| 稱重在化工原料配料系統中的應用 | 2020-02-28 |
| 一、 項目背景 中石化上海石油化工股份有限公司腈綸事業部，是目前國內大的腈綸專業生產企業，占地面積25.45公頃。事業部現有三大腈綸纖維生產裝置：南腈綸裝置、北腈綸裝置和金陽腈綸裝置。主要產品有腈綸纖維和腈綸毛條兩大類。 此項目測量物料性質以及工藝要求如下： 1） 輸送物料為聚丙烯晴，實物如圖1。 2） 顆粒直徑在20-30um。 3） 含水率在45%-55%。 4） 計量配料系統的前一道是離心機設備，離心機的出料過程是16分鐘/次，每次出料為54kg，投入下方計量罐中，共向計量罐內投5次物料約有270kg。 5） 儲料罐防爆電子秤在向下方的反應釜內加物料，等添加物料達到250公斤時，儲料罐防爆電子秤關閉停止加料，進入下一循環。 6） 250kg物料要求在30分鐘內勻速下料，計量精度在1%. 由于分體物料的物理特性的不同對分體計量的配料系統影響很大，因此不同的物料計量控制的方式方法，以及控制系統的硬件配置差別也很大。對于比重大或比重過小、含水率高、流動性差、易結塊的粉體物料很難精確配料系統。 針對客戶提供的實物聚丙烯晴，分析得出該物料是易掛壁、易搭橋、流動性差的特性。為此我們在計量罐內加攪拌電機，解決搭橋和掛壁問題，用星型轉閥實現勻速下料。由于有二個電機在計量罐上，對計量精度提出了難點。 二、 控制系統構成 硬件組成主要由CPU224XP和配料系統模塊組成，計量罐620L有三個配料系統模塊支撐。模塊通過接線盒并聯接入系統模塊。 當對計量罐標定好后，設備運行首先用增量法對離心機從計量罐上方加料進行計量跟蹤。離心機四次加料后或反應罐內物料大于250kg時。計量配料系統向離心機發出禁止出料信號，同時處于放料等待狀態隨時可以接受指令進行放料。開始放料又用減量法計量，并且要均速在30分鐘內放完料。放完料后可將該次配料系統數據與時間進行保存。 三、 控制系統完成的功能 1、 SIWATOOL MS軟件校稱 針對SIWAREX MS配料系統模塊的校稱軟件SIWATOOL MS使用非常方便，操作可以獨立于SIMATIC S7-200自動化配料系統的調試。通過RS232接口與PC機Com口相連，在校稱界面中，輸入標準砝碼的重量后，發送至SIWAREX MS配料系統模塊中，然后在空秤的時候，點擊“零點有效”按鈕，放上50KG的標準重量砝碼后，點擊“砝碼重量有效”后，即可瞬間完成校稱工作。 2、設定低通濾波頻率 在聯機調試時可以根據二個電機運行時的震動情況，來調整濾波頻率，使其在條件下限制數據的震蕩跳動，又不會產生數據過于滯后影響精度產生超差。在動態過程中調試非常便于在監控中調整，較為直觀。如圖4中的“Limit Frequence”值，設定范圍從0.05Hz到5Hz之間的7個可選頻率范圍。真正從控制應用角度出發，靈活解決了兩個電機震動帶來的影響。 3、PLC可編程配料系統功能 PLC程序可以調用提供的現成子程序，這樣節省許多編寫配料系統程序的時間，只需調用子程序的幾個變量就可以了，例如：去皮、標零、顯示皮重等。如圖5 SIWAREX MS配料系統主程序，整個程序可視化，方便操作。 4、 SIWAREX MS配料系統模塊的特性 SIWAREX MS 是一種多用途配料系統模塊，適用于所有簡單配料系統與測力應用。緊湊的模塊化設計易于安裝在SIMATIC S7-200系統中。SIWAREX MS模塊直接在S7-200 CPU中存取設置和配料系統數據，與PLC數據傳送不需要外加其它通訊接口。 SIWAREX MS模塊還具有以下優點： 1） 使用STEP 7-Micro/WIN軟件包進行統一設計 ，與S7-200兼容 2） 測量精度0.05%，分辨率達65000，可小數點后顯示三位或4位小數 3） 使用“快速啟動”軟件包可快速啟動和運行配料系統功能 4） 具有豐富的自診斷功能 5） 具有理論標定功能，無需校驗砝碼 6） 更換配料系統模塊無需重新校準，所有傳感器的標定數據已存儲在CPU中 7） 通過SIWATOOL MS 軟件方便的進行設置和校正配料系統模塊，即使沒有PLC相關經驗，也可以輕松完成校稱工作 8） 本身具有Ex防爆區域的認證，非常適合化工場合應用 四、 項目運行情況 實際配料設備調試情況250kg的物料，誤差在300克到500克之間，精度在千分之3左右，遠高于用戶1%的期望值內。而且二個電機同時運行所產生的數值波動在200克內，整個放料時間控制在25分鐘內。這個結果對客戶來說非常滿意，對這種配料系統方式也非常滿意。設備交付使用以來，已有兩個多月，運行一直非常穩定。 五、 應用體會 PLC配料系統其模擬量模塊的分辨率是數值4000和8000，且以前的配料系統解決方案還需要另配傳統的配料系統儀表，并且不同品牌產品模擬量數據轉換極易造成數據失真。此次經過專家介紹，選用的配料系統解決方案，SIWAREX MS配料系統模塊與PLC在系統內數據直接轉換成過程配料系統數據，具有精度高，性能穩定等特點，無需過多的AD/DA/AD等模數轉換，也不會造成數據失真。 | |
