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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(xì)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)西安某電氣公司 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(xì)下料電機變頻調(diào)速系統(tǒng), 以達(dá)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(jìn)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(xì)下料電機, 打開下料擋板, 同時大小螺桿輸料, 當(dāng)達(dá)到預(yù)設(shè)定重量 (15kg) 時, 關(guān)閉粗下料電機, 由細(xì)下料電機控制小螺桿下 料, 當(dāng) 達(dá) 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(xì)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。 設(shè)置頻率與測定合格率關(guān)系

  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(jìn)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(dá)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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