摘要 介紹了粉料輸送系統發(fā)送缸氣力輸送裝置在運行過(guò)程中使用脈沖控制儀和料位開(kāi)關(guān)產(chǎn)生的問(wèn)題，主要有整個(gè)輸送系統管道堵塞、程序停留在某步驟使整個(gè)生產(chǎn)線(xiàn)癱瘓等，原因主要為脈沖發(fā)生器發(fā)生故障，無(wú)法驅動(dòng)氣刀閥將料和氣分段、上下限料位開(kāi)關(guān)故障讓程序一直停留在某步驟不能循環(huán)執行送料任務(wù)等。對原控制方式進(jìn)行了改進(jìn)，采用將主路信號通過(guò)在法蘭式液位變送器編寫(xiě)軟件程序代碼來(lái)模擬電磁脈沖控制儀輸出，更改滿(mǎn)缸、空缸的判斷方式。實(shí)施后，實(shí)現輸送量#大化，滿(mǎn)足生產(chǎn)線(xiàn)產(chǎn)能要求，同時(shí)程序可靠執行、減少等待，達到節能和降耗目的。
輸送包裝裝置的可靠運行對于化工粉體物料生產(chǎn)線(xiàn)至關(guān)重要，是化工生產(chǎn)線(xiàn)上必不可少的重要組成部分。其中輸送裝置是采用倉泵發(fā)送缸氣力輸送系統對干燥后的粉體物料進(jìn)行輸送，其整個(gè)輸送過(guò)程可分為放空、下料、流化和輸送4個(gè)步驟[1]。其在打開(kāi)放空下料前采用低限料位開(kāi)關(guān)來(lái)判斷空缸、流化，輸送前采用高限料位開(kāi)關(guān)來(lái)判斷滿(mǎn)缸，輸送過(guò)程中采用電磁脈沖閥將管道內物料切割成一段料一段氣的方式進(jìn)行輸送，以保證物料正常輸送至大料倉，避免粉體物料堵塞管道。而電磁脈沖閥的信號來(lái)自脈沖發(fā)生器，如果脈沖發(fā)生器發(fā)生故障，則將導致整個(gè)輸送系統管道堵塞、上下限料位開(kāi)關(guān)故障，就會(huì )讓程序一直停留在某步驟不能循環(huán)執行送料任務(wù)，影響輸送產(chǎn)能，使前后整個(gè)生產(chǎn)線(xiàn)癱瘓[2]。
在法蘭式液位變送器中利用軟件編程來(lái)實(shí)現電磁脈沖信號，改進(jìn)滿(mǎn)缸和空缸的判斷方式，實(shí)現輸送量#大化，達到節能和降耗目的。
1 原輸送系統工作流程及存在問(wèn)題
粉料輸送系統采用的發(fā)送缸氣力輸送裝置，其輸送工作過(guò)程可分為放空、下料、流化和輸送4個(gè)步驟，其工作流程如圖1所示。
干燥后的物料先儲存在中間料斗里。開(kāi)始下料前先判斷發(fā)送缸低限料位開(kāi)關(guān)是否處于空缸狀態(tài)，如果空缸，則打開(kāi)放空閥排凈缸中余壓，防止缸內余壓沖擊中間料斗造成跑料事故；接著(zhù)開(kāi)啟下料閥，開(kāi)始將粉體料裝填到發(fā)送缸中。當下料使粉體物料接觸到發(fā)送缸高限物料開(kāi)關(guān)，送出滿(mǎn)缸判斷信號后，關(guān)閉下料閥和放空閥，下料裝填過(guò)程結束。當下料閥和放空閥關(guān)閉后，進(jìn)入流化階段，流化閥向缸內充入氣體，使粉體物料成流體化狀態(tài)，當流化時(shí)間達到要求后，電磁脈沖閥打開(kāi)，同時(shí)判斷當發(fā)送缸壓力上升到一定時(shí)轉入輸送過(guò)程，打開(kāi)發(fā)送缸下部的出料閥，流化狀態(tài)的粉體物料被脈沖電磁閥根據設定的脈沖寬度和周期，將物料切割成一段料一段氣方式輸送到包裝料倉，以保證物料正常輸送避免堵塞管道。當發(fā)送缸低限料位開(kāi)關(guān)有空缸判斷信號送出時(shí)，說(shuō)明發(fā)送缸內物料已輸送完，處于空缸狀態(tài)，這時(shí)關(guān)閉流化閥、電磁脈沖閥和出料閥，整個(gè)輸送過(guò)程結束，下一次輸送開(kāi)始。
原輸送裝置建成調試投運后，隨著(zhù)負荷的不斷提升，不斷有問(wèn)題出現。主要有：
1)電磁脈沖控制儀經(jīng)常損壞。其內部電子零部件較多，查找出損壞的零部件費時(shí)費力，且采購困難，造成生產(chǎn)線(xiàn)長(cháng)時(shí)間停車(chē)等待，且其他裝置的生產(chǎn)也無(wú)法平衡，影響產(chǎn)量和效益。
2)發(fā)送缸高限料位開(kāi)關(guān)工作不可靠。有時(shí)現場(chǎng)發(fā)送缸下料裝填已經(jīng)滿(mǎn)至下料球閥處很長(cháng)時(shí)間，但高限料位開(kāi)關(guān)判斷滿(mǎn)缸信號始終沒(méi)有送出，造成程序長(cháng)時(shí)間等在下料這一步，影響發(fā)送缸的輸送效率，嚴重的話(huà)也會(huì )引起生產(chǎn)線(xiàn)全系統停車(chē)。同時(shí)，如果在這種狀態(tài)下并閉下料大球閥的話(huà)，閥座和閥球相對運動(dòng)，粉體料更容易造成下料大球閥座磨損，縮短使用壽命；同時(shí)閥座漏氣會(huì )使缸內壓力沖擊中間料斗，造成料斗噴料。
3)發(fā)送缸低限料位開(kāi)關(guān)上積掛粉體料，造成一直有料的假信號�，F場(chǎng)發(fā)送缸分明已經(jīng)送空，但低限料位開(kāi)關(guān)判斷空缸信號始終沒(méi)有送出，造成程序長(cháng)時(shí)間等在輸送這一步，除影響發(fā)送缸的輸送效率、消耗大量壓縮空氣能源外，嚴重的話(huà)也會(huì )引起生產(chǎn)線(xiàn)全系統停車(chē)。
2控制改進(jìn)及實(shí)現
在現場(chǎng)通過(guò)半年的觀(guān)察、摸索和測算，發(fā)現了造成問(wèn)題的原因。通過(guò)對比、論證和實(shí)驗，提出了改進(jìn)方案，其工作流程見(jiàn)圖2。
2.1增加法蘭式液位變送器
將電磁脈沖控制儀設置為旁路備用裝置，主路信號通過(guò)在
法蘭式液位變送器編寫(xiě)軟件程序代碼來(lái)模擬電磁脈沖控制儀輸出，送到現場(chǎng)電磁脈沖閥，將管線(xiàn)里的物料分割成一段料和一段氣輸送到包裝料倉中。
這個(gè)功能的實(shí)現是在出料管線(xiàn)上加入１條氣路管線(xiàn)，通過(guò)電磁脈沖閥的開(kāi)啟將空氣注入到出料管，而關(guān)閉電磁脈沖閥則可讓物料正常輸送，所以通過(guò)設定電磁脈沖閥的脈沖寬度和周期可將物料分割成一段料長(cháng)和一段氣長(cháng)的存在方式。利用CS3000的順序控制功能中SFC塊和計時(shí)器等功能，實(shí)現該控制功能[3]。根據SFC順序執行的特點(diǎn)，設計脈沖發(fā)生子模塊，然后在主程序中調用。
電磁脈沖信號發(fā)生的程序流程為：定議時(shí)間繼電器TM1和TM2，其中TM1為電磁脈沖閥的脈沖寬度，TM2為脈沖周期。起始執行，打開(kāi)電磁脈沖閥，同時(shí)啟動(dòng)時(shí)間繼電器TM1和TM2，當時(shí)間繼電器TM1時(shí)間到預設量，關(guān)閉電磁脈沖閥；當時(shí)間繼電器TM2時(shí)間到預設量，回到起始程去打開(kāi)電磁脈沖閥，如此往復循環(huán)[4]。
為實(shí)現法蘭式液位變送器與電磁脈沖控制儀主、旁路的勿擾切換，利用CS3000的內部開(kāi)關(guān)設置法蘭式液位變送器脈沖發(fā)生開(kāi)關(guān)。當脈沖發(fā)生開(kāi)關(guān)為0時(shí)，保持走原旁路程序不變；當脈沖發(fā)生開(kāi)關(guān)為1時(shí)，走主路程序，由法蘭式液位變送器繼電器輸出控制觸點(diǎn)。其程序為：當脈沖發(fā)生開(kāi)關(guān)打到1狀態(tài)，脈沖發(fā)生子程序模塊打到運行狀態(tài)，由法蘭式液位變送器繼電器輸出控制觸點(diǎn)；否則電磁脈沖閥由電磁脈沖控制儀控制輸出，并在脈沖控制器關(guān)閉語(yǔ)句上同時(shí)加上子模塊停止程序即可關(guān)閉法蘭式液位變送器脈沖輸送。
在硬件接線(xiàn)上，將法蘭式液位變送器脈沖信號觸點(diǎn)和輸出控制器動(dòng)作觸點(diǎn)并聯(lián)后串聯(lián)到脈沖電磁閥和電源回路中。使用法蘭式液位變送器產(chǎn)生脈沖信號時(shí)只需將脈沖發(fā)生開(kāi)關(guān)置為1，否則置為0，即可實(shí)現脈沖控制器和法蘭式液位變送器脈沖信號發(fā)生的勿擾切換。
2.2更改滿(mǎn)缸、空缸的判斷方式
1）取消原有發(fā)送缸高限料位開(kāi)關(guān)判斷滿(mǎn)缸的方式。通過(guò)現場(chǎng)多次觀(guān)察和測算，發(fā)現正常情況下基本在固定的時(shí)間段內恰好能把發(fā)送缸裝填滿(mǎn)，所以對于滿(mǎn)缸采用的是經(jīng)驗時(shí)間判斷：即下料多少時(shí)間后即判斷料位滿(mǎn)缸。但是為保證滿(mǎn)缸，下料時(shí)間的設定量不可避免要設定偏長(cháng)，對于一次來(lái)說(shuō)不算什么，但發(fā)送缸輸送次數頻繁，每次偏長(cháng)的時(shí)間累加在一起就很可觀(guān)。這也制約了發(fā)送缸輸送物料的能力，并且，當出現下料閥故障等情況，不能下料或下料慢時(shí)也不能及時(shí)判斷出故障。所以為了實(shí)現輸送量#大化，從節能和降耗等角度考慮，應從送料過(guò)程反過(guò)來(lái)驗證是否下料裝填滿(mǎn)缸。一般情況下，在送料過(guò)程中當流化閥和出料閥開(kāi)啟，在短時(shí)間內建立不起壓力，說(shuō)明還是空缸；如果送料時(shí)間很短就發(fā)生壓力下降，說(shuō)明下料裝填不滿(mǎn)缸，這樣就必須到現場(chǎng)檢查和確認，解決存在的問(wèn)題才能重新開(kāi)始執行程序。
2）取消原有發(fā)送缸低限料位開(kāi)關(guān)判斷空缸的方式。通過(guò)現場(chǎng)觀(guān)察和研究，發(fā)現對于發(fā)送缸如果物料送空，則壓力必然降低，所以對空缸可采用壓力達到某一下限量來(lái)判斷，只需利用原來(lái)安裝在發(fā)送缸上的壓力變送器來(lái)測量發(fā)送缸壓力，當法蘭式液位變送器在程序執行送料時(shí)，其壓力突然下降，并降低于至某一量時(shí)，可判定其缸內沒(méi)有物料，不需要額外增加低位料位計來(lái)判斷空缸[1-2]。
3結束語(yǔ)
經(jīng)控制方案改進(jìn)后的粉體物料輸送裝置已經(jīng)投入使用。電磁脈沖閥法蘭式液位變送器信號發(fā)生程序在脈沖控制器出現故障時(shí)能及時(shí)切換，并且只需將法蘭式液位變送器脈沖發(fā)生開(kāi)關(guān)置為1，也能在脈沖控制器和法蘭式液位變送器之間實(shí)現無(wú)擾切換，證明了脈沖程序能完全匹配脈沖控制器的運行，進(jìn)一步保證了裝置的持續運行，擺脫備件的限制。同時(shí)空缸條件用送料壓力曲線(xiàn)判斷和滿(mǎn)缸條件用固定下料時(shí)間判斷應用情況良好，很好的反映了料位的真實(shí)情況，能保證在發(fā)送缸循環(huán)下料和送料程序過(guò)程的正常執行。
上述脈沖信號、空缸壓力判斷和滿(mǎn)缸下料時(shí)間判斷3個(gè)方面的改進(jìn)，都不需重新增加投資，但是其在提升裝置產(chǎn)能、穩定裝置負荷、平衡公司上下游生產(chǎn)裝置正常生產(chǎn)方面發(fā)揮了極大的作用。改進(jìn)后的系統輸送能力大幅提升，遠遠超出其原設計能力，為后續前系統擴能改造留出充足的余地和空間。
注明，三暢儀表文章均為原創(chuàng )，轉載請標明本文地址
