徐瑞，李珺濤，張雋爽，張帆

（天華化工機械及自動化研究設計院有限公司，甘肅 蘭州 730060）

在工業(yè)設備中，很多設備是間歇運行，整個工藝過程的進料、運行、出料、包裝則是依次進行。而設備整體轉動的動設備，其進、出料口在運行中常規(guī)停機位置往往不在指定的區(qū)域，如此則無法進行加料、排料；如人為自行到停機位置加料，則可能造成很大的人身安全隱患。進而則需要保證設備在運轉停機時轉到指定位置，要實現(xiàn)該過程則需要一套完整的停車邏輯才能保證停機的定點位置。由于該設備的旋轉軸為偏心安裝，運行時則會出現(xiàn)設備的各個區(qū)域受力不均勻；旋轉到重力偏心過大的位置停機時，再行啟動會造成電機負載過大無法正常啟動，給正常使用帶來了諸多不便。

因此，在整個裝置系統(tǒng)中，有一套完整的定點停車系統(tǒng)是非常有必要的?，F(xiàn)以某石化企業(yè)一套真空軸偏心設備的實際應用進行進出料口的邏輯分析。

1 工藝介紹

真空轉股干燥系統(tǒng)由真空轉股干燥機，導熱油加熱、冷卻，冷卻水上水、回水及真空抽除系統(tǒng)組成；該系統(tǒng)的進出料及干燥過程都是在轉股干燥機內完成，其運行過程為間歇性運行；首先，物料由干燥機頂部加入，啟動旋轉主電機經(jīng)過約4小時的干燥；由于每次加入物料濕含量不同，物料在設備內的運行時間也略有不同，故干燥機的轉動需調整頻率；經(jīng)過多次試驗后，干燥機在20Hz的速度下運行，可滿足每次處理物料的合格標準；物料處理完畢停止電機，將物料從干燥機底部料口處排出，整個流程即完成；期間的導熱油和冷卻水分別完成真空轉股的加熱和冷卻，真空系統(tǒng)保證干燥機運行時內部處于真空狀態(tài)；而在該過程中發(fā)現(xiàn)，干燥機進料和出料口的位置需特別注意。

由圖1中可看出，該流程干燥機為一軸偏心設備，轉軸運轉時在各側的受力不均勻，進料、出料口為同一個口，且均在設備上固定位置，設備旋轉至正上方時加料，轉至正下方時卸料。如正常停機時，進出料口方向無法保證與加料平臺、出料包裝處位置對正；且再次啟動時，可能因為設備重心過低而無法啟動。

圖1 軸偏心式真空干燥機

針對以上問題，該系統(tǒng)需在設計中通過合理的邏輯控制方式，將設備停到定點位置上，方可滿足本工藝的運行要求。

2 定點停機方案設計

為了使設備能在指定位置停下，則需要考慮在設備上增加輔助感應裝置，在裝置的固定框架上裝設檢測裝置；當設備轉動時，其上的感應裝置隨設備成圓周轉動，當感應到檢測裝置時，隨即將閉合信號發(fā)出送至編程系統(tǒng)，而后在編程系統(tǒng)中通過指定的邏輯關系實現(xiàn)設備停機時停在定點位置上。設備上的感應裝置是通過在設備運轉軸上增加一只金屬圓盤，沿該盤的圓周上開兩條1/4～1/2長的溝槽，且溝槽分布在兩個不同半圓面上。在溝槽內用螺栓固定外沿略凸出圓盤的扁鋼，該扁鋼即為設備運行時的感應裝置；其中，用于感應進料口的溝槽內固定一塊扁鋼；感應出料口的溝槽內固定兩塊扁鋼。同時，為保證檢測裝置的靈敏度高、質量好、使用成本低，我們選用了倍加福接點式接近開關。該停機過程中，當設備操作按鈕發(fā)出停機信號時，接近開關便開始檢測設備輔助感應裝置的信號，檢測到信號后，程序按照指定的邏輯進行停機，最終實現(xiàn)停止位置處于進、出料口的正對位置，具體方案的設計如圖2、3所示。以上方案的安裝注意點是：保證接近開關與輔助感應扁鋼在豎直面上平行，且在感應區(qū)域的間距需控制在5mm內；邏輯控制上的注意點是：在給定停機信號時，需延遲停機信號一定時間，確認接近開關感應到信號后，按邏輯關系并考慮設備本身的慣性，繼續(xù)延遲數(shù)秒后方發(fā)出實際停機指令信號停機。

圖2 進料口檢測裝置方案圖

3 定點停機邏輯分析

為保證真空轉股干燥系統(tǒng)正常使用，轉股干燥機主電機操作柱需配備兩個；一個為常規(guī)操作柱，用來啟停電機，該操作柱接至變頻器控制柜，在調試設備和緊急開停車時使用；另一個為裝卸料操作柱，該操作柱至少有一個啟動按鈕和兩個停機按鈕，兩個停機按鈕分別標示為裝料停機和卸料停機，這三個按鈕的信號接至DCS（或PLC）系統(tǒng)，采用程序控制。

圖3 出料口檢測裝置方案圖

3.1 進、出料停機信號的邏輯分析

保證輔助感應扁鋼和接近開關安裝完好后，啟動主電機使真空轉股干燥機轉動，運行一切正常后，準備停機時進入定點邏輯控制階段。

首先，系統(tǒng)按下停機按鈕，觸發(fā)DCS（或PLC）系統(tǒng)，自動將主電機變頻器頻率給定信號調整到15Hz，達到該頻率運行穩(wěn)定后檢測接近開關是否接收到扁鋼的感應信號；如5秒內檢測到該感應信號，則放棄并重新檢測；如5秒后才檢測到，則繼續(xù)檢測3秒；3秒內檢測不到感應信號，則判斷該次檢測為進料停機；如3秒內檢測到感應信號，則判斷該次為出料停機；以此區(qū)分進料與出料的邏輯程序。具體操作流程框圖見圖4，確認邏輯關系后，即可按照其先后順序在程序中完成進出料信號的區(qū)分。

圖4 進料、出料停機信號區(qū)分邏輯框圖

3.2 停機信號的定點邏輯控制

要使進出料口能夠準確地停在指定位置，則需要多次實踐對溝槽內凸出扁鋼的位置進行調整。先將傳感器感應位置與出料口的弧度調整到一個指定位置，然后，將變頻器為調整為斜坡停車，并經(jīng)過計算設置停車時間，使其正好與所需求的弧度對應；

4 定點停機邏輯效果分析

對該套軸偏心式真空轉股干燥機定點停機位置的修改，使干燥機的進出料口每次都能按指定的位置停準，如此則可在進出料口的上下方配備相應的管道；每個循環(huán)的運行，都可實現(xiàn)自動加料、排料，其上游和下游可以通過泵送或輸送裝置將物料送至指定的位置包裝，大大降低了工作人員的勞動強度，提高了裝置的自動化水平；且每個循環(huán)的工作時間也相應縮短，產(chǎn)量有所提升。

5 結語

通過對軸偏心真空轉股干燥機進出料口位置停機的定點研究，使整套系統(tǒng)的工作效率有了進一步的提高，該停機邏輯的研究和分析還為我單位同類接口隨本體一起轉動的動設備提供了參考借鑒，以便在以后的裝備研究使用中提高產(chǎn)品的優(yōu)越性。