專利名稱：一種雙組份混膠機及該混膠機混膠的閉環控制方法
技術領域：
本發明涉及一種混膠機及混膠方法，具體講是一種用于混合出膠量任意設定，連
續混合，并可任意調節混合比例的雙組份混膠機與該混膠機混膠的閉環控制方法。
背景技術：
現有的混膠機通常為機械攪拌式混膠機，對于要求單位時間內混合數量大，配比 誤差范圍小的雙組分膠的混合，如聚氨脂膠、環氧樹脂膠，都是采用膠與固化劑單獨秤量 后， 一起倒入攪拌容器中，通過機械攪拌的方法把膠與固化劑混合均勻后備用。但是，這類 混膠機在高速攪拌雙組分膠的過程中會產生或巻入大量氣泡，操作繁瑣，且氣味揮發嚴重， 易污染環境。 在復合材料葉片的制造中，對真空灌注樹脂的制造工藝和葉片部件梁及腹板與葉 片的粘接等工藝均有嚴格的要求，所用的樹脂膠與粘接膠要求配比誤差范圍小，混合后不 允許膠液中夾雜氣泡。為此，現已有采用高壓柱塞泵打膠的靜態混合設備，但由于膠和固化 劑對注塞泵密封環的腐蝕性磨損，常常引起膠與固化劑比例的失調。
發明內容
為了解決上述現有技術中膠與固化劑易產生比例失調，且操作繁瑣，污染環境等 的缺陷，本發明的目的在于提供一種雙組份混膠機與該混膠機的閉環控制混膠方法。
為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案一種雙組份混膠機，它包括裝有膠 的膠原料桶、裝有固化劑的固化劑原料桶、與膠原料桶和固化劑原料桶并接的混膠管以及 外設的電氣控制柜；其特點為它還設置有 調節定量輸送泵2臺，分別相對于所述膠原料桶和所述固化劑原料桶設置；2臺調 節定量輸送泵的輸入端分別通過各自管道和與其相對設置的原料桶底端輸出口連接，2臺 所述調節定量輸送泵的輸出端分別通過設置有管路流量計的管道與所述混膠管輸入端連 接；每臺調節定量輸送泵的頂端均裝有調頻電機； —控制器，設置于所述電氣控制柜內；2臺所述調頻電機輸出端分別并接于所述 控制器的第1、2輸入接口上，接收所述控制器發出的調速信號；2個所述管路流量計分別與 所述控制器的數據接口連接，向所述控制器發送實際經過管路流量計的膠量或固化劑量的 實時監測信息。 上述的雙組份混膠機適用于膠黏度與固化劑黏度均低于12000厘泊(以下稱CPS) 的情況下。 若上述的膠黏度與固化劑黏度均高于12000CPS的情況下，所用的雙組份混膠機 中，在調節定量輸送泵與相對應的原料桶之間還需加設有增壓泵組； 上述的增壓泵組由壓縮裝置與螺桿泵構成；在螺桿泵的頂端裝有螺桿泵驅動電 機，其底端連接有一附屬壓盤；裝有附屬壓盤的螺桿泵一端垂直插入與其配套的原料桶內； 上述的壓縮裝置至少設有2臺，分設于其配套的原料桶周邊，并通過該壓縮裝置內設的壓縮桿與螺桿泵的上端固定連接；螺桿泵驅動電機輸出端分別與所述控制器的第3、4輸入接 口上。 上述的壓縮裝置設置2-4臺，最佳設置2-3臺；分別等角度設于所述膠原料桶周邊 和所述固化劑原料桶周邊；該壓縮裝置可以采用氣動缸，也可采用液壓缸。
本發明的控制器，其內設有PLC控制芯片；與PLC控制芯片接口連接的有數據顯示 觸摸屏、偏差報警器、膠管路流量計、固化劑管路流量計、在線數據存儲器、DC24V電源端及 控制開關；其中，數據顯示觸摸屏的輸入端與DC24V電源端連接，數據顯示觸摸屏的外接口 插接有數據存儲器；所述膠管路流量計和所述固化劑管路流量計分別與所述PLC控制芯片 的X0、X1接口連接；所述螺桿泵驅動電機M1、M3的輸入端和所述調頻電機M2、M4的輸入端 分別連接接觸器KA1、KA2的觸點，該接觸器KA1、KA2與所述PLC控制芯片的Y0、Y1接口連 接；所述螺桿泵驅動電機Ml、 M3輸出端與所述調頻電機M2、 M4輸出端并聯相接于所述PLC 控制芯片的RS485接口上；所述偏差報警器與所述PLC控制芯片的Y2接口連接；三個控制 開關SB1、SB2、SB3分別與PLC控制芯片的X4、 X5、 X6接口連接。 本發明混膠機所用的混膠管為靜態混膠管，該靜態混膠管的長度為550-650mm，直 徑為20-25mm ;在所述靜態混膠管內腔中裝有一混合攪拌用的螺旋攪拌葉。
為了實現上述目的，本發明還提供了一種用上述混膠機混膠的閉環控制方法，該 該方法取決于所用的膠黏度與所用的固化劑黏度指標，當膠黏度與所用的固化劑黏度均低 于12000CPS ;采用的設備為沒有安裝增壓泵組的混膠機，直接將2臺調節定量輸送泵通過 管路直接與相對應設置的膠原料桶和固化劑原料桶分別連接，其控制方法包括如下步驟
1)通過設置于控制器觸摸顯示屏上的操作鍵盤向控制器PLC控制芯片內輸入預 定的工藝配比參數； 2)將裝滿膠的原料桶及裝滿固化劑的原料桶分別放置于所述混膠機的特定工位 上，將調節定量輸送泵的輸入端通過管道與相對應的原料桶底端相接；啟動調節定量輸送 泵，抽出膠和固化劑分別流經相對應連接的管路流量計中，相應的管路流量計將流過的膠 體積量和流過的固化劑體積量分別以脈沖信號形式發訊給控制器，控制器將接收的管路流
量計的脈沖信號與預設的工藝配比參數進行實時對比，發現偏差，將其偏差信號反饋至所 述調頻電機，調整該調頻電機的轉速，控制相對應的調節定量輸送泵輸出的膠量及固化劑 量的速度及配比； 3)將步驟2)實時對比及偏差糾正，且符合預定工藝配比參數的膠與固化劑分別 在高壓和增速作用下同時壓入靜態混膠管中，位于該靜態混膠管中的螺旋攪拌葉在高壓注 入該管內的膠與固化劑的推動下而被動旋轉形成紊流，在紊流狀態下膠與固化劑混合均勻 后從靜態混膠管出口流出，裝入容器備用。 當所用的膠黏度與所用的固化劑黏度均高于12000CPS時；采用的混膠機內設有 增壓泵組，其控制方法包括步驟如下 1)通過設置于控制器觸摸顯示屏上的操作鍵盤向控制器PLC控制芯片內輸入預 定的工藝配比參數； 2)將裝滿膠的原料桶及裝滿固化劑的原料桶分別放置于所述混膠機的特定工位
上，手動設定相對應的增壓泵組中壓縮裝置的工作壓力，啟動壓縮裝置作回程運動；壓縮裝 置帶動增壓泵組的螺桿泵和與其底端連接的附屬壓盤向下移動，原料桶中的膠及固化劑在所述壓縮裝置的壓力作用下被擠入到螺桿泵的下端口； 3)啟動相對應的增壓泵組中的螺桿泵驅動電機，驅動螺桿泵旋轉工作，將步驟2)被擠入螺桿泵下端口的膠或固化劑通過螺桿的旋轉輸送至相對應的二級調節定量輸送泵中； 4)經步驟3)調節定量輸送泵輸出的膠或固化劑分別流入相對應的管路流量計中，相應的管路流量計將流過的膠體積量和流過的固化劑體積量分別以脈沖信號形式發訊給控制器，控制器將接收的管路流量計的脈沖信號與預設的工藝配比參數進行實時對比，發現偏差，將其偏差信號反饋至所述調頻電機，調整該調頻電機的轉速，控制相對應的二級調節定量輸送泵輸出的膠量及固化劑量的速度及配比； 5)步驟4)經實時對比及偏差糾正，且符合預定工藝配比參數的膠與固化劑分別在高壓和增速作用下同時壓入靜態混膠管中；位于該靜態混膠管中的螺旋攪拌葉在高壓注入該管內的膠與固化劑的推動下而被動旋轉形成紊流，在紊流狀態下膠與固化劑混合均勻后從靜態混膠管出口流出，裝入容器備用。 上述兩種方法中所用的管路流量計的計量輸出允許有偏差，其偏差值須低于0. 5% ;該偏差信號反饋至調頻電機之前，還設置有1個偏差報警裝置；偏差報警是指當所述調頻電機無法完成轉速調整時，即混合比例超出允許誤差時，PLC控制芯片發出報警信號，使控制器內與PLC控制芯片連接的Y2動作報警燈閃爍，蜂鳴器發聲報警，同時停機。該偏差報警的設置可以保證流出的混合膠混合比例的正確性。 上述方法步驟1)中的工藝配比參數包括膠與固化劑的混合比，單位時間內輸出的膠量及輸出的固化劑量；增壓泵組驅動電機的轉速與調節定量輸送泵調頻電機的轉速。
本發明方法中所用的靜態混合管，其長度和直徑直接影響到混膠的均勻性，本發明所用的靜態混膠管總長度為550-650mm，最佳為600mm ;管徑為20-25mm，最佳為25mm ;若需要延長攪拌距離，上述的靜態混膠管還可以按需要長度由多根上述長度的靜態混膠管組裝在一起使用。 本發明采用如上技術方案后，其有益效果如下1)本發明的混膠管采用靜態混膠管作為雙組份原料的混合器，由于在進入靜態混膠管之前，膠與固化劑在輸送管道中的流動是被一級增壓泵組和二級調節定量輸送泵不斷加壓和增速的，進入靜態混膠管中的膠與固化劑因有速度和壓力的存在，靜態混膠管中的螺旋攪拌葉被動旋轉，從而達到膠與固化劑的均勻配合；與現有技術相比，操作簡單，省去了高速攪拌易產生的弊端，且可節能降耗。2)利用兩個原料桶同時提供膠與固化劑，膠與固化劑從各自的原料桶中被一級增壓泵組吸入，通過二級調節定量輸送泵再流經管路流量計后至靜態混膠管混合后流出，全程是在密閉的管道中輸送完成，不會在混膠過程中裹入氣泡及渣滓；即保證了膠與固化劑的純凈使用，也杜絕了膠與固化劑的揮發對環境的污染，避免了人工攪拌接觸膠與固化劑對人類健康的影響。3)本發明的雙組分混膠機，適用于制備玻璃鋼復合材料葉片用合模粘接樹脂膠與固化劑的混合配制，可滿足葉片制造用合模粘接膠與灌注樹脂膠配比精度高的要求，并可滿足大批量連續自動化的工業生產需要。4)控制器內設有PLC控制芯片、偏差報警器與在線記錄存儲器。通過對系統過程的執行時序及所要求的輸出量，按預設程序完成在線記錄、混合出膠量的調整，還可實時顯示混合比例，當混合比例有偏差時會出現偏差報警并自動停機。控制器通過數據顯示觸摸屏可方便的修改調整混合比例和單次連續混膠的數
6量。本設備不僅可滿足固定混合比例膠的生產，而且當混合比例需要調整時，只需通過數據
顯示觸摸屏修改調整膠與固化劑的配比數字，便可滿足生產需要；正常情況下，只要輸入一個需要混膠的數量，本混膠機將一直連續不斷地混膠并直至完成設定數量的混膠后自動停機。5)將混膠機設置為閉環控制系統，可以有效保證混膠精度的準確性，混膠機的計量輸出誤差不超過O. 5% ;用管路流量計發訊反饋控制信號、控制器PLC控制芯片根據反饋的控制信號進一步調整二級調節定量輸送泵的轉速，控制其出膠或出固化劑的輸出量，有效降低了混膠比例中易出現的波動范圍。6)利用本發明的方法還可以開發出多組份混膠機，按照混合料的種類設置各組份單獨設置的原料桶、與原料桶配套的一級增壓泵組、二級調節定量輸送泵以及控制原料輸送的流量計等裝置，然后將多種原料通過各自流量計的輸出管路與混膠管連接，采用靜態混膠方式進行混膠。其適應范圍廣，益于該產品升級和推廣應用。
圖1為本發明實例1的雙組份混膠機結構示意圖
圖2為本發明實例2的雙組份混膠機結構示意圖
圖3為實例2控制器內設結構及接口連接設置示意圖
圖4為控制器的電氣原理圖
圖5為控制器工作流程圖
具體實施例方式
以下通過結合具體實施例及附圖對本發明技術方案作進一步詳細說明。
實施例1 : 如圖1所示，本發明的混膠機，設置有裝膠的膠原料桶17，裝固化劑的固化劑原料桶18 ; 與膠原料桶17底部輸出口通過一連接管路與調節定量輸送泵3輸入端連接；在調節定量輸送泵3的頂端裝有調頻電機10 ;調節定量輸送泵3的輸出端與膠管路流量計5輸入端連接，管路流量計5的輸出端通過與其連接的管道與靜態混膠管8的第一輸入端口連接。 在固化劑原料桶18底部輸出口通過一連接管路與調節定量輸送泵4輸入端連接；在調節定量輸送泵4的頂端裝有調頻電機9 ;調節定量輸送泵4的輸出端與膠管路流量計6輸入端連接，管路流量計6的輸出端通過與其連接的管道與靜態混膠管8的第二輸入端口連接。 所用的靜態混膠管8的長度為550-650mm，直徑為20_25mm ;靜態混膠管8內腔中設置有一螺旋攪拌軸；為了提高靜態混膠管的使用耐久性，螺旋攪拌軸采用不銹鋼材質制備。 —控制器，設置于該混膠機附近的電氣控制柜內(圖中未示)；2臺調頻電機10、9的輸入端分別與控制器的第1、2輸出接口插接，2個管路流量計5、6的輸出端分別與控制器的數據接口連接，管路流量計5、6分別向控制器發送實際經過管路流量計的膠量或固化劑量的實時監測信息；接收控制器發出的調速信號，控制并調整調頻電機10、9的轉速，控制調節定量輸送泵3、4輸送膠量或輸送固化劑量的多少。
該實例中所用的混膠機適用于膠黏度和固化劑黏度均低于12000CPS的條件下；該混膠機混膠的閉環控制方法包括如下步驟 1)通過設置于控制器觸摸顯示屏上的操作鍵盤向控制器PLC控制芯片內輸入預定的工藝配比參數；包括膠與固化劑的混合比，單位時間內輸出的膠量及輸出的固化劑量；調節定量輸送泵調頻電機的轉速； 2)將裝滿膠的原料桶及裝滿固化劑的原料桶分別放置于所述混膠機的特定工位上，將調節定量輸送泵10、9的輸入端通過管道與相對應的原料桶底端相接；啟動調節定量輸送泵3、4，抽出膠和固化劑分別流經相對應連接的管路流量計5、6中，相應的管路流量計5、6將流過的膠體積量和流過的固化劑體積量分別以脈沖信號形式發訊給控制器，控制器將接收的管路流量計的脈沖信號與預設的工藝配比參數進行實時對比，發現偏差，將其偏差信號反饋至所述調頻電機10、9，調整該調頻電機10、9的轉速，控制相對應的調節定量輸送泵3、4輸出的膠量及固化劑量的速度及配比； 3)將步驟2)實時對比及偏差糾正、且符合預定工藝配比參數的膠與固化劑分別在高壓和增速作用下同時壓入靜態混膠管8中，位于該靜態混膠管8中的螺旋攪拌葉在高壓注入該管內的膠與固化劑的推動下被動旋轉形成紊流，在紊流狀態下膠與固化劑混合均勻后從靜態混膠管出口流出，裝入容器備用。 其中，所用的管路流量計5、6的計量輸出允許有偏差，其偏差須低于0. 5% ;該偏差信號反饋至調頻電機10、9之前，還設置有偏差報警裝置(圖中未示)；偏差報警的作用是當調頻電機10、9無法完成轉速調整時，即混合比例超出允許誤差時，PLC控制芯片發出報警信號，使控制器內與PLC控制芯片連接的Y2動作報警燈閃爍，蜂鳴器發聲報警，同時停機。該偏差報警的設置可以保證流出的混合膠混合比例的正確性。 上述步驟2)中所用的環氧樹脂膠選用德國瀚森化工生產的型號為MGSBPR135G3
的環氧樹脂；所用的固化劑為德國瀚森化工生產的型號為MGSBrai37G的固化劑。 上述步驟3)中所用的靜態混合管8，其長度和直徑直接影響到混膠的均勻性，
本發明所用的靜態混膠管8總長度為550-650mm，最佳為600mm ;管徑為20-25mm，最佳為
25mm;若需要延長攪拌距離，上述的靜態混膠管還可以按需要長度由多根上述長度的靜態
混膠管8組裝在一起使用。 實施例2 : 如圖2所示當所用的膠黏度與所用的固化劑黏度均高于12000CPS時；上述混膠機的膠原料桶17與調節定量輸送泵3之間以及固化劑原料桶18與調節定量輸送泵4之間分別配設有增壓泵組。 增壓泵組由壓縮裝置、螺桿泵與螺桿泵驅動電機構成。其中，與膠原料桶17配套設置的螺桿泵驅動電機11位于螺桿泵的頂端，該螺桿泵的底端分別連接有附屬壓盤；裝有附屬壓盤的螺桿泵一端垂直插入膠原料桶17內，壓縮裝置1為氣動缸或液壓缸；通常設置有2臺，還可以根據需要設置2-4臺，等角度分布于膠原料桶17的周邊；每臺壓縮裝置1中的壓縮桿外端均與螺桿泵的上端固定連接；螺桿泵的出口端通過管路與調節定量輸送泵3的輸入端連接；其后，調節定量輸送泵3、調頻電機10、管路流量計5與靜態混膠管8的連接方式與實例l相同。 同理，與固化劑原料桶18配套設 的螺桿泵驅動電機12位于螺桿泵的頂端，該螺桿泵的底端分別連接有附屬壓盤；裝有附屬壓盤的螺桿泵一端垂直插入固化劑原料桶18內，壓縮裝置2可以與壓縮裝置1的臺數對應設置，也可以不對應設置，同樣等角度分布于固化劑原料桶18的周邊；每臺壓縮裝置2中的壓縮桿外端均與螺桿泵的上端固定連接；螺桿泵的出口端通過管路與調節定量輸送泵4的輸入端連接；其后，調節定量輸送泵4、調頻電機9、管路流量計6與靜態混膠管8的連接方式與實例1相同。 如圖2、圖3、圖4所示，利用上述混膠機混膠的閉環控制方法，包括步驟如下
1)通過設置于控制器觸摸顯示屏上的操作鍵盤向控制器PLC控制芯片內輸入預定的工藝配比參數；包括膠與固化劑的混合比設為2 : l，單位時間內輸出的膠量及輸出的固化劑量；螺桿泵驅動電機11、12的轉速與調節定量輸送泵調頻電機10、9的轉速；
2)將裝滿膠的原料桶及裝滿固化劑的原料桶分別放置于所述混膠機的特定工位上，手動設定相對應的增壓泵組中壓縮裝置1、2的工作壓力，啟動壓縮裝置1、2作回程運動；壓縮裝置1、2帶動增壓泵組的螺桿泵和與其底端連接的附屬壓盤向下移動，原料桶中的膠及固化劑在所述壓縮裝置1、2的壓力作用下被擠入到螺桿泵的下端口 ；
3)啟動相對應的增壓泵組中的螺桿泵驅動電機11、12，驅動螺桿泵旋轉工作，將步驟2)被擠入螺桿泵下端口的膠或固化劑通過螺桿的旋轉分別輸送至相對應的二級調節定量輸送泵3、4中； 4)經步驟3)調節定量輸送泵3、4輸出的膠或固化劑分別流入相對應的管路流量計5、6中，相應的管路流量計5、6將流過的膠體積量和流過的固化劑體積量分別以脈沖信號形式發訊給控制器(圖中未示)，控制器將接收的管路流量計5、6的脈沖信號與預設的工藝配比參數進行實時對比，發現偏差，將其偏差信號反饋至相對應的調頻電機10、9，調整該調頻電機10、9的轉速，控制相對應的二級調節定量輸送泵3、4輸出的膠量及固化劑量的速度及配比；當調頻電機10、9無法完成轉速調整時，PLC控制芯片發出偏差報警信號，使Y2動作報警燈閃爍，蜂鳴器發聲報警，同時停機。偏差報警的設置，可以有效地保證流出的混合膠混合比例的正確性。 所用的管路流量計，其計量輸出允許的偏差應小于0. 5%。 5)步驟4)經實時對比及偏差糾正、符合預定工藝配比參數的膠與固化劑分別在高壓和增速作用下同時壓入靜態混膠管8中，位于該靜態混膠管8中的螺旋攪拌葉被動旋轉，在靜態混膠管8中流動的膠與固化劑在螺旋攪拌葉被動旋轉的作用下形成紊流，使膠與固化劑在混膠管中邊流動邊混合，直至混合均勻后由靜態混膠管出膠口流出，裝入容器備用。 在正常工作狀態下，調頻電機10、9接收PLC控制芯片發出的電信號，按設定的速度旋轉，驅動二級調節定量輸送泵3、4輸出膠和固化劑；膠和固化劑分別流經膠管路流量計5與固化劑管路流量計6，分別被高壓壓入靜態混膠管8中進行攪拌；膠管路流量計5和固化劑管路流量計6分別通過XO、 XI接口與PLC控制芯片連接，輸送膠的管路流量計5與輸送固化劑的管路流量計6在由二級調節定量輸送泵3、4送來的膠及固化劑的推動下，自動旋轉并通過內設的傳感器發出電信號，管路流量計5、6的電信號與膠和固化劑流過管路流量計5、6的體積量形成一一對應關系，即體積的計量數據轉變為電信號控制數據，該電信號直接通過電線輸入PLC控制芯片，經過與預先輸入的工藝參數比較，發現目標配比量與實際流過管路流量計的體積量出現偏差，PLC控制芯片將按設計程序要求自動發出電信
9號給調節定量輸送泵3、4的調頻電機10、9，調整調節定量輸送泵3、4的輸出轉速，從而實現調節定量輸送泵3、4在單位時間內輸出體積量的改變，使調節定量輸送泵3、4單位時間內的實際出膠或固化劑的體積量與設計輸入要求的出膠或固化劑的體積量相等。
上述方法中所用的管路流量計5、6的計量輸出允許有偏差，其偏差須低于0. 5% ;該偏差信號反饋至調頻電機之前，還設置有1個偏差報警裝置；偏差報警是指當所述調頻電機10、9無法完成轉速調整時，即混合比例超出允許誤差時，PLC控制芯片發出報警信號，使控制器內與PLC控制芯片連接的Y2動作報警燈閃爍，蜂鳴器發聲報警，同時停機。該偏差報警的設置可以保證流出的混合膠混合比例的正確性。 上述方法中所用的靜態混合管8，其長度和直徑直接影響到混膠的均勻性，本發明所用的靜態混膠管8總長度為550-650mm，最佳為600mm ;管徑為20-25mm，最佳為25mm ;若需要延長攪拌距離，上述的靜態混膠管8還可以按需要長度由多根上述長度的靜態混膠管組裝在一起使用。 上述步驟2)所用的環氧樹脂膠選用德國瀚森化工生產的型號為RM135的環氧樹脂；所用的固化劑為美國亨司曼公司生產的型號為RM137的固化劑。 如圖3、圖4所示，本發明的混膠機一側裝有一內設有電源及開關裝置的電氣控制柜(圖中未示)，控制器7裝設于該電氣控制柜內。 控制器7內設有PLC控制芯片、數據顯示觸摸屏15、偏差報警器16、在線記錄數據存儲器14、電源及控制開關；其中，PLC控制芯片為控制器7的核心部件；存儲器14可采用移動硬盤存儲器或用U盤存儲器，與數據顯示觸摸屏15的USB2. 0接口插接，用于在線記錄存儲膠與固化劑混合配比數據；該數據顯示觸摸屏15上帶有觸摸鍵盤；在數據顯示觸摸屏15的輸入端與DC24V電源連接，其輸出端通過RS232接口與PLC控制芯片連接；PLC控制芯片選用美國進口的型號為TwidoTWDLCAE40DRF芯片，與PLC控制芯片的數據輸出接口 Y2連接有在線配比偏差報警器16，該偏差報警器16選用美國進口的，型號為LEL-FBW的偏差報警器；一級增壓泵組的螺桿泵驅動電機11、12，二級調節定量輸送泵的調頻電機10、9與變頻器Al、A2、B1 、B2分別串接后并接于電纜上，該電纜通過RS485接口與PLC控制芯片連接。
膠管路流量計5和固化劑管路流量計6分別與PLC控制芯片的XO、 XI接口連接；螺桿泵驅動電機11、 12通過M1、M3的輸入端和調頻電機10、9通過M2、M4的輸入端分別連接接觸器KA1 、KA2的觸點，該接觸器KA1 、KA2與PLC控制芯片的YO、Yl接口連接；螺桿泵驅動電機11、12通過M1、M3輸出端與調頻電機10、9通過M2、M4輸出端并聯相接于PLC控制芯片的RS485接口上；偏差報警器與PLC控制芯片的Y2接口連接；三個控制開關SB1、SB2、SB3分別與PLC控制芯片的X4、 X5、 X6接口連接。
U、V、W為三相電源，N為零線。 當按下啟動按鈕時，KA1， KA2線圈有電，相應的常開觸點KA1， KA2閉合時，與之相連的電機啟動；其中，A電機代表與膠原料桶連接的螺桿泵驅動電機11與調頻電機10，即M1，M2 ;B電機代表與固化劑原料桶連接的螺桿泵驅動電機12與調頻電機9，即M3，M4 ;FU1 :是熔斷器及常說的保險；急停按鈕的作用是從硬件上對系統加以保護，當出現事故、故障時按下急停按鈕即可切斷所有控制線路，保護設備使用安全。
本發明的工作原理如下 當所用膠的黏度與所用固化劑的黏度均高于12000CPS時，采用加設有增壓泵組的混膠機。 參照圖2、圖3、圖4 ;將裝滿膠及固化劑的原料桶17、18分別放置于混膠機的固定 工位，手動設定壓縮裝置1、2的工作壓力，壓縮裝置1、2均分別選用2臺氣動缸，啟動氣動 缸作回程運動，氣動缸的壓縮桿帶動螺桿泵及附屬壓盤，原料桶17、18中的膠及固化劑隨 壓盤下行被擠出到螺桿泵入口 ；螺桿泵驅動電機11、12驅動螺桿旋轉工作，把被擠入螺桿 泵入口的膠和固化劑分別通過各自的螺桿旋轉輸送入二級調節定量輸送泵3、4 ;進入定量 輸送泵3、4的膠和固化劑分別經過各自輸出端的管路流量計5、6分別以高壓壓入至靜態混 膠管8中進行靜態混膠。 當螺桿泵下壓到原料桶的桶底時，原料使完，將空桶取出，再換上裝滿原料的膠原 料桶17和固化劑原料桶18，重新啟動螺旋泵驅動電機，驅動螺旋泵輸出膠或固化劑原料。 其中，本實例所用的膠選用瀚森化工生產的型號為MGSBPR135G3環氧樹脂膠；所用的固化 劑為瀚森化工生產的型號為MGSBrai37G固化劑。 在混膠機旁設置的電氣控制柜中裝有控制器7。該控制器7內裝有PLC控制芯 片，該PLC控制芯片選用美國進口的TwidoTWDLCAE40DRF芯片、偏差報警器選用美國進口 的LEL-FBW偏差報警器，存儲器用U盤，通過對系統過程的執行時序及所要求的數據輸出， 通過程序設計實現傳統PLC的計算、控制、存儲以及編程等功能，通過I/O模塊以及現場總 線等物理設備完成現場數據的采集以及信號的輸出，按程序設計完成在線記錄、偏差報警、 混合比例可通過觸摸顯示屏的界面修改調整、單次連續混膠的數量修改調整等功能。PLC 控制芯片通過數據輸入端口與本實例所用的帶鍵盤的數據顯示觸摸屏連接；流量計選用 KEM的SRZ40型流量計，計量膠的管路流量計與計量固化劑的管路流量計分別通過4m2的 電纜線與PLC控制芯片的數據接口 XI、 X2連接；所用的膠輸送泵調頻電機IO選用型號為 YVF2-90S-4的調頻電機，其額定電壓為380V，額定功率為1. 1KW，額定轉矩7. 0Nm，恒轉矩 頻率范圍5-50HZ，恒功率頻率范圍50-100HZ ;所用的固化劑輸送泵調頻電機9選用型號為 YVF2-80M2-4的調頻電機，其額定電壓為380V，額定功率為0. 75KW，額定轉矩4. 8Nm，恒轉矩 頻率范圍5-50HZ，恒功率頻率范圍50-100HZ，通過各自電纜與控制器的接口連接；所用的 膠螺桿泵驅動電機ll，其功率為2. 2KW，額定電壓380V ;所用的固化劑螺桿泵驅動電機12， 其功率為1.5KW，額定電壓380V ;通過各自電纜與控制器7的輸入接口連接。
控制器7的具體操作為 1.設備啟動，按下打膠按鈕即SB1，PLC讀取該信號，發出指令，使KA1、KA2動作從
而使得電機Ml、 M2、 M3、 M4同時運轉，使得膠形成壓力送至靜態混合器完成出膠。 2.比例反饋，膠流過KEM的SRZ40型流量計時發出脈沖，脈沖數與流量成線性關
系，PLC控制芯片通過內置的高速脈沖讀取器讀取脈沖數，并進行分析比較兩種膠的體積配
比，與PLC控制芯片內設的工藝配比參數進行對比，程序自動調整調頻電機10、9的頻率，從
而實現膠與固化劑的混合配比的精確控制。 其中，PLC控制芯片選用美國進口的TwidoTWDLCAE40DRF芯片。
3.偏差報警，通過調整膠組分的調頻電機10與固化劑組分的調頻電機9的轉速調 整輸出量配比，當無法完成調整時，PLC控制芯片發出報警信號，使Y2動作報警燈閃爍，蜂 鳴器發聲報警。同時停機。 4.比例設定，通過數據顯示觸摸屏15設定配比及配比允許的誤差范圍后，通過
11RS232通訊接口將此數據傳送到PLC存儲器14，用于配比反饋報警。 5.出膠量設定，通過數據顯示觸摸屏15設定后，開機工作，控制器通過流量計監 測出膠量數據，并與設定出膠量實時對比，當實際監測出膠量與設定出膠量數據相等時，自 動停止工作。 6.自動停機，按下按鈕SB2，電機M1、M2、M3、M44臺電機停止運轉。 7.沖槍，按下SB3，沖槍動作，PLC發出指令KA1動作，從而使M1、M3電機運轉；沖
出混合器內混合膠。 如圖5所示，控制器的工作流程為在控制器的主機處理芯片內安裝通過PLC軟件 編輯的操作程序，通過數據顯示觸摸屏上的操作鍵向控制器主機內輸入預先確定的混膠工 藝配比參數； 步驟一開始，接通電源； 步驟二 設定膠量與固化劑量混合比XO為2 : 1，總出膠量Y0為50Kg; 步驟三通過膠管路流量計流過的膠量和通過固化劑管路流量計流過的固化劑量
的實際混合比X ;實際出膠量Y信號通過相應的管路流量計顯示； 步驟四當實際混合比X與設定混合比XO相同、實際出膠量Y與設定總出膠量YO 相同時，膠與固化劑混合符合要求，完成混膠工藝；流程結束。 當X # XO時，將產生的偏差通過PLC控制芯片反饋回二次調節定量輸送泵的調頻 電機10、9中，調整調頻電機的轉速，控制膠與固化劑的混合比； 步驟五當實際混合比X小于設定混合比XO時，調大調頻電機10、9的電機轉速； 返回步驟二，重復步驟三； 當實際混合比X大于設定混合比XO時，調小調頻電機10、9的電機轉速；返回步驟 二，重復步驟三； 將調整后的調頻電機輸出的實際混合比X與實際出膠量Y與設定混合比XO與設 定出膠量YO通過控制器7上的數據顯示觸摸屏鍵盤輸入一次混合出膠量，按下SB1啟動按 鈕，混膠機即開始工作，并按程序中設定的比例要求輸出混合膠；管路流量計5、6在計量輸 出體積量時發出的脈沖信號，管路流量計5、6每轉一圈輸出固定的體積量，同時也發出脈 沖當量為0. 216p/cc的脈沖信號，O. 216p/cc是指每流出1立方厘米的膠量就有0. 216個 脈沖數。該脈沖信號數通過電纜XO、 XI傳入控制器的PLC控制芯片內，形成體積數與脈沖 數的一一對應關系；當膠與固化劑混合比例出現偏差時，控制器會發出信號，調節調頻電機 10、9轉速，使定量輸送泵調頻電機10、9按程序要求轉速旋轉打膠，以滿足設計配比要求； 混膠比例的誤差允許范圍為±0.5%。 同時，與控制器RS485接口連接的定量輸送泵調頻電機10、9在旋轉時發出頻率數 字信號，并通過電纜傳入控制器內PLC控制芯片中，經內設的編碼器編譯后與管路流量計 5、6傳入的脈沖信號對比，將數據偏差再輸出給定量輸送泵調頻電機10、9，調整其轉速與 輸入量； 啟動靜態混膠管混膠；膠與固化劑通過其各自的輸出端口按上述步驟設定的配比 關系輸出后直接輸入靜態混膠管，靜態混膠管中的螺旋攪拌軸在接收輸入大高壓流體后， 自動旋轉攪拌，使膠與固化計混合均勻后從出膠口流出，裝入容器內以備制造產品時使用。
當所用膠的黏度與所用固化劑的黏度均低于12000CPS時，直接采用兩個調節定量輸送泵分別輸送膠與固化劑，調節定量輸送泵的入口端直接與原料桶底部設置的出口端 相接。所用膠選用美國亨斯曼公司生產的型號為RM135環氧樹脂；所用的固化劑選用美國 亨斯曼生產的型號R頂137固化劑。 采用本發明的混膠機以及上述混膠方法，不僅可滿足固定混合比例膠的生產，而 且當混合比例需要調整時，只需通過界面觸摸顯示屏修改調整膠與固化劑的配比數字，即 可滿足生產需要；繼續使用本設備，并且只要輸入一個需要混膠的數量，本混膠機將一直連 續不斷地混膠并直至完成設定數量的混膠后自動停機。
1權利要求
一種雙組份混膠機，它包括裝有膠的膠原料桶、裝有固化劑的固化劑原料桶、與膠原料桶和固化劑原料桶并接的混膠管以及外設的電氣控制柜；其特征在于它還設置有調節定量輸送泵2臺，分別相對于所述膠原料桶和所述固化劑原料桶設置；2臺調節定量輸送泵的輸入端分別通過各自管道和與其相對設置的原料桶底端輸出口連接，2臺所述調節定量輸送泵的輸出端分別通過設置有管路流量計的管道與所述混膠管輸入端連接；每臺調節定量輸送泵的頂端均裝有調頻電機；一控制器，設置于所述電氣控制柜內；2臺所述調頻電機輸出端分別并接于所述控制器的第一輸入接口上，接收所述控制器發出的調速信號；2個所述管路流量計分別與所述控制器的數據接口連接，向所述控制器發送實際經過管路流量計的膠量或固化劑量的實時監測信息。
2. 如權利要求1所述的雙組份混膠機，其特征在于所述控制器內設有PLC控制芯片； 與PLC控制芯片接口連接的有數據顯示觸摸屏、偏差報警器、膠管路流量計、固化劑管路流 量計、在線數據存儲器、DC24V電源端及控制開關；其中，數據顯示觸摸屏的輸入端與DC24V 電源端連接，數據顯示觸摸屏的外接口插接有數據存儲器；所述膠管路流量計和所述固化 劑管路流量計分別與所述PLC控制芯片的X0、X1接口連接；所述調頻電機M2、M4的輸入端 分別連接接觸器KA1、KA2的觸點，該接觸器KA1、KA2與所述PLC控制芯片的Y0、Y1接口連 接；所述調頻電機M2、 M4輸出端并聯相接于所述PLC控制芯片的RS485接口上；所述偏差 報警器與所述PLC控制芯片的Y2接口連接；三個控制開關SB1、 SB2、 SB3分別與PLC控制 芯片的X4、X5、X6接口連接。
3. 如權利要求1所述的雙組份混膠機，其特征在于相對于所述調節定量泵與所述相 對應的原料桶之間還加設有增壓泵組；所述增壓泵組包括有壓縮裝置與螺桿泵；在螺桿泵頂端裝有螺桿泵驅動電機，其底端 連接有一附屬壓盤；裝有附屬壓盤的螺桿泵一端垂直插入與其配套的原料桶內；所述壓縮 裝置至少設有2臺，分設于其配套的原料桶周邊，并通過該壓縮裝置內設的壓縮桿與所述 螺桿泵上端連接；所述螺桿泵驅動電機輸出端分別并接于所述控制器的第二輸入接口上。
4. 如權利要求3所述的雙組份混膠機，其特征在于所述壓縮裝置設置2-4臺，分別等 角度設于所述膠原料桶周邊和所述固化劑原料桶周邊；所述壓縮裝置為氣動缸或液壓缸中 任一種。
5. 如權利要求4所述的雙組份混膠機，其特征在于所述控制器內設有PLC控制芯片； 與PLC控制芯片接口連接的有數據顯示觸摸屏、偏差報警器、膠管路流量計、固化劑管路流 量計、在線數據存儲器、DC24V電源端及控制開關；其中，數據顯示觸摸屏的輸入端與DC24V 電源端連接，數據顯示觸摸屏的外接口插接有數據存儲器；所述膠管路流量計和所述固化 劑管路流量計分別與所述PLC控制芯片的X0、X1接口連接；所述螺桿泵驅動電機M1、M3的 輸入端和所述調頻電機M2、 M4的輸入端分別連接接觸器KA1、 KA2的觸點，該接觸器KA1、 KA2與所述PLC控制芯片的Y0、 Yl接口連接；所述螺桿泵驅動電機Ml、 M3輸出端與所述調 頻電機M2、M4輸出端并聯相接于所述PLC控制芯片的RS485接口上；所述偏差報警器與所 述PLC控制芯片的Y2接口連接；三個控制開關SB1、 SB2、 SB3分別與PLC控制芯片的X4、 X5、X6接口連接。
6. 如權利要求1-5任一項所述的雙組份混膠機，其特征在于所述混膠管為靜態混膠管，該靜態混膠管的長度為550-650mm，直徑為20_25mm ;在所述靜態混膠管內腔中裝有一 混合攪拌用的螺旋攪拌葉。
7. —種權利要求1所述混膠機混膠的閉環控制方法，其特征在于包括如下步驟1) 通過設置于控制器觸摸顯示屏上的操作鍵盤向控制器PLC控制芯片內輸入預定的 工藝配比參數；2) 將裝滿膠的原料桶及裝滿固化劑的原料桶分別放置于所述混膠機的特定工位上，將 調節定量輸送泵的輸入端通過管道與相對應的原料桶底端相接；啟動調節定量輸送泵，抽 出膠和固化劑分別流經相對應的管路流量計中，相應的管路流量計將流過的膠體積量和流 過的固化劑體積量分別以脈沖信號形式發訊給控制器，控制器將接收的管路流量計的脈沖 信號與預設的工藝配比參數進行實時對比，發現偏差，將其偏差信號反饋至所述調頻電機， 調整該調頻電機的轉速，控制相對應的調節定量輸送泵輸出的膠量及固化劑量的速度及配 比；3) 將步驟2)實時對比及偏差糾正，且符合預定工藝配比參數的膠與固化劑分別在高 壓和增速作用下同時壓入靜態混膠管中，位于該靜態混膠管中的螺旋攪拌葉在高壓注入該 管內的膠與固化劑的推動下被動旋轉形成紊流，在紊流狀態下膠與固化劑混合均勻后從靜 態混膠管出口流出，裝入容器備用。
8. 根據權利要求7所述的閉環控制方法，其特征在于步驟2)所述的膠黏度與所述的 固化劑黏度均低于12000厘泊；所述管路流量計的計量輸出允許的偏差 值低于0. 5%。
9. 一種權利要求3所述混膠機混膠的閉環控制方法，其特征在于包括如下步驟1) 通過設置于控制器觸摸顯示屏上的操作鍵盤向控制器PLC控制芯片內輸入預定的 工藝配比參數；2) 將裝滿膠的原料桶及裝滿固化劑的原料桶分別放置于所述混膠機的特定工位上，手 動設定相對應的增壓泵組中壓縮裝置的工作壓力，啟動壓縮裝置作回程運動；壓縮裝置帶 動增壓泵組的螺桿泵和與其底端連接的附屬壓盤向下移動，原料桶中的膠及固化劑在所述 壓縮裝置的壓力作用下被擠入到螺桿泵的下端口；3) 啟動相對應的增壓泵組中的螺桿泵驅動電機，驅動螺桿泵旋轉工作，將步驟2)被擠 入螺桿泵下端口的膠或固化劑通過螺桿的旋轉輸送至相對應的二級調節定量輸送泵中；4) 經步驟3)調節定量輸送泵輸出的膠或固化劑分別流入相對應的管路流量計中，相 應的管路流量計將流過的膠體積量和流過的固化劑體積量分別以脈沖信號形式發訊給控 制器，控制器將接收的管路流量計的脈沖信號與預設的工藝配比參數進行實時對比，發現 偏差，將其偏差信號反饋至所述調頻電機，調整該調頻電機的轉速，控制相對應的二級調節 定量輸送泵輸出的膠量及固化劑量的速度及配比；5) 步驟4)經實時對比及偏差糾正，且符合預定工藝配比參數的膠與固化劑分別在高 壓和增速作用下同時壓入靜態混膠管中；位于該靜態混膠管中的螺旋攪拌葉在高壓注入該 管內的膠與固化劑的推動下而被動旋轉形成紊流，在紊流狀態下膠與固化劑混合均勻后從 靜態混膠管出口流出，裝入容器備用。
10. 根據權利要求9所述的閉環控制方法，其特征在于步驟2)所述的膠黏度與所述 的固化劑黏度均高于12000厘泊；步驟4)所述管路流量計的計量輸出允許的偏差值低于 0. 5%。
全文摘要
本發明涉及一種雙組份混膠機與該混膠機混膠的閉環控制方法，該混膠機包括裝膠的原料桶、裝固化劑的原料桶、電氣控制柜與混膠管；其特點為還設置有一級增壓泵組2套，分別與膠原料桶與所述固化劑原料桶配套連接；二級調節定量輸送泵2臺；用于監視該輸送泵的流量計，并發訊給控制器；控制器，用于采集流量計發來的信號，并發訊給二級泵調頻電機，反饋控制二級泵轉速，最終經混膠管靜態進行混膠。其結構簡單，便于操作；該混膠機通過管道全封閉運行，無環境污染；采用控制器接收流量計發訊并反饋控制輸送泵與螺桿泵的轉速，使其膠與固化劑的混合比誤差范圍小于±0.5％，實現精確控制比例的混膠要求；可保證膠與固化劑的純凈使用；益于推廣應用。
文檔編號B29B7/72GK101693175SQ20091009267
公開日2010年4月14日 申請日期2009年9月22日 優先權日2009年9月22日
發明者孫永峰, 尹秀云, 王欣, 王秀勝, 王順喜, 趙俊山, 黃再滿 申請人:中材科技風電葉片股份有限公司;中材科技(酒泉)風電葉片有限公司;