某集團公司1.5萬t/a三聚氰胺裝置自2000年4月投產以來,由於成品包裝機組中智能稱重控製係統設計缺陷和係統軟件性能穩定性差,曾多次發生稱重控製PLC聯鎖,電子秤不下料,包裝合格率低等故障,雖經外方專家多次檢修、調試,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定生產帶來了重大隱患。
1、問題分析
經分析影響整個稱重控製係統失控的原因主要有以下幾個方麵:(1)稱重控製係統軟件算法不合理,不能對稱重誤差自動跟蹤修正;(2)小螺杆轉速過快,控製細下料作用未發揮;(3)物料在粉倉中壓力、溫度、堆密度等外在因素。
2、控製係統改造方案
原電子秤由PLC控製係統和專用稱重處理器構成,根據現場稱重實際情況,利用原有PLC控製係統,用國產西安某公司MF2001NT智能稱重處理器取代原稱重處理器,改用智能修正算法,亦即根據前次稱重結果,自動修正下料量,使所得結果更接近設計值,同時,在異型包裝時(如1t量包裝)可按40袋完成,並且記憶每袋實際稱量值,使累計誤差得以補償,同時加接細下料電機變頻調速係統,以達到下料量平穩、準確。在機械結構上料倉與電子秤設計泄壓口,便於釋放壓力和降低溫度,根據實際情況調整下料螺杆,減小氣缸阻尼,消除控製和執行機構動作時滯。
2.1改進軟件算法自動修正誤差
對稱重係統的改造,主要利用了當前重量與最終設定重量的比較計算,自動修正稱重中物料落差量,逐位逼近計算來實現稱重精確度。
PLC發出稱重信號,關閉電子秤底門,自動除皮重,然後啟動粗細下料電機,打開下料擋板,同時大小螺杆輸料,當達到預設定重量(15kg)時,關閉粗下料電機,由細下料電機控製小螺杆下料,當達到或接近最終重量(25kg)時,關閉下料擋板,給PLC發出稱重完成信號,若當前重量不符要求:①在工藝要求的誤差範圍內,記錄當前重量與設定的最終重量差值,把這個差值與下一次稱量中,關閉下料擋板後的落下餘料相加,來逐步逼近設定的最終重量;②若嚴重超差,稱重報警,然後手動強製放料。若符合要求,PLC控製夾袋、下料、抽氣過程,整個稱重過程結束。
2.2變頻調速係統控製小螺杆細下料量
隨著變頻技術發展成熟,變頻調速已成為電機調速係統首選,在改造中采用了開環控製方式,由PLC來控製小螺杆的開/停,變頻器用來變頻降低小螺杆電機轉速,由下料後包裝的合格率來手動設定變頻器頻率,根據實際測算,在頻率降到25Hz,轉速為345r/min時,下料平穩精確,明顯改善了小螺杆轉速過快造成的誤差。
2.3設計加裝泄壓口,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,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製係統進行了改造,投資少,成效高,包裝合格率由72%上升到改造後的98%,達到了預期目標,適應了高負荷、長周期的生。實踐證明,利用國內成熟的控製方案來修正國外設備中技術缺陷,揚長避短,不僅可行,而且效果顯著。

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