CN101693175B - 一种双组份混胶机及该混胶机混胶的闭环控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双组份混胶机与该混胶机混胶的闭环控制方法，该混胶机包括装胶的原料桶、装固化剂的原料桶、电气控制柜与混胶管；其特点为：还设置有一级增压泵组2套，分别与胶原料桶与所述固化剂原料桶配套连接；二级调节定量输送泵2台；用于监视该输送泵的流量计，并发讯给控制器；控制器，用于采集流量计发来的信号，并发讯给二级泵调频电机，反馈控制二级泵转速，最终经混胶管静态进行混胶。其结构简单，便于操作；该混胶机通过管道全封闭运行，无环境污染；采用控制器接收流量计发讯并反馈控制输送泵与螺杆泵的转速，使其胶与固化剂的混合比误差范围小于±0.5％，实现精确控制比例的混胶要求；可保证胶与固化剂的纯净使用；益于推广应用。

Description

一种双组份混胶机及该混胶机混胶的闭环控制方法

技术领域

本发明涉及一种混胶机及混胶方法，具体讲是一种用于混合出胶量任意设定，连续混合，并可任意调节混合比例的双组份混胶机与该混胶机混胶的闭环控制方法。

背景技术

现有的混胶机通常为机械搅拌式混胶机，对于要求单位时间内混合数量大，配比误差范围小的双组分胶的混合，如聚氨脂胶、环氧树脂胶，都是采用胶与固化剂单独秤量后，一起倒入搅拌容器中，通过机械搅拌的方法把胶与固化剂混合均匀后备用。但是，这类混胶机在高速搅拌双组分胶的过程中会产生或卷入大量气泡，操作繁琐，且气味挥发严重，易污染环境。

在复合材料叶片的制造中，对真空灌注树脂的制造工艺和叶片部件梁及腹板与叶片的粘接等工艺均有严格的要求，所用的树脂胶与粘接胶要求配比误差范围小，混合后不允许胶液中夹杂气泡。为此，现已有采用高压柱塞泵打胶的静态混合设备，但由于胶和固化剂对注塞泵密封环的腐蚀性磨损，常常引起胶与固化剂比例的失调。

发明内容

为了解决上述现有技术中胶与固化剂易产生比例失调，且操作繁琐，污染环境等的缺陷，本发明的目的在于提供一种双组份混胶机与该混胶机的闭环控制混胶方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种双组份混胶机，它包括装有胶的胶原料桶、装有固化剂的固化剂原料桶、与胶原料桶和固化剂原料桶并接的混胶管以及外设的电气控制柜；其特点为：它还设置有：

调节定量输送泵2台，分别相对于所述胶原料桶和所述固化剂原料桶设置；2台调节定量输送泵的输入端分别通过各自管道和与其相对设置的原料桶底端输出口连接，2台所述调节定量输送泵的输出端分别通过设置有管路流量计的管道与所述混胶管输入端连接；每台调节定量输送泵的顶端均装有调频电机；

一控制器，设置于所述电气控制柜内；2台所述调频电机输出端分别并接于所述控制器的第1、2输入接口上，接收所述控制器发出的调速信号；2个所述管路流量计分别与所述控制器的数据接口连接，向所述控制器发送实际经过管路流量计的胶量或固化剂量的实时监测信息。

上述的双组份混胶机适用于胶黏度与固化剂黏度均低于12000厘泊(以下称CPS)的情况下。

若上述的胶黏度与固化剂黏度均高于12000CPS的情况下，所用的双组份混胶机中，在调节定量输送泵与相对应的原料桶之间还需加设有增压泵组；

上述的增压泵组由压缩装置与螺杆泵构成；在螺杆泵的顶端装有螺杆泵驱动电机，其底端连接有一附属压盘；装有附属压盘的螺杆泵一端垂直***与其配套的原料桶内；上述的压缩装置至少设有2台，分设于其配套的原料桶周边，并通过该压缩装置内设的压缩杆与螺杆泵的上端固定连接；螺杆泵驱动电机输出端分别与所述控制器的第3、4输入接口上。

上述的压缩装置设置2-4台，最佳设置2-3台；分别等角度设于所述胶原料桶周边和所述固化剂原料桶周边；该压缩装置可以采用气动缸，也可采用液压缸。

本发明的控制器，其内设有PLC控制芯片；与PLC控制芯片接口连接的有数据显示触摸屏、偏差报警器、胶管路流量计、固化剂管路流量计、在线数据存储器、DC24V电源端及控制开关；其中，数据显示触摸屏的输入端与DC24V电源端连接，数据显示触摸屏的外接口插接有数据存储器；所述胶管路流量计和所述固化剂管路流量计分别与所述PLC控制芯片的X0、X1接口连接；所述螺杆泵驱动电机M1、M3的输入端和所述调频电机M2、M4的输入端分别连接接触器KA1、KA2的触点，该接触器KA1、KA2与所述PLC控制芯片的Y0、Y1接口连接；所述螺杆泵驱动电机M1、M3输出端与所述调频电机M2、M4输出端并联相接于所述PLC控制芯片的RS485接口上；所述偏差报警器与所述PLC控制芯片的Y2接口连接；三个控制开关SB1、SB2、SB3分别与PLC控制芯片的X4、X5、X6接口连接。

本发明混胶机所用的混胶管为静态混胶管，该静态混胶管的长度为550-650mm，直径为20-25mm；在所述静态混胶管内腔中装有一混合搅拌用的螺旋搅拌叶。

为了实现上述目的，本发明还提供了一种用上述混胶机混胶的闭环控制方法，该该方法取决于所用的胶黏度与所用的固化剂黏度指标，当胶黏度与所用的固化剂黏度均低于12000CPS；采用的设备为没有安装增压泵组的混胶机，直接将2台调节定量输送泵通过管路直接与相对应设置的胶原料桶和固化剂原料桶分别连接，其控制方法包括如下步骤：

1)通过设置于控制器触摸显示屏上的操作键盘向控制器PLC控制芯片内输入预定的工艺配比参数；

2)将装满胶的原料桶及装满固化剂的原料桶分别放置于所述混胶机的特定工位上，将调节定量输送泵的输入端通过管道与相对应的原料桶底端相接；启动调节定量输送泵，抽出胶和固化剂分别流经相对应连接的管路流量计中，相应的管路流量计将流过的胶体积量和流过的固化剂体积量分别以脉冲信号形式发讯给控制器，控制器将接收的管路流量计的脉冲信号与预设的工艺配比参数进行实时对比，发现偏差，将其偏差信号反馈至所述调频电机，调整该调频电机的转速，控制相对应的调节定量输送泵输出的胶量及固化剂量的速度及配比；

3)将步骤2)实时对比及偏差纠正，且符合预定工艺配比参数的胶与固化剂分别在高压和增速作用下同时压入静态混胶管中，位于该静态混胶管中的螺旋搅拌叶在高压注入该管内的胶与固化剂的推动下而被动旋转形成紊流，在紊流状态下胶与固化剂混合均匀后从静态混胶管出口流出，装入容器备用。

当所用的胶黏度与所用的固化剂黏度均高于12000CPS时；采用的混胶机内设有增压泵组，其控制方法包括步骤如下：

1)通过设置于控制器触摸显示屏上的操作键盘向控制器PLC控制芯片内输入预定的工艺配比参数；

2)将装满胶的原料桶及装满固化剂的原料桶分别放置于所述混胶机的特定工位上，手动设定相对应的增压泵组中压缩装置的工作压力，启动压缩装置作回程运动；压缩装置带动增压泵组的螺杆泵和与其底端连接的附属压盘向下移动，原料桶中的胶及固化剂在所述压缩装置的压力作用下被挤入到螺杆泵的下端口；

3)启动相对应的增压泵组中的螺杆泵驱动电机，驱动螺杆泵旋转工作，将步骤2)被挤入螺杆泵下端口的胶或固化剂通过螺杆的旋转输送至相对应的二级调节定量输送泵中；

4)经步骤3)调节定量输送泵输出的胶或固化剂分别流入相对应的管路流量计中，相应的管路流量计将流过的胶体积量和流过的固化剂体积量分别以脉冲信号形式发讯给控制器，控制器将接收的管路流量计的脉冲信号与预设的工艺配比参数进行实时对比，发现偏差，将其偏差信号反馈至所述调频电机，调整该调频电机的转速，控制相对应的二级调节定量输送泵输出的胶量及固化剂量的速度及配比；

5)步骤4)经实时对比及偏差纠正，且符合预定工艺配比参数的胶与固化剂分别在高压和增速作用下同时压入静态混胶管中；位于该静态混胶管中的螺旋搅拌叶在高压注入该管内的胶与固化剂的推动下而被动旋转形成紊流，在紊流状态下胶与固化剂混合均匀后从静态混胶管出口流出，装入容器备用。

上述两种方法中所用的管路流量计的计量输出允许有偏差，其偏差值须低于0.5％；该偏差信号反馈至调频电机之前，还设置有1个偏差报警装置；偏差报警是指：当所述调频电机无法完成转速调整时，即混合比例超出允许误差时，PLC控制芯片发出报警信号，使控制器内与PLC控制芯片连接的Y2动作报警灯闪烁，蜂鸣器发声报警，同时停机。该偏差报警的设置可以保证流出的混合胶混合比例的正确性。

上述方法步骤1)中的工艺配比参数包括：胶与固化剂的混合比，单位时间内输出的胶量及输出的固化剂量；增压泵组驱动电机的转速与调节定量输送泵调频电机的转速。

本发明方法中所用的静态混合管，其长度和直径直接影响到混胶的均匀性，本发明所用的静态混胶管总长度为550-650mm，最佳为600mm；管径为20-25mm，最佳为25mm；若需要延长搅拌距离，上述的静态混胶管还可以按需要长度由多根上述长度的静态混胶管组装在一起使用。

本发明采用如上技术方案后，其有益效果如下：1)本发明的混胶管采用静态混胶管作为双组份原料的混合器，由于在进入静态混胶管之前，胶与固化剂在输送管道中的流动是被一级增压泵组和二级调节定量输送泵不断加压和增速的，进入静态混胶管中的胶与固化剂因有速度和压力的存在，静态混胶管中的螺旋搅拌叶被动旋转，从而达到胶与固化剂的均匀配合；与现有技术相比，操作简单，省去了高速搅拌易产生的弊端，且可节能降耗。2)利用两个原料桶同时提供胶与固化剂，胶与固化剂从各自的原料桶中被一级增压泵组吸入，通过二级调节定量输送泵再流经管路流量计后至静态混胶管混合后流出，全程是在密闭的管道中输送完成，不会在混胶过程中裹入气泡及渣滓；即保证了胶与固化剂的纯净使用，也杜绝了胶与固化剂的挥发对环境的污染，避免了人工搅拌接触胶与固化剂对人类健康的影响。3)本发明的双组分混胶机，适用于制备玻璃钢复合材料叶片用合模粘接树脂胶与固化剂的混合配制，可满足叶片制造用合模粘接胶与灌注树脂胶配比精度高的要求，并可满足大批量连续自动化的工业生产需要。4)控制器内设有PLC控制芯片、偏差报警器与在线记录存储器。通过对***过程的执行时序及所要求的输出量，按预设程序完成在线记录、混合出胶量的调整，还可实时显示混合比例，当混合比例有偏差时会出现偏差报警并自动停机。控制器通过数据显示触摸屏可方便的修改调整混合比例和单次连续混胶的数量。本设备不仅可满足固定混合比例胶的生产，而且当混合比例需要调整时，只需通过数据显示触摸屏修改调整胶与固化剂的配比数字，便可满足生产需要；正常情况下，只要输入一个需要混胶的数量，本混胶机将一直连续不断地混胶并直至完成设定数量的混胶后自动停机。5)将混胶机设置为闭环控制***，可以有效保证混胶精度的准确性，混胶机的计量输出误差不超过0.5％；用管路流量计发讯反馈控制信号、控制器PLC控制芯片根据反馈的控制信号进一步调整二级调节定量输送泵的转速，控制其出胶或出固化剂的输出量，有效降低了混胶比例中易出现的波动范围。6)利用本发明的方法还可以开发出多组份混胶机，按照混合料的种类设置各组份单独设置的原料桶、与原料桶配套的一级增压泵组、二级调节定量输送泵以及控制原料输送的流量计等装置，然后将多种原料通过各自流量计的输出管路与混胶管连接，采用静态混胶方式进行混胶。其适应范围广，益于该产品升级和推广应用。

附图说明

图1为本发明实例1的双组份混胶机结构示意图

图2为本发明实例2的双组份混胶机结构示意图

图3为实例2控制器内设结构及接口连接设置示意图

图4为控制器的电气原理图

图5为控制器工作流程图

具体实施方式

以下通过结合具体实施例及附图对本发明技术方案作进一步详细说明。

实施例1：

如图1所示，本发明的混胶机，设置有装胶的胶原料桶17，装固化剂的固化剂原料桶18；

与胶原料桶17底部输出口通过一连接管路与调节定量输送泵3输入端连接；在调节定量输送泵3的顶端装有调频电机10；调节定量输送泵3的输出端与胶管路流量计5输入端连接，管路流量计5的输出端通过与其连接的管道与静态混胶管8的第一输入端口连接。

在固化剂原料桶18底部输出口通过一连接管路与调节定量输送泵4输入端连接；在调节定量输送泵4的顶端装有调频电机9；调节定量输送泵4的输出端与胶管路流量计6输入端连接，管路流量计6的输出端通过与其连接的管道与静态混胶管8的第二输入端口连接。

所用的静态混胶管8的长度为550-650mm，直径为20-25mm；静态混胶管8内腔中设置有一螺旋搅拌轴；为了提高静态混胶管的使用耐久性，螺旋搅拌轴采用不锈钢材质制备。

一控制器，设置于该混胶机附近的电气控制柜内(图中未示)；2台调频电机10、9的输入端分别与控制器的第1、2输出接口插接，2个管路流量计5、6的输出端分别与控制器的数据接口连接，管路流量计5、6分别向控制器发送实际经过管路流量计的胶量或固化剂量的实时监测信息；接收控制器发出的调速信号，控制并调整调频电机10、9的转速，控制调节定量输送泵3、4输送胶量或输送固化剂量的多少。

该实例中所用的混胶机适用于胶黏度和固化剂黏度均低于12000CPS的条件下；该混胶机混胶的闭环控制方法包括如下步骤：

1)通过设置于控制器触摸显示屏上的操作键盘向控制器PLC控制芯片内输入预定的工艺配比参数；包括：胶与固化剂的混合比，单位时间内输出的胶量及输出的固化剂量；调节定量输送泵调频电机的转速；

2)将装满胶的原料桶及装满固化剂的原料桶分别放置于所述混胶机的特定工位上，将调节定量输送泵10、9的输入端通过管道与相对应的原料桶底端相接；启动调节定量输送泵3、4，抽出胶和固化剂分别流经相对应连接的管路流量计5、6中，相应的管路流量计5、6将流过的胶体积量和流过的固化剂体积量分别以脉冲信号形式发讯给控制器，控制器将接收的管路流量计的脉冲信号与预设的工艺配比参数进行实时对比，发现偏差，将其偏差信号反馈至所述调频电机10、9，调整该调频电机10、9的转速，控制相对应的调节定量输送泵3、4输出的胶量及固化剂量的速度及配比；

3)将步骤2)实时对比及偏差纠正、且符合预定工艺配比参数的胶与固化剂分别在高压和增速作用下同时压入静态混胶管8中，位于该静态混胶管8中的螺旋搅拌叶在高压注入该管内的胶与固化剂的推动下被动旋转形成紊流，在紊流状态下胶与固化剂混合均匀后从静态混胶管出口流出，装入容器备用。

其中，所用的管路流量计5、6的计量输出允许有偏差，其偏差须低于0.5％；该偏差信号反馈至调频电机10、9之前，还设置有偏差报警装置(图中未示)；偏差报警的作用是：当调频电机10、9无法完成转速调整时，即混合比例超出允许误差时，PLC控制芯片发出报警信号，使控制器内与PLC控制芯片连接的Y2动作报警灯闪烁，蜂鸣器发声报警，同时停机。该偏差报警的设置可以保证流出的混合胶混合比例的正确性。

上述步骤2)中所用的环氧树脂胶选用德国瀚森化工生产的型号为MGSBPR135G3的环氧树脂；所用的固化剂为德国瀚森化工生产的型号为MGSBPH137G的固化剂。

上述步骤3)中所用的静态混合管8，其长度和直径直接影响到混胶的均匀性，本发明所用的静态混胶管8总长度为550-650mm，最佳为600mm；管径为20-25mm，最佳为25mm；若需要延长搅拌距离，上述的静态混胶管还可以按需要长度由多根上述长度的静态混胶管8组装在一起使用。

实施例2：

如图2所示：当所用的胶黏度与所用的固化剂黏度均高于12000CPS时；上述混胶机的胶原料桶17与调节定量输送泵3之间以及固化剂原料桶18与调节定量输送泵4之间分别配设有增压泵组。

增压泵组由压缩装置、螺杆泵与螺杆泵驱动电机构成。其中，与胶原料桶17配套设置的螺杆泵驱动电机11位于螺杆泵的顶端，该螺杆泵的底端分别连接有附属压盘；装有附属压盘的螺杆泵一端垂直***胶原料桶17内，压缩装置1为气动缸或液压缸；通常设置有2台，还可以根据需要设置2-4台，等角度分布于胶原料桶17的周边；每台压缩装置1中的压缩杆外端均与螺杆泵的上端固定连接；螺杆泵的出口端通过管路与调节定量输送泵3的输入端连接；其后，调节定量输送泵3、调频电机10、管路流量计5与静态混胶管8的连接方式与实例1相同。

同理，与固化剂原料桶18配套设置的螺杆泵驱动电机12位于螺杆泵的顶端，该螺杆泵的底端分别连接有附属压盘；装有附属压盘的螺杆泵一端垂直***固化剂原料桶18内，压缩装置2可以与压缩装置1的台数对应设置，也可以不对应设置，同样等角度分布于固化剂原料桶18的周边；每台压缩装置2中的压缩杆外端均与螺杆泵的上端固定连接；螺杆泵的出口端通过管路与调节定量输送泵4的输入端连接；其后，调节定量输送泵4、调频电机9、管路流量计6与静态混胶管8的连接方式与实例1相同。

如图2、图3、图4所示，利用上述混胶机混胶的闭环控制方法，包括步骤如下：

1)通过设置于控制器触摸显示屏上的操作键盘向控制器PLC控制芯片内输入预定的工艺配比参数；包括：胶与固化剂的混合比设为2∶1，单位时间内输出的胶量及输出的固化剂量；螺杆泵驱动电机11、12的转速与调节定量输送泵调频电机10、9的转速；

2)将装满胶的原料桶及装满固化剂的原料桶分别放置于所述混胶机的特定工位上，手动设定相对应的增压泵组中压缩装置1、2的工作压力，启动压缩装置1、2作回程运动；压缩装置1、2带动增压泵组的螺杆泵和与其底端连接的附属压盘向下移动，原料桶中的胶及固化剂在所述压缩装置1、2的压力作用下被挤入到螺杆泵的下端口；

3)启动相对应的增压泵组中的螺杆泵驱动电机11、12，驱动螺杆泵旋转工作，将步骤2)被挤入螺杆泵下端口的胶或固化剂通过螺杆的旋转分别输送至相对应的二级调节定量输送泵3、4中；

4)经步骤3)调节定量输送泵3、4输出的胶或固化剂分别流入相对应的管路流量计5、6中，相应的管路流量计5、6将流过的胶体积量和流过的固化剂体积量分别以脉冲信号形式发讯给控制器(图中未示)，控制器将接收的管路流量计5、6的脉冲信号与预设的工艺配比参数进行实时对比，发现偏差，将其偏差信号反馈至相对应的调频电机10、9，调整该调频电机10、9的转速，控制相对应的二级调节定量输送泵3、4输出的胶量及固化剂量的速度及配比；当调频电机10、9无法完成转速调整时，PLC控制芯片发出偏差报警信号，使Y2动作报警灯闪烁，蜂鸣器发声报警，同时停机。偏差报警的设置，可以有效地保证流出的混合胶混合比例的正确性。

所用的管路流量计，其计量输出允许的偏差应小于0.5％。

5)步骤4)经实时对比及偏差纠正、符合预定工艺配比参数的胶与固化剂分别在高压和增速作用下同时压入静态混胶管8中，位于该静态混胶管8中的螺旋搅拌叶被动旋转，在静态混胶管8中流动的胶与固化剂在螺旋搅拌叶被动旋转的作用下形成紊流，使胶与固化剂在混胶管中边流动边混合，直至混合均匀后由静态混胶管出胶口流出，装入容器备用。

在正常工作状态下，调频电机10、9接收PLC控制芯片发出的电信号，按设定的速度旋转，驱动二级调节定量输送泵3、4输出胶和固化剂；胶和固化剂分别流经胶管路流量计5与固化剂管路流量计6，分别被高压压入静态混胶管8中进行搅拌；胶管路流量计5和固化剂管路流量计6分别通过X0、X1接口与PLC控制芯片连接，输送胶的管路流量计5与输送固化剂的管路流量计6在由二级调节定量输送泵3、4送来的胶及固化剂的推动下，自动旋转并通过内设的传感器发出电信号，管路流量计5、6的电信号与胶和固化剂流过管路流量计5、6的体积量形成一一对应关系，即体积的计量数据转变为电信号控制数据，该电信号直接通过电线输入PLC控制芯片，经过与预先输入的工艺参数比较，发现目标配比量与实际流过管路流量计的体积量出现偏差，PLC控制芯片将按设计程序要求自动发出电信号给调节定量输送泵3、4的调频电机10、9，调整调节定量输送泵3、4的输出转速，从而实现调节定量输送泵3、4在单位时间内输出体积量的改变，使调节定量输送泵3、4单位时间内的实际出胶或固化剂的体积量与设计输入要求的出胶或固化剂的体积量相等。

上述方法中所用的管路流量计5、6的计量输出允许有偏差，其偏差须低于0.5％；该偏差信号反馈至调频电机之前，还设置有1个偏差报警装置；偏差报警是指：当所述调频电机10、9无法完成转速调整时，即混合比例超出允许误差时，PLC控制芯片发出报警信号，使控制器内与PLC控制芯片连接的Y2动作报警灯闪烁，蜂鸣器发声报警，同时停机。该偏差报警的设置可以保证流出的混合胶混合比例的正确性。

上述方法中所用的静态混合管8，其长度和直径直接影响到混胶的均匀性，本发明所用的静态混胶管8总长度为550-650mm，最佳为600mm；管径为20-25mm，最佳为25mm；若需要延长搅拌距离，上述的静态混胶管8还可以按需要长度由多根上述长度的静态混胶管组装在一起使用。

上述步骤2)所用的环氧树脂胶选用德国瀚森化工生产的型号为RIM135的环氧树脂；所用的固化剂为美国亨司曼公司生产的型号为RIM137的固化剂。

如图3、图4所示，本发明的混胶机一侧装有一内设有电源及开关装置的电气控制柜(图中未示)，控制器7装设于该电气控制柜内。

控制器7内设有PLC控制芯片、数据显示触摸屏15、偏差报警器16、在线记录数据存储器14、电源及控制开关；其中，PLC控制芯片为控制器7的核心部件；存储器14可采用移动硬盘存储器或用U盘存储器，与数据显示触摸屏15的USB2.0接口插接，用于在线记录存储胶与固化剂混合配比数据；该数据显示触摸屏15上带有触摸键盘；在数据显示触摸屏15的输入端与DC24V电源连接，其输出端通过RS232接口与PLC控制芯片连接；PLC控制芯片选用美国进口的型号为Twido TWDLCAE40DRF芯片，与PLC控制芯片的数据输出接口Y2连接有在线配比偏差报警器16，该偏差报警器16选用美国进口的，型号为LEL-FBW的偏差报警器；一级增压泵组的螺杆泵驱动电机11、12，二级调节定量输送泵的调频电机10、9与变频器A1、A2、B1、B2分别串接后并接于电缆上，该电缆通过RS485接口与PLC控制芯片连接。

胶管路流量计5和固化剂管路流量计6分别与PLC控制芯片的X0、X1接口连接；螺杆泵驱动电机11、12通过M1、M3的输入端和调频电机10、9通过M2、M4的输入端分别连接接触器KA1、KA2的触点，该接触器KA1、KA2与PLC控制芯片的Y0、Y1接口连接；螺杆泵驱动电机11、12通过M1、M3输出端与调频电机10、9通过M2、M4输出端并联相接于PLC控制芯片的RS485接口上；偏差报警器与PLC控制芯片的Y2接口连接；三个控制开关SB1、SB2、SB3分别与PLC控制芯片的X4、X5、X6接口连接。

U、V、W为三相电源，N为零线。

当按下启动按钮时，KA1，KA2线圈有电，相应的常开触点KA1，KA2闭合时，与之相连的电机启动；其中，A电机代表与胶原料桶连接的螺杆泵驱动电机11与调频电机10，即M1，M2；B电机代表与固化剂原料桶连接的螺杆泵驱动电机12与调频电机9，即M3，M4；FU1：是熔断器及常说的保险；急停按钮的作用是从硬件上对***加以保护，当出现事故、故障时按下急停按钮即可切断所有控制线路，保护设备使用安全。

本发明的工作原理如下：

当所用胶的黏度与所用固化剂的黏度均高于12000CPS时，采用加设有增压泵组的混胶机。

参照图2、图3、图4；将装满胶及固化剂的原料桶17、18分别放置于混胶机的固定工位，手动设定压缩装置1、2的工作压力，压缩装置1、2均分别选用2台气动缸，启动气动缸作回程运动，气动缸的压缩杆带动螺杆泵及附属压盘，原料桶17、18中的胶及固化剂随压盘下行被挤出到螺杆泵入口；螺杆泵驱动电机11、12驱动螺杆旋转工作，把被挤入螺杆泵入口的胶和固化剂分别通过各自的螺杆旋转输送入二级调节定量输送泵3、4；进入定量输送泵3、4的胶和固化剂分别经过各自输出端的管路流量计5、6分别以高压压入至静态混胶管8中进行静态混胶。

当螺杆泵下压到原料桶的桶底时，原料使完，将空桶取出，再换上装满原料的胶原料桶17和固化剂原料桶18，重新启动螺旋泵驱动电机，驱动螺旋泵输出胶或固化剂原料。其中，本实例所用的胶选用瀚森化工生产的型号为MGSBPR135G3环氧树脂胶；所用的固化剂为瀚森化工生产的型号为MGSBPH137G固化剂。

在混胶机旁设置的电气控制柜中装有控制器7。该控制器7内装有PLC控制芯片，该PLC控制芯片选用美国进口的TwidoTWDLCAE40DRF芯片、偏差报警器选用美国进口的LEL-FBW偏差报警器，存储器用U盘，通过对***过程的执行时序及所要求的数据输出，通过程序设计实现传统PLC的计算、控制、存储以及编程等功能，通过I/O模块以及现场总线等物理设备完成现场数据的采集以及信号的输出，按程序设计完成在线记录、偏差报警、混合比例可通过触摸显示屏的界面修改调整、单次连续混胶的数量修改调整等功能。PLC控制芯片通过数据输入端口与本实例所用的带键盘的数据显示触摸屏连接；流量计选用KEM的SRZ40型流量计，计量胶的管路流量计与计量固化剂的管路流量计分别通过4m²的电缆线与PLC控制芯片的数据接口X1、X2连接；所用的胶输送泵调频电机10选用型号为YVF2-90S-4的调频电机，其额定电压为380V，额定功率为1.1KW，额定转矩7.0Nm，恒转矩频率范围5-50HZ，恒功率频率范围50-100HZ；所用的固化剂输送泵调频电机9选用型号为YVF2-80M2-4的调频电机，其额定电压为380V，额定功率为0.75KW，额定转矩4.8Nm，恒转矩频率范围5-50HZ，恒功率频率范围50-100HZ，通过各自电缆与控制器的接口连接；所用的胶螺杆泵驱动电机11，其功率为2.2KW，额定电压380V；所用的固化剂螺杆泵驱动电机12，其功率为1.5KW，额定电压380V；通过各自电缆与控制器7的输入接口连接。

控制器7的具体操作为：

1.设备启动，按下打胶按钮即SB1，PLC读取该信号，发出指令，使KA1、KA2动作从而使得电机M1、M2、M3、M4同时运转，使得胶形成压力送至静态混合器完成出胶。

2.比例反馈，胶流过KEM的SRZ40型流量计时发出脉冲，脉冲数与流量成线性关系，PLC控制芯片通过内置的高速脉冲读取器读取脉冲数，并进行分析比较两种胶的体积配比，与PLC控制芯片内设的工艺配比参数进行对比，程序自动调整调频电机10、9的频率，从而实现胶与固化剂的混合配比的精确控制。

其中，PLC控制芯片选用美国进口的TwidoTWDLCAE40DRF芯片。

3.偏差报警，通过调整胶组分的调频电机10与固化剂组分的调频电机9的转速调整输出量配比，当无法完成调整时，PLC控制芯片发出报警信号，使Y2动作报警灯闪烁，蜂鸣器发声报警。同时停机。

4.比例设定，通过数据显示触摸屏15设定配比及配比允许的误差范围后，通过RS232通讯接口将此数据传送到PLC存储器14，用于配比反馈报警。

5.出胶量设定，通过数据显示触摸屏15设定后，开机工作，控制器通过流量计监测出胶量数据，并与设定出胶量实时对比，当实际监测出胶量与设定出胶量数据相等时，自动停止工作。

6.自动停机，按下按钮SB2，电机M1、M2、M3、M44台电机停止运转。

7.冲枪，按下SB3，冲枪动作，PLC发出指令KA1动作，从而使M1、M3电机运转；冲出混合器内混合胶。

如图5所示，控制器的工作流程为：在控制器的主机处理芯片内安装通过PLC软件编辑的操作程序，通过数据显示触摸屏上的操作键向控制器主机内输入预先确定的混胶工艺配比参数；

步骤一：开始，接通电源；

步骤二：设定胶量与固化剂量混合比X0为2∶1，总出胶量Y0为50Kg；

步骤三：通过胶管路流量计流过的胶量和通过固化剂管路流量计流过的固化剂量的实际混合比X；实际出胶量Y信号通过相应的管路流量计显示；

步骤四：当实际混合比X与设定混合比X0相同、实际出胶量Y与设定总出胶量Y0相同时，胶与固化剂混合符合要求，完成混胶工艺；流程结束。

当X≠X0时，将产生的偏差通过PLC控制芯片反馈回二次调节定量输送泵的调频电机10、9中，调整调频电机的转速，控制胶与固化剂的混合比；

步骤五：当实际混合比X小于设定混合比X0时，调大调频电机10、9的电机转速；返回步骤二，重复步骤三；

当实际混合比X大于设定混合比X0时，调小调频电机10、9的电机转速；返回步骤二，重复步骤三；

将调整后的调频电机输出的实际混合比X与实际出胶量Y与设定混合比X0与设定出胶量Y0通过控制器7上的数据显示触摸屏键盘输入一次混合出胶量，按下SB1启动按钮，混胶机即开始工作，并按程序中设定的比例要求输出混合胶；管路流量计5、6在计量输出体积量时发出的脉冲信号，管路流量计5、6每转一圈输出固定的体积量，同时也发出脉冲当量为0.216p/cc的脉冲信号，0.216p/cc是指每流出1立方厘米的胶量就有0.216个脉冲数。该脉冲信号数通过电缆X0、X1传入控制器的PLC控制芯片内，形成体积数与脉冲数的一一对应关系；当胶与固化剂混合比例出现偏差时，控制器会发出信号，调节调频电机10、9转速，使定量输送泵调频电机10、9按程序要求转速旋转打胶，以满足设计配比要求；混胶比例的误差允许范围为±0.5％。

同时，与控制器RS485接口连接的定量输送泵调频电机10、9在旋转时发出频率数字信号，并通过电缆传入控制器内PLC控制芯片中，经内设的编码器编译后与管路流量计5、6传入的脉冲信号对比，将数据偏差再输出给定量输送泵调频电机10、9，调整其转速与输入量；

启动静态混胶管混胶；胶与固化剂通过其各自的输出端口按上述步骤设定的配比关系输出后直接输入静态混胶管，静态混胶管中的螺旋搅拌轴在接收输入大高压流体后，自动旋转搅拌，使胶与固化计混合均匀后从出胶口流出，装入容器内以备制造产品时使用。

当所用胶的黏度与所用固化剂的黏度均低于12000CPS时，直接采用两个调节定量输送泵分别输送胶与固化剂，调节定量输送泵的入口端直接与原料桶底部设置的出口端相接。所用胶选用美国亨斯曼公司生产的型号为RIM135环氧树脂；所用的固化剂选用美国亨斯曼生产的型号RIM137固化剂。

采用本发明的混胶机以及上述混胶方法，不仅可满足固定混合比例胶的生产，而且当混合比例需要调整时，只需通过界面触摸显示屏修改调整胶与固化剂的配比数字，即可满足生产需要；继续使用本设备，并且只要输入一个需要混胶的数量，本混胶机将一直连续不断地混胶并直至完成设定数量的混胶后自动停机。

Claims (7)

1.一种双组份混胶机，它包括装有胶的胶原料桶、装有固化剂的固化剂原料桶、与胶原料桶和固化剂原料桶并接的混胶管以及外设的电气控制柜；它还设置有：

调节定量输送泵2台，分别相对于所述胶原料桶和所述固化剂原料桶设置；2台调节定量输送泵的输入端分别通过各自管道和与其相对设置的原料桶底端输出口连接，2台所述调节定量输送泵的输出端分别通过设置有管路流量计的管道与所述混胶管输入端连接；每台调节定量输送泵的顶端均装有调频电机；

一控制器，设置于所述电气控制柜内；2台所述调频电机输出端分别并接于所述控制器的第一输入接口上，接收所述控制器发出的调速信号；2个所述管路流量计分别与所述控制器的数据接口连接，向所述控制器发送实际经过管路流量计的胶量或固化剂量的实时监测信息；其特征在于：相对于所述调节定量泵与所述相对应的原料桶之间还加设有增压泵组；

所述增压泵组包括有压缩装置与螺杆泵；在螺杆泵顶端装有螺杆泵驱动电机，其底端连接有一附属压盘；装有附属压盘的螺杆泵一端垂直***与其配套的原料桶内；所述压缩装置至少设有2台，分设于其配套的原料桶周边，并通过该压缩装置内设的压缩杆与所述螺杆泵上端连接；所述螺杆泵驱动电机输出端分别并接于所述控制器的第二输入接口上。

2.如权利要求1所述的双组份混胶机，其特征在于：所述控制器内设有PLC控制芯片；与PLC控制芯片接口连接的有数据显示触摸屏、偏差报警器、胶管路流量计、固化剂管路流量计、在线数据存储器、DC24V电源端及控制开关；其中，数据显示触摸屏的输入端与DC24V电源端连接，数据显示触摸屏的外接口插接有数据存储器；所述胶管路流量计和所述固化剂管路流量计分别与所述PLC控制芯片的X0、X1接口连接；所述调频电机M2、M4的输入端分别连接接触器KA1、KA2的触点，该接触器KA1、KA2与所述PLC控制芯片的Y0、Y1接口连接；所述调频电机M2、M4输出端并联相接于所述PLC控制芯片的RS485接口上；所述偏差报警器与所述PLC控制芯片的Y2接口连接；三个控制开关SB1、SB2、SB3分别与PLC控制芯片的X4、X5、X6接口连接。

3.如权利要求1所述的双组份混胶机，其特征在于：所述压缩装置设置2-4台，分别等角度设于所述胶原料桶周边和所述固化剂原料桶周边；所述压缩装置为气动缸或液压缸中任一种。

4.如权利要求3所述的双组份混胶机，其特征在于：所述控制器内设有PLC控制芯片；与PLC控制芯片接口连接的有数据显示触摸屏、偏差报警器、胶管路流量计、固化剂管路流量计、在线数据存储器、DC24V电源端及控制开关；其中，数据显示触摸屏的输入端与DC24V电源端连接，数据显示触摸屏的外接口插接有数据存储器；所述胶管路流量计和所述固化剂管路流量计分别与所述PLC控制芯片的X0、X1接口连接；所述螺杆泵驱动电机M1、M3的输入端和所述调频电机M2、M4的输入端分别连接接触器KA1、KA2的触点，该接触器KA1、KA2与所述PLC控制芯片的Y0、Y1接口连接；所述螺杆泵驱动电机M1、M3输出端与所述调频电机M2、M4输出端并联相接于所述PLC控制芯片的RS485接口上；所述偏差报警器与所述PLC控制芯片的Y2接口连接；三个控制开关SB1、SB2、SB3分别与PLC控制芯片的X4、X5、X6接口连接。

5.如权利要求1-4任一项所述的双组份混胶机，其特征在于：所述混胶管为静态混胶管，该静态混胶管的长度为550-650mm，直径为20-25mm；在所述静态混胶管内腔中装有一混合搅拌用的螺旋搅拌叶。

6.一种权利要求1所述混胶机混胶的闭环控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)通过设置于控制器触摸显示屏上的操作键盘向控制器PLC控制芯片内输入预定的工艺配比参数；

2)将装满胶的原料桶及装满固化剂的原料桶分别放置于所述混胶机的特定工位上，手动设定相对应的增压泵组中压缩装置的工作压力，启动压缩装置作回程运动；压缩装置带动增压泵组的螺杆泵和与其底端连接的附属压盘向下移动，原料桶中的胶及固化剂在所述压缩装置的压力作用下被挤入到螺杆泵的下端口；

3)启动相对应的增压泵组中的螺杆泵驱动电机，驱动螺杆泵旋转工作，将步骤2)被挤入螺杆泵下端口的胶或固化剂通过螺杆的旋转输送至相对应的二级调节定量输送泵中；

4)经步骤3)调节定量输送泵输出的胶或固化剂分别流入相对应的管路流量计中，相应的管路流量计将流过的胶体积量和流过的固化剂体积量分别以脉冲信号形式发讯给控制器，控制器将接收的管路流量计的脉冲信号与预设的工艺配比参数进行实时对比，发现偏差，将其偏差信号反馈至所述调频电机，调整该调频电机的转速，控制相对应的二级调节定量输送泵输出的胶量及固化剂量的速度及配比；

5)步骤4)经实时对比及偏差纠正，且符合预定工艺配比参数的胶与固化剂分别在高压和增速作用下同时压入静态混胶管中；位于该静态混胶管中的螺旋搅拌叶在高压注入该管内的胶与固化剂的推动下而被动旋转形成紊流，在紊流状态下胶与固化剂混合均匀后从静态混胶管出口流出，装入容器备用。

7.根据权利要求6所述的闭环控制方法，其特征在于：步骤2)所述的胶黏度与所述的固化剂黏度均高于12000厘泊；步骤4)所述管路流量计的计量输出允许的偏差值低于0.5％。

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