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| PVC配料系統(tǒng)的改造及其應(yīng)用 | 2020-02-22 |
| １配料系統(tǒng)＃２生產(chǎn)線為我國第１條４０００ｔｄ的國產(chǎn)示范化PVC生產(chǎn)線，采用的是經(jīng)過改造的原民主德國的二手配料設(shè)備。 該配料設(shè)備陳舊，控制落后。系統(tǒng)采用單回路控制，無流量調(diào)節(jié)器，系統(tǒng)的流量給定值和反饋值都給到直流調(diào)速單元上。另外，測速發(fā)電機(jī)直接作為荷重稱重模塊的供電電源，荷重稱重模塊的輸出信號即為實(shí)際流量信號。這樣的控制特點(diǎn)，導(dǎo)致了本計(jì)量配料系統(tǒng)控制精度低，抗力差；直流調(diào)速單元器件老化，故障頻頻，但無備件和可替代的備件；現(xiàn)場粉塵對直流電機(jī)換向器影響較大；由于測速發(fā)電機(jī)和直流電機(jī)同軸，皮帶打滑時(shí)，中控仍顯示喂料正常，常造成配料不合格。此外，由于荷重稱重模塊的橋壓由測速發(fā)電機(jī)提供，故皮帶上無料時(shí)必造成電機(jī)飛車，因此，零點(diǎn)的標(biāo)定不僅繁瑣，而且很難保證精度。上述問題的存在，直接影響了＃２線PVC磨的正常生產(chǎn)。為此，我公司于２０００年底到２００１年初對這３臺PVC配料系統(tǒng)進(jìn)行了改造。２改造方案的確定及控制原理（１）改造方案。由于本系統(tǒng)最終要控制的工藝參數(shù)為物料流量，而流量的控制是通過調(diào)整皮帶速度來實(shí)現(xiàn)的，因此混合配料系統(tǒng)采用串級控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)對物料流量的控制，以提高攪拌配料系統(tǒng)的控制質(zhì)量。其中，選擇流量為主控量，皮帶速度為副控量。目前變頻技術(shù)已非常成熟，為了適應(yīng)現(xiàn)場粉塵大的環(huán)境特點(diǎn)，選擇變頻調(diào)速系統(tǒng)來控制皮帶速度，為了克服原系統(tǒng)中存在的其他缺點(diǎn)，我們將測速裝置安裝于皮帶上，而荷重稱重模塊采用穩(wěn)恒直流電源供電，其輸出信號為物料重量信號。 流量調(diào)節(jié)器采用日本大和的新一代高精度演算調(diào)節(jié)器ＣＦＣ－１００，變頻器選用日本富士的Ｇ１１Ｓ系列，測速稱重模塊采用ＴＨ－２６。其中，ＣＦＣ－１００采用了８位ＣＰＵ芯片，ＰＩ調(diào)節(jié)功能由軟件實(shí)現(xiàn)，并強(qiáng)化了自我診斷機(jī)能，對秤的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視，具有故障診斷、故障報(bào)警、故障保持功能。軟件編程通過參數(shù)設(shè)定的方法實(shí)現(xiàn)，使用方便，通用性強(qiáng)，對不同能力的秤都能用數(shù)字設(shè)定的方法調(diào)節(jié)零點(diǎn)和量程，自動計(jì)算調(diào)整值，一次調(diào)整就能記憶，無須人工干預(yù)。另外，ＣＦＣ－１００的抗力，可適應(yīng)惡劣的環(huán)境，與強(qiáng)干擾源變頻器同裝于一個(gè)柜子中，仍能可靠工作，保證計(jì)量控制精度。 ＴＨ－２６采用的是磁電式脈沖發(fā)生器，其外形象一個(gè)小車（見圖３），重約２０ｋｇ；以Ｏ點(diǎn)為固定點(diǎn)，水平安裝于皮帶機(jī)的回程皮帶上，并能夠以Ｏ點(diǎn)為軸在豎直面內(nèi)靈活轉(zhuǎn)動。這樣，當(dāng)皮帶轉(zhuǎn)動時(shí)，就可帶動ＴＨ－２６的測速車車輪無滑動地轉(zhuǎn)動，從而測得皮帶速度。當(dāng)皮帶與主動輪打滑時(shí)，仍能測得皮帶真實(shí)速度。 （２）控制原理。配料系統(tǒng)物料通過皮帶稱量段時(shí)，稱重模塊重量信號與皮帶速度脈沖信號進(jìn)行綜合得出實(shí)際流量，再與流量給定值進(jìn)行比較，輸出操作值給變頻器，變頻器以此作為皮帶速度設(shè)定值來控制電機(jī)速度，從而達(dá)到了控制流量的目的。顯然，重量信號的波動以及皮帶打滑就成了主控回路的干擾信號，流量調(diào)節(jié)器會針對這些干擾，進(jìn)行ＰＩ調(diào)節(jié)，以克服干擾的影響。完成定量給料。３調(diào)試與標(biāo)定根據(jù)工藝要求設(shè)定好ＣＦＣ－１００與變頻器Ｇ１１Ｓ的所有參數(shù)，并用信號發(fā)生器對ＣＦＣ－１００的所有模擬通道進(jìn)行零點(diǎn)和量程的標(biāo)定，以保證與上位ＤＣＳ系統(tǒng)的可靠通訊，然后對皮帶秤進(jìn)行砝碼標(biāo)定。下面以熟料秤為例介紹砝碼標(biāo)定的過程和某些技術(shù)細(xì)節(jié)。３．１現(xiàn)場調(diào)整（１）調(diào)整稱量框架的水平度使稱量段上的３個(gè)托輥在同一水平面上，其水平度誤差≤±１ｍｍ時(shí)，就可保證０．５％的計(jì)量精度。 （２）調(diào)整稱量框架的配重，使荷重稱重模塊輸出略大于０ｍＶ。啟秤，緩緩轉(zhuǎn)動皮帶，在皮帶轉(zhuǎn)過１周的過程中，使荷重稱重模塊每一刻的輸出都大于０ｍＶ，這樣就能保證物料實(shí)實(shí)在在地壓在荷重稱重模塊上，避免秤虛。熟料秤荷重稱重模塊輸出在０．６ｍＶ～３．８ｍＶ之間波動。 （３）測量皮帶周長。熟料秤皮帶周長為８．５３ｍ。３．２置脈沖將ＣＦＣ－１００打至手動操作位置，給一操作值。在Ｐ運(yùn)行狀態(tài)下啟秤。將皮帶轉(zhuǎn)過５圈時(shí)ＴＨ－２６產(chǎn)生的脈沖數(shù)置入ＣＦＣ－１００的機(jī)能數(shù)據(jù)０６號地址中。該脈沖數(shù)代表了皮帶長度。在零點(diǎn)和量程標(biāo)定過程中，當(dāng)啟動標(biāo)定程序后，系統(tǒng)將自動累積脈沖；當(dāng)皮帶轉(zhuǎn)過５圈時(shí)，系統(tǒng)將自動停止標(biāo)定程序，使標(biāo)定簡單準(zhǔn)確。３．３標(biāo)零點(diǎn)將ＣＦＣ－１００打至“標(biāo)０點(diǎn)”運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。啟動零點(diǎn)標(biāo)定程序，系統(tǒng)開始累積流量；當(dāng)皮帶轉(zhuǎn)過５圈時(shí)，系統(tǒng)自動停止累積。將累積量的折算值置入ＣＦＣ－１００的００號地址中，即可去皮重。重復(fù)啟動零點(diǎn)標(biāo)定程序，記錄累積值，不修改００號地址中的內(nèi)容。３．４標(biāo)量程計(jì)算基準(zhǔn)值?；鶞?zhǔn)值＝砝碼折算值（ｋｇｍ）×皮帶周長（ｍ）×皮帶圈數(shù)（Ｎ）。熟料秤稱量框架長０．５ｍ，正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)料重約為２４０ｋｇｍ。本次標(biāo)定掛１２０ｋｇ砝碼，因此，熟料秤基準(zhǔn)值＝２４０×８．５３×５＝１０２３６ｋｇ。 將此基準(zhǔn)值置入ＣＦＣ－１００的０４號地址中。然后將ＣＦＣ－１００打“標(biāo)量程”運(yùn)行狀態(tài)?，F(xiàn)場加砝碼１２０ｋｇ，啟動量程標(biāo)定程序，系統(tǒng)開始累積流量；當(dāng)皮帶轉(zhuǎn)過５圈時(shí)，系統(tǒng)自動停止累積。將累積值與基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，自動計(jì)算出累積量的折算值，將該折算值置入ＣＦＣ－１００的０２號地址中，量程標(biāo)定完畢。重復(fù)啟動量程標(biāo)定程序，記錄累積值，不修改０２號地址中的內(nèi)容。 混合配料系統(tǒng)砝碼標(biāo)定完畢后，將系統(tǒng)打至自動，進(jìn)行ＰＩＤ整定。將ＣＦＣ－１００打至遙控運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，中控室給量設(shè)定值，啟秤，由于稱量框架上有砝碼，故系統(tǒng)有流量反饋值。當(dāng)反饋值等于給定值時(shí)，突然去掉一個(gè)砝碼——給系統(tǒng)一個(gè)階躍擾動，觀察攪拌配料系統(tǒng)的調(diào)節(jié)動作，調(diào)整ＰＩ參數(shù)，直至滿足工藝要求為止。熟料秤ＰＩ參數(shù)最后整定值為：Ｐ＝１２０，Ｉ＝５。在這樣的ＰＩ參數(shù)調(diào)節(jié)下，階躍擾動約２ｓ即可消除，滿足工藝要求。４改造效果原系統(tǒng)中，由于荷重稱重模塊的橋壓是由測速發(fā)電機(jī)提供的，其輸出信號即為實(shí)際流量信號。當(dāng)荷重稱重模塊上無壓力時(shí)，實(shí)際信號為零，調(diào)速單元不斷調(diào)節(jié)，造成飛車。因此，零點(diǎn)標(biāo)定也必須加上砝碼，通過間接的方法進(jìn)行標(biāo)定，該方法繁瑣，需反復(fù)調(diào)整。并且由于加上砝碼標(biāo)零點(diǎn)，就不能保證皮帶空載時(shí)，荷重稱重模塊上有預(yù)壓力。也就是說，皮帶上一定存在某些位置使皮帶懸空，當(dāng)皮帶上的重物達(dá)到一定程度時(shí)，才對荷重稱重模塊產(chǎn)生壓力。因此，這樣標(biāo)出的零點(diǎn)不準(zhǔn)確。而新系統(tǒng)從零點(diǎn)的標(biāo)定過程中就可看出，克服了這一點(diǎn)，使零點(diǎn)的標(biāo)定簡單、準(zhǔn)確。 另外，由于原定頻配料系統(tǒng)中的直流調(diào)速單元由分立元件搭成，參數(shù)調(diào)整極不方便，元器件老化、器件參數(shù)漂移等問題的存在，直接影響了皮帶秤穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn)。并且皮帶打滑不能及時(shí)被發(fā)現(xiàn)常造成PVC配料不合格。而新系統(tǒng)克服了以上缺點(diǎn)。表１是零點(diǎn)、量程標(biāo)定后，做重復(fù)性試驗(yàn)時(shí)記錄下來的數(shù)據(jù)由表１可知，在不改變零點(diǎn)和量程標(biāo)定參數(shù)時(shí)，重復(fù)做零點(diǎn)和量程標(biāo)定試驗(yàn)，累積量的相對誤差都在±０．５％之內(nèi)，這充分說明新系統(tǒng)運(yùn)行是穩(wěn)定的。在以后的實(shí)際生產(chǎn)中也證明了這一點(diǎn)，PVC配比長期穩(wěn)定。 因此，本次改造解決了原系統(tǒng)中存在的問題，并取得了以下幾個(gè)方面的效果： （１）實(shí)現(xiàn)串級調(diào)節(jié)，使自動配料系統(tǒng)抗力增強(qiáng)，改善了控制質(zhì)量，并滿足與ＤＣＳ系統(tǒng)的通訊及其它配料設(shè)備的聯(lián)鎖。 （２）增加手動調(diào)速模式和機(jī)旁控制模式，便于配料設(shè)備維護(hù)。 （３）解決了備件、皮帶打滑等問題。 （４）標(biāo)定過程簡單、準(zhǔn)確?？刂凭龋?plusmn;１％，計(jì)量精度＜±０．５％。 維護(hù)量明顯減少，故障率大大降低，控制質(zhì)量明顯提高，保證了PVC磨的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和PVC質(zhì)量，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。 | |
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