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在聚酯生產(chǎn)中,漿料的配制是極為重要的,為此設(shè)計(jì)了漿料配制的摩爾比控制回路。在摩爾比控制中,TPA物料的測(cè)量與控制又是最為關(guān)鍵的。Schenck公司生產(chǎn)的TPA稱重儀在聚酯行業(yè)中得到廣泛的使用,筆者在長(zhǎng)時(shí)間的使用中,熟悉了其結(jié)構(gòu)、原理,并積累了一些常見故障處理的經(jīng)驗(yàn),故寫此文以和大家交流。
1TPA稱重儀的組成
通常一個(gè)調(diào)節(jié)系統(tǒng)是由變送器、調(diào)節(jié)器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)(控制閥)這3個(gè)主要部分組成的。TPA稱重儀就是這樣1臺(tái)包括了變送器、調(diào)節(jié)器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的獨(dú)立的儀表。
1.1檢測(cè)部分
要想控制TPA的加料量,首先要測(cè)出TPA流量的大小。氣體、液體的流量測(cè)量是大家所熟悉的,由各種流量變送器將流量的大小轉(zhuǎn)化成4～20mADC信號(hào)。然而TPA是固體,是一種粉末
狀物質(zhì),因此傳統(tǒng)的用于測(cè)量氣體或液體流量的方法在此行不通。TPA稱重儀的檢測(cè)部分是由以下幾個(gè)部件組成的,其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

a)驅(qū)動(dòng)測(cè)量輪旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)M01。
b)測(cè)量輪,對(duì)于MulticorTYPE-S40型,M01與測(cè)量輪之間采用柔性連接,測(cè)量輪以等速旋轉(zhuǎn)。c)測(cè)量輪轉(zhuǎn)速檢測(cè)用速度傳感器B10,傳感器
將轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)化成脈沖信號(hào),然后通過(guò)頻率/數(shù)字轉(zhuǎn)換器輸出數(shù)字量,送到微處理器系統(tǒng)。
電壓正比于力矩大小,并且通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)成數(shù)字量,同樣也送到微處理器系統(tǒng)。
d)荷載傳感器B1,它感受測(cè)量輪旋轉(zhuǎn)時(shí)作用在荷載傳感器上的力矩大小。荷載傳感器輸出的電壓正比于力矩大小,并且通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)成數(shù)字量,同樣也送到微處理器系統(tǒng)。
e)計(jì)算系統(tǒng),Intecont計(jì)算系統(tǒng)接受了速度傳感器傳來(lái)的速度信號(hào),也收到了由荷載傳感器送來(lái)的力矩信號(hào),根據(jù)這兩個(gè)信號(hào)大小,計(jì)算系統(tǒng)計(jì)算出TPA的流量大小,從而完成了流量的檢測(cè)。根據(jù)測(cè)量原理得出

I=M/(ωRR)

式中I——流量；M——力矩；ω——測(cè)量輪角速度；R--測(cè)量輪半徑。
因此根據(jù)力矩和速度的信號(hào)就可以計(jì)算出流
量大小。除了計(jì)算系統(tǒng)是安裝在MCC室外,其余部件都在現(xiàn)場(chǎng)。
圖2是TPA稱重儀檢測(cè)與控制的原理圖。
圖2控制原理圖
當(dāng)TPA物料經(jīng)星型喂料器,入口漏斗落到測(cè)量輪上,由于測(cè)量輪旋轉(zhuǎn)將物料向外拋,拋出的物料沿著外殼的壁下落到下面出口管道。
星型喂料器由馬達(dá)M02驅(qū)動(dòng),它是由變頻器控制的。當(dāng)轉(zhuǎn)速高時(shí),星型喂料器輸送出的TPA物料也多,從而落到測(cè)量輪上的TPA物料也多,測(cè)量輪旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的力矩也大。此力矩通過(guò)與測(cè)量輪驅(qū)動(dòng)馬達(dá)安裝在一起的框架傳送到荷載傳感器,荷載傳感器輸出的電壓正比于該力矩。
1.2控制部分
a)調(diào)節(jié)器給定方式：調(diào)節(jié)器既可以接收來(lái)自DCS的給定值(4～20mADC),即遠(yuǎn)方給定,此時(shí)狀態(tài)處于“startkeyboardmode”方式；也可以接收本機(jī)提供的給定值,即本機(jī)給定,此時(shí)儀表處于“stopkeyboardmode”方式。
b)控制方式：當(dāng)儀表處于“startvolumetricmode”方式時(shí),控制方式為重力方式,即調(diào)節(jié)器將測(cè)量值與給定值相比較,根據(jù)其偏差來(lái)改變喂料量,直至實(shí)際流量值等于給定值,調(diào)節(jié)系統(tǒng)是閉環(huán)的。
當(dāng)儀表處于“stopvolumetricmode”方式時(shí),控制方式為體積方式,即喂料量大小正比于給定值,調(diào)節(jié)系統(tǒng)是開環(huán)的。
TPA稱重儀運(yùn)行中,通常都是采用重力方式。
1.3執(zhí)行機(jī)構(gòu)部分
對(duì)于氣體或液體介質(zhì)的控制,通常采用氣動(dòng)薄膜控制閥,改變控制閥的開度,從而改變流過(guò)介質(zhì)的流量大小。而TPA是固態(tài)粉末,因此執(zhí)行機(jī)構(gòu)也就不能選用傳統(tǒng)的控制閥,它是由以下幾個(gè)部件組成。
a)星型喂料器,安裝在TPA進(jìn)口管路上,如圖2所示。當(dāng)星型喂料器旋轉(zhuǎn)時(shí),TPA物料到下料管,星型喂料器轉(zhuǎn)動(dòng)越快,則輸送進(jìn)去的物料就越多。

b)驅(qū)動(dòng)星型喂料器的馬達(dá)M02(見圖2)。
c)為了改變M02的轉(zhuǎn)速,采用了變頻器FAE505.12D。該變頻器安裝在MCC控制室內(nèi),而執(zhí)行機(jī)構(gòu)的其余部分都安裝在現(xiàn)場(chǎng)。
2影響測(cè)量精度的因素
a)荷載傳感器的正常運(yùn)行對(duì)保證儀表精度是十分重要的。荷載傳感器是由壓敏電阻構(gòu)成的一個(gè)橋路,在日常使用和維護(hù)中,要防止在靠近荷載傳感器的設(shè)備或附近的管路上進(jìn)行電焊作業(yè),如果必須進(jìn)行電焊作業(yè)時(shí),要采取一定的保護(hù)措施,把荷載傳感器的接線浮空,防止電焊電流流過(guò)荷載傳感器。
電焊機(jī)的地線盡可能靠近焊點(diǎn),避免電焊作業(yè)損壞荷載傳感器。筆者在對(duì)稱重儀校稱時(shí)發(fā)現(xiàn),其計(jì)量值時(shí)大時(shí)小,誤差很大且沒有規(guī)律,在更換荷載傳感器后運(yùn)行正常。
b)測(cè)量輪的幾何形狀、外形尺寸以及葉片形狀和數(shù)量都是經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次實(shí)驗(yàn)后決定的,因此不能隨意改動(dòng)。由于TPA物料中含有粘性物質(zhì),或者是濕度的增加,都將有可能造成測(cè)量輪上粘結(jié)物料。若此粘結(jié)是持久的、均勻的則對(duì)測(cè)量不會(huì)造成影響,但是要避免粘結(jié)層的增加及不均勻厚度的出現(xiàn)。因此要盡可能利用每一次停車的機(jī)會(huì),檢查測(cè)量輪是否有粘結(jié)或磨損,即使在運(yùn)行期間也要定期檢查測(cè)量輪是否有粘結(jié),并及時(shí)清理。
當(dāng)清理完后,重新做皮重校正和零點(diǎn)校正,皮重校正和零點(diǎn)校正反復(fù)做2次,以校零點(diǎn)為結(jié)束。3)測(cè)量輪上、下軸承由于經(jīng)常和物料接觸,容易臟,其潤(rùn)滑情況的好壞將直接影響到力矩大小,因而直接影響到流量的測(cè)量精度。根據(jù)有關(guān)資料表明,軸承使用壽命為1×104h,要注意及時(shí)更換軸承。
另外,筆者發(fā)現(xiàn)測(cè)量輪的軸上會(huì)纏上異物(如麻繩),其結(jié)果導(dǎo)致皮重極大增加,通常情況下,其皮重為30kg/h左右,最大時(shí)也只有70kg/h左右。但有一次筆者發(fā)現(xiàn)其中有1臺(tái)稱重儀其皮重達(dá)103kg/h,測(cè)量誤差嚴(yán)重超標(biāo),后仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)測(cè)量輪的軸上纏繞了很多麻繩,經(jīng)清理后,皮重很快降下來(lái),重新校正后其精度達(dá)標(biāo)。
4)當(dāng)稱重儀停止時(shí),測(cè)量輪停止轉(zhuǎn)動(dòng),處于完全靜止?fàn)顟B(tài),在這種情況下,也要檢查Q值(測(cè)量荷載),其正常值在0.2～0.6kg之間,若Q值小于0.2kg則表明,當(dāng)測(cè)量輪完全靜止時(shí),作用在荷載傳感器上的初始力矩太低,此時(shí)可通過(guò)調(diào)整拉伸彈簧來(lái)達(dá)到,不過(guò)在調(diào)整時(shí)要注意,動(dòng)作幅度要小,且慢慢調(diào)整,拉伸彈簧對(duì)Q值的影響是很大的,這個(gè)調(diào)整就好象氣動(dòng)儀表中調(diào)整噴嘴-擋板之間的初始距離一樣。若Q>0.6kg時(shí),則表明初始力矩太大,其調(diào)整方法相同。
5)空氣流的影響,空氣流會(huì)像物料一樣對(duì)測(cè)量結(jié)果造成影響,因此必須確認(rèn),在料倉(cāng)和測(cè)量裝置之間的輸送通道必須是密閉的,同時(shí)也要避免在儀表下面,出料口到漿料罐之間管路中出現(xiàn)憋壓現(xiàn)象。要求與周圍大氣壓暢通。
6)要保證連接星型喂料器出口和入口管道之間的平衡管不堵塞,始終保持暢通,否則會(huì)在TPA流量記錄曲線上出現(xiàn)毛刺現(xiàn)象,從而影響測(cè)量的正確性。

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