丁傳海,裴 霖,李愷祺

(中國石油吉林石化公司 電儀中心,吉林 吉林 132021)

料斗秤門設(shè)計不符合現(xiàn)場實際需求,檢測元件多、故障率高,造成故障后處理難度大,影響產(chǎn)品質(zhì)量,將料斗秤門由一體式改為分體式結(jié)構(gòu),改造后運行程序簡單,保證了稱重精度,也減少故障處理時間。

1 秤體結(jié)構(gòu)與順序控制

1.1 主秤結(jié)構(gòu)及控制原理

主秤是承載膠料的設(shè)備,它將系統(tǒng)送過來膠粒的重量通過控制器轉(zhuǎn)化為數(shù)字量[1]。詳細過程為：通過固定在四周的稱重傳感器將重量值由模擬量轉(zhuǎn)化成數(shù)字量傳輸?shù)酵欣郌-701C稱重控制器上,F-701C稱重控制器再傳輸?shù)絇LC上,PLC根據(jù)信號實現(xiàn)粗給料閥、精給料閥、秤門的控制[2]。秤體結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 料斗秤的付秤與主秤結(jié)構(gòu)

如圖2所示為秤體氣缸及檢測元件,開始稱重前,稱重箱放料門應(yīng)處于關(guān)閉狀態(tài),閉合位置由磁環(huán)開關(guān)SQ1檢測(PLC地址號I5.4為ON),并且粗流、精流閥都處于失電狀態(tài),給料門處于關(guān)閉位置。在自動控制時,F-701C反饋PLC重量為零的信號,PLC控制粗給料閥門YV17開啟,直到重量接近設(shè)定值時,關(guān)閉粗給料閥門,開啟精給料閥門YV14,直至主秤稱重達到設(shè)定值,關(guān)閉精給料閥門,延時落料過程,再開啟排料門YV15、YV16,完成一次稱重過程[3]。

圖2 秤體氣缸及檢測元件

粗流信號(PLC輸入地址號I5.0)：開始稱重時,稱重控制器傳至PLC的粗流和精流信號都為ON,粗流閥(PLC輸出地址號Q13.6)、精流閥(PLC輸出地址號Q13.4)同時得電,氣缸桿縮回,驅(qū)動連桿機構(gòu)動作,帶動給料門完全打開,物料快速進入稱重料斗,部分控制程序截圖見圖3[4]。

圖3 粗給料閥PLC控制程序

精流信號(PLC輸入地址號I5.1)：I5.1由F701C輸出信號,程序如圖4所示,當I5.1得電后,精給料閥得電,閥門開啟,并在設(shè)計上沒有自保程序,達到稱重的要求,I5.1失電精給料閥門關(guān)閉[5]。

圖4 精給料閥PLC控制程序

1.2 付秤結(jié)構(gòu)及控制原理

付秤稱重計量部分,現(xiàn)場使用的是梅特勒-托利多IND131稱重顯示控制器[6]。付秤除具備稱重功能外,排料階段還能暫時儲存上游設(shè)備輸送來的膠料。在主秤上方,由固定在框架上的付稱傳感器鏈接稱體,通過傳感器將重量信號傳輸?shù)絀ND131稱重顯示控制器,也將超重信號送至料斗稱控制柜,發(fā)出警報通知現(xiàn)場維護人員[7]。

2 設(shè)計缺陷及改進方法

2.1 秤體結(jié)構(gòu)設(shè)計缺陷

由于設(shè)計不合理,秤體結(jié)構(gòu)沒有考慮到檢修清理工作的便捷性及檢修成本,以及電氣稱重功能重復(fù)設(shè)計,造成其功能無實際意義,付秤稱重功能部分可以簡化,綜合各種因素可以考慮做以下改進。

2.2 改進方法

2.2.1 拆除付秤上的2個傳感器及其附件

拆除傳感器及其附件,可以簡化秤體機械結(jié)構(gòu)。同時,可以節(jié)約高價格傳感器和稱重顯示控制器采購成本,簡化電氣過程控制,便于檢修和日常維護[8]。

2.2.2 加裝檢測堵膠報警用的料位開關(guān)替代稱重傳感器超重報警職能

料位開關(guān)是測量用的儀表設(shè)備,測量固體料位高低的元器件。這次改造選用其中一種音叉料位開關(guān)。音叉開關(guān)原理是一對壓電晶體使音叉在一定共振頻率下振動反饋信號,當音叉被固體顆粒浸沒時振動頻率和振幅將發(fā)生變化,由元件內(nèi)的電路板將模擬量轉(zhuǎn)化成數(shù)字量,參與系統(tǒng)控制。

2.2.3 將進料斗改造成分體式的結(jié)構(gòu),可左右兩側(cè)分開

分體的粗、精給料門安裝在新增的4個相互平行的滑道上,粗、精給料門可以通過氣缸帶動其運行,正常運行時閉合,分開后便于檢修清理。分體的給料門可考慮用氣缸驅(qū)動或采用電動機驅(qū)動,改造后的付秤結(jié)構(gòu)簡圖如圖5所示[9]。

圖5 改造后的付秤結(jié)構(gòu)簡圖

3 結(jié) 論

通過上述改進措施,可以減少停車檢修時間,現(xiàn)場控制柜安裝人機界面,操作直觀[10]。一條生產(chǎn)線每月可減少因堵膠停車1 h以上,全年減少停車時間12 h。以其中一種牌號產(chǎn)品為例,每噸產(chǎn)品平均售價2.4萬元,成本1.4萬元,利潤1萬元,每小時生產(chǎn)2.5噸,年可創(chuàng)收12*1*2.5=30萬元。如果是多條生產(chǎn)線改造,年可創(chuàng)效將更加可觀。

利用自動控制及力學(xué)原理,對料斗秤分體式的技術(shù)改造,可以提高工作效率,同時確保改造項目的投資達到預(yù)期的效果,一般投入使用后當年內(nèi)既可收回投資成本,同時改造后又能及時快速清理堵塞在料斗內(nèi)的膠料,大大減輕清膠工作量,避免長時間停車帶來的經(jīng)濟損失,企業(yè)生產(chǎn)及檢修成本也隨之降低,間接增加產(chǎn)品利潤。