
这样能够保证总线上传输的数据井然有序,而且当一个节点完成发送操作后,另一个节点可以自行检测到总线的空闲状态,并马上开始发送操作。
这样就不相应主机不停的询问操作,有效的提高了总线作为通讯媒介的利用率,增强了快速性。
综合对三种总线的分析和对比,最终确定采用CAN总线作为人造大理石生产过程控制系统的构建方式。
3系统的控制器确定
根据现场的被控设备的具体情况,对系统中控制的数字量和模拟量进行了汇总。
暂定选择S7-226PLC作为主站和分站,添加扩展模块构建系统。
系统一共需要一个主站和四个分站。
分站与主站之间采用CAN总线实现数据交流。
主站设置在控制中心,连接工控机并且通过Wincc监控生产现场。
经过初期的实验和调试,其中包括的内容:上位机和下位机的通讯、PLC主站和分站之间的数据传递、通过传感器等采集参数、搭建实验平台模拟现场进行实验,实现系统的单控、点控、集控等基础功能。
通过实验检验,如果57-226PLC作为主控站,它的通讯和扩展能力不能满足现场要求,不利于下一步生产线的扩建和改
造。
经过一段时间的研究实验研究,否定了之前采用的西门子226 PLC 作主站的控制思路。
考虑到系统的稳定性和安全性等要求,提出选择西门子314PLC作主站的系统方案,300系列PLC有它显著的优点,这些是200系列无法比拟的。
作为控制设备,它自身集成多种通信方式,同时可以根据需要添加扩展通信模块。
它的稳定性和抗干扰性能优越,这让它能够适应恶劣的工业生产现场环境。
综合考虑上面提到的优点和实用性,经过实验测试,最终确定以314PLC为主站带动四个216PLC分站建立起来的人造大理石生产过程控制系统是可行的,有很大的推广价值。
虽然这套方案的成本增加很多,但是换来稳定性能的提高对工业批量生产非常重要,也为后期生产线的进一步扩建和改造提供了可靠的技术支持。
综合考虑性能和成本后,最终确定选择西门子57-314PLC作主站、57-216PLC作分站的控制系统。