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        涂布機新增涂料快速切換系統(tǒng)的原因及其控制研究

        2014-03-06 07:11:28
        機電信息 2014年6期
        關鍵詞:液位閥門系統(tǒng)

        蔡 越

        (金東紙業(yè)(江蘇)股份有限公司自動化課,江蘇 鎮(zhèn)江212000)

        0 引言

        金東紙業(yè)的涂布機為芬蘭Mesto生產(chǎn)的世界領先的Offline涂布機之一。共有4個涂布頭,每個涂布頭有1套完整的供料系統(tǒng)。涂料在Color Kitchen制備好后,由前段供料泵經(jīng)過工作站、過濾器打入Working Tank中。在涂布過程中根據(jù)紙種的不同、底涂和面涂的差別,由后段供料泵控制作高位循環(huán)進行涂布。每個紙種操作結束后要將多余的涂料回收并打循環(huán)清洗,目的是再利用和環(huán)保。在全世界的涂布機中都存在不同紙種改抄時的損失。

        1 新增快速切換系統(tǒng)的原因

        不同紙種的涂料所采用的配方存在一定的差異(尤其面涂涂料),因此在改抄過程中為保證涂料品質穩(wěn)定必須將涂料回收后重新送料,這樣帶來2個方面的問題:(1)改抄一次執(zhí)行回收、排水、重送涂料大約耗時40~60min,影響生產(chǎn)效率;(2)換紙改抄過程中要用大量的水沖洗,對涂料造成一定的稀釋,可能會使涂料物性略有變化(如固含降低),影響涂料品質。

        2 控制方案選擇

        2.1 基本控制原理

        改抄新紙種前15min由CK操作員切換供應新的涂料,新的涂料將管道中老的涂料推入Working Tank中,然后閥門自動切換,此時將向新增2個Jolly Tank中供料,CK供料泵的功率自動控制在100%,Jolly Tank的作用即貯存新的涂料。OMC供料泵處于E1控制狀態(tài),功率由車速決定,連續(xù)將涂料由Working Tank經(jīng)工作站過濾到涂布頭上涂后再回Working Tank完成高位循環(huán)。在Jolly Tank液位到設定值后,CK供料泵會聯(lián)鎖停止供料。此時Working Tank中的涂料液位將逐漸下降,用Quick Reclaim可加速卸料,下降到設定值后切換涂料開始,新涂料從Jolly Tank落到 Working Tank中,Working Tank中的老涂料迅速排往Reclaim Tank中貯存,在切換結束后將通過變頻泵調速打到底涂中去或是回收回CK循環(huán)利用。

        2.2 硬件和軟件結構

        涂料快速切換系統(tǒng)如圖1所示。

        (1)本系統(tǒng)構建在ABB DCS上,處理器為AC450。閥門、液位等控制點較多,4~20mA模擬量輸入4個,開關量輸入16個,開關量輸出8個,6個 AIC,16個 AOC,18個 DIC,6個DOC,8個VALVECON做閥門控制,4個PIDCONA做液位控制,2個DRISTD通過增加新的Station站,用光纖下接TB810、NDBU85與變頻器通訊來控制變頻馬達。

        (2)DCS現(xiàn)場總線架構如圖2所示。

        圖1 涂料快速切換系統(tǒng)圖(改造后)

        圖2 DCS現(xiàn)場總線架構

        (3)閥門為VALVECON控制。VALVECON功能塊設計用來在不同過程中控制雙向閥,它由3部分構成:1)1個PC element(程序元件)和其他 ABB Advant Controller410/450中的程序元件處理方法一樣。2)1段給操作員用的包含描述和命令的功能。過程中的數(shù)據(jù)和參數(shù)顯示在Advant Station500系列的操作員電腦上。鍵盤用于輸入命令和其他一些功能。3)1個數(shù)據(jù)庫元件。包含組態(tài)參數(shù)和動態(tài)數(shù)據(jù),用于操作員站和程序單元。

        (4)液位為PIDCONA控制。PIDCONA功能塊是Advant OCS過程控制系統(tǒng)功能塊中的一種,帶有自動調整和自動適應的PID控制功能,包括操作界面和事件處理。

        3 控制程序流程

        (1)到飛接前第16min OMC升高3#及4#WT的設定液位至75%(由65%調升至75%,目的是讓CK供料泵連續(xù)供料,實際上直至涂料切換前 WT最高液位75%左右)。(2)飛接前第15min,OMC電話通知CK切換新紙種涂料。(3)CK接通知后,立即關閉甲涂料貯槽的Discharge,打開乙涂料貯槽的Discharge。切換涂料儲槽完成后CK立即電話通知OMC。(4)飛接前第14min(此時 WT液位會在75%左右),OMC打開 Quick change,New Coat Come Time開始計時(150s)。(5)New Coat Come Time計時結束,進Jolly Tank與進WT的閥門自動切換,CK供料泵以100%的速率向Jolly Tank供料。(6)3#WT(或4#WT)液位下降至 WT的第一低位(33%),自動切換開始進行。(7)若飛接前30s,Working Tank液位未到設定值33%,手動按“Quick Reclaim”強制進行卸料(選擇QUICK RECLAIM ON后必須立即退出,防止一直選中處于手動狀態(tài),RECLAIM TIME時間不受控制,系統(tǒng)不能正常切換),當Working Tank液位下降至37%,會自動進行“Quick Change”。(8)切換正常完成后,若 Working Tank仍偏高,繼續(xù)手動按“Quick Reclaim”強制卸料,注意觀察Working Tank液位下降,到43%時,手動 OFF“Quick Change”信號。(9)切換正常完成,OMC關閉“Quick Change”,并恢復 WT設定液位。(10)OMC關閉“Quick Change”,至現(xiàn)場清洗Jolly Tank和進入Jolly Tank的管線。(11)現(xiàn)場派人至底涂 WT處觀察,OMC設置Reclaim Tank泵速,打開“R-Tank Discharge”向底涂 WT處打料排水,現(xiàn)場觀察料到后打開進WT的閥門關閉排污閥,則Reclaim Tank供料泵以設定泵速向底涂WT打料,Reclaim Tank低位后泵會自動停止。(12)Reclaim Tank用空后,OMC關閉“R-Tank Discharge”。OMC至現(xiàn)場清洗 Reclaim Tank,洗凈后桶槽注水至20%。派人至底涂WT處打開2排污閥,關閉進WT的閥門后打開“R-Tank Discharge”,啟動Reclaim Tank泵清洗管路。清洗結束務必關閉“R-Tank Discharge”。

        4 結語

        涂料快速切換系統(tǒng)在金東紙業(yè)1#、2#涂布機投入使用1年左右,不停車改抄較斷紙改抄每次可減少一大筆損失,可為其他紙廠提供借鑒。

        [1]Advant OCS Functional Units Part6MOTCON VALVECON

        [2]Advant OCS Functional Units Part7PIDCONA

        [3]Advant OCS Functional Units Part9DRICONS

        [4]Advant OCS PC Elements Advant Controller400Series

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