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某集團公司1.5萬t/a三聚氰胺裝置自2000年4月投產(chǎn)以來,由于成品包裝機組中智能稱重控制系統(tǒng)設(shè)計缺陷和系統(tǒng)軟件性能穩(wěn)定性差,曾多次發(fā)生稱重控制PLC聯(lián)鎖,電子秤不下料,包裝合格率低等故障,雖經(jīng)外方專家多次檢修、調(diào)試,但收效甚微。該機組的頻繁停機,不但損耗了大量包裝用料,增加了檢修費用,而且給整個三聚氰胺裝置長周期穩(wěn)定生產(chǎn)帶來了重大隱患。
1、問題分析
經(jīng)分析影響整個稱重控制系統(tǒng)失控的原因主要有以下幾個方面:(1)稱重控制系統(tǒng)軟件算法不合理,不能對稱重誤差自動跟蹤修正;(2)小螺桿轉(zhuǎn)速過快,控制細下料作用未發(fā)揮;(3)物料在粉倉中壓力、溫度、堆密度等外在因素。
2、控制系統(tǒng)改造方案
原電子秤由PLC控制系統(tǒng)和專用稱重處理器構(gòu)成,根據(jù)現(xiàn)場稱重實際情況,利用原有PLC控制系統(tǒng),用國產(chǎn)西安某公司MF2001NT智能稱重處理器取代原稱重處理器,改用智能修正算法,亦即根據(jù)前次稱重結(jié)果,自動修正下料量,使所得結(jié)果更接近設(shè)計值,同時,在異型包裝時(如1t量包裝)可按40袋完成,并且記憶每袋實際稱量值,使累計誤差得以補償,同時加接細下料電機變頻調(diào)速系統(tǒng),以達到下料量平穩(wěn)、準(zhǔn)確。在機械結(jié)構(gòu)上料倉與電子秤設(shè)計泄壓口,便于釋放壓力和降低溫度,根據(jù)實際情況調(diào)整下料螺桿,減小氣缸阻尼,消除控制和執(zhí)行機構(gòu)動作時滯。
2.1改進軟件算法自動修正誤差
對稱重系統(tǒng)的改造,主要利用了當(dāng)前重量與最終設(shè)定重量的比較計算,自動修正稱重中物料落差量,逐位逼近計算來實現(xiàn)稱重精確度。
PLC發(fā)出稱重信號,關(guān)閉電子秤底門,自動除皮重,然后啟動粗細下料電機,打開下料擋板,同時大小螺桿輸料,當(dāng)達到預(yù)設(shè)定重量(15kg)時,關(guān)閉粗下料電機,由細下料電機控制小螺桿下料,當(dāng)達到或接近最終重量(25kg)時,關(guān)閉下料擋板,給PLC發(fā)出稱重完成信號,若當(dāng)前重量不符要求:①在工藝要求的誤差范圍內(nèi),記錄當(dāng)前重量與設(shè)定的最終重量差值,把這個差值與下一次稱量中,關(guān)閉下料擋板后的落下余料相加,來逐步逼近設(shè)定的最終重量;②若嚴(yán)重超差,稱重報警,然后手動強制放料。若符合要求,PLC控制夾袋、下料、抽氣過程,整個稱重過程結(jié)束。
2.2變頻調(diào)速系統(tǒng)控制小螺桿細下料量
隨著變頻技術(shù)發(fā)展成熟,變頻調(diào)速已成為電機調(diào)速系統(tǒng)首選,在改造中采用了開環(huán)控制方式,由PLC來控制小螺桿的開/停,變頻器用來變頻降低小螺桿電機轉(zhuǎn)速,由下料后包裝的合格率來手動設(shè)定變頻器頻率,根據(jù)實際測算,在頻率降到25Hz,轉(zhuǎn)速為345r/min時,下料平穩(wěn)精確,明顯改善了小螺桿轉(zhuǎn)速過快造成的誤差。
2.3設(shè)計加裝泄壓口,改變物料物理性狀
為了減少料倉與電子秤壓力與溫度變化,在密閉的料倉頂部開鑿了4個直徑10cm的圓孔,安裝過濾網(wǎng),使料倉壓力釋放,溫度降低,堆密度由0.8kg/dm3降低為0.74kg/dm3,而且三聚氰胺粉塵不易溢出,有效緩解了由此造成的物料流速過快的問題。
3改造效果
在2002年6月,我們依照上述方案對原稱重控制系統(tǒng)進行了改造,投資少,成效高,包裝合格率由72%上升到改造后的98%,達到了預(yù)期目標(biāo),適應(yīng)了高負(fù)荷、長周期的生。實踐證明,利用國內(nèi)成熟的控制方案來修正國外設(shè)備中技術(shù)缺陷,揚長避短,不僅可行,而且效果顯著。

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