稱重料位計(jì)在丹東國(guó)資化學(xué)纖維有限公司配料系統(tǒng)中的應(yīng)用

康寶昆

摘要：結(jié)合丹東國(guó)資化學(xué)纖維有限公司的配料系統(tǒng)特點(diǎn)和工藝技術(shù)上的要求，并根據(jù)各種配料系統(tǒng)的特性，采用了稱重式料位計(jì)來(lái)重點(diǎn)解決混勻配料系統(tǒng)的稱量誤差大、維護(hù)性差、影響正常配料等各種問(wèn)題。改造后的配料系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)使用狀況良好，并通過(guò)了公司生產(chǎn)處的技術(shù)鑒定，得到了相關(guān)專家的一致認(rèn)可。

關(guān)鍵詞：配料系統(tǒng);重錘式料位計(jì);超聲波;傳感器;PLC;稱重式料位計(jì)

一、前言

丹東國(guó)資化學(xué)纖維有限公司的混勻配料系統(tǒng)共有三套。1994年，一混勻配料系統(tǒng)建成投入使用，1996年二混勻配料系統(tǒng)投用，但這兩套料位檢測(cè)的問(wèn)題都未得到很好的解決。2016年，公司在二混勻配料系統(tǒng)改造中嘗試使用稱重料位計(jì)，這次嘗試初見(jiàn)成效，促使在2017年對(duì)一混勻配料稱重系統(tǒng)進(jìn)行改造，均獲得成功。

二、問(wèn)題

1994年，丹東國(guó)資化學(xué)纖維有限公司一混勻配料系統(tǒng)建成投用，這是公司配料量最大、槽子最多的系統(tǒng)，主要作用是混勻原材料，年混勻建堆15萬(wàn)噸。最初使用重錘式料位計(jì)。重錘式料位計(jì)是在料倉(cāng)中放入重錘，槽倉(cāng)進(jìn)料，同時(shí)使重錘的位置發(fā)生改變，通過(guò)感應(yīng)元件單元及儀表計(jì)數(shù)單元而測(cè)量物料的高低，從而判斷送出物料的多少。使用過(guò)程中出現(xiàn)以下幾個(gè)問(wèn)題：因重錘在料槽中，常因槽子投料投到重錘上而將重錘壓掉，由此損壞感應(yīng)元件單元;日常維護(hù)量很大，維修費(fèi)用較高;當(dāng)料倉(cāng)下料偏載時(shí)，就不能使整個(gè)料槽均勻平鋪，重錘檢測(cè)不到物料而不產(chǎn)生位移，料位就計(jì)量不準(zhǔn)。2016年二混勻配料系統(tǒng)改造，我提出使用稱重料位計(jì)，得到領(lǐng)導(dǎo)和設(shè)計(jì)單位的支持認(rèn)同。重錘式料位計(jì)具有設(shè)計(jì)完善、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、機(jī)械強(qiáng)度大、壽命長(zhǎng)、性能價(jià)格比高的特點(diǎn)。它能把各種信號(hào)由磁敏感元件中取出，無(wú)機(jī)械觸點(diǎn)、運(yùn)行可靠;采用了過(guò)載保護(hù)裝置，有效地避免了由于使用不當(dāng)或非正常外力對(duì)傳感器所造成的損壞。但由于改造費(fèi)用不足，本應(yīng)采用八只傳感器而只采用四只，在調(diào)試、校準(zhǔn)過(guò)程中存在著調(diào)整困難等缺陷。

三、方案及工藝要求

雖然二混勻稱重系統(tǒng)改造存在一定的缺陷，但良好的使用效果已有所顯現(xiàn)，同時(shí)我找出是傳感器采用較少的原因。2017年，在一混勻配料稱重系統(tǒng)的改造方案中，稱重料位計(jì)成為料位計(jì)改造的首選方案。同時(shí)對(duì)二混稱重料位計(jì)存在的問(wèn)題進(jìn)行了改進(jìn)，在每個(gè)料倉(cāng)的支座都安裝稱重傳感器的方案。

一混勻的配料稱重系統(tǒng)共有配料倉(cāng)槽11個(gè)，其結(jié)構(gòu)是五個(gè)大槽和六個(gè)小槽。五個(gè)大槽槽型呈圓形八個(gè)支點(diǎn)，六個(gè)小槽槽型呈長(zhǎng)方形四個(gè)支點(diǎn)。根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，大槽容量40m3，小槽20m3，因生產(chǎn)需求每次建堆至少有7-9個(gè)品種同時(shí)配料，一個(gè)建堆周期總量達(dá)1萬(wàn)噸即封堆，然后再將原材料輸送到下一個(gè)工序黃化工序。根據(jù)生產(chǎn)配料的連續(xù)性，為便于組織生產(chǎn)，杜絕缺品種配料，對(duì)料位計(jì)這個(gè)必不可少的檢測(cè)單元，要求在連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程中，故障率低，測(cè)量準(zhǔn)確，而且還具有上下限報(bào)警功能。因此，料位檢測(cè)就顯得尤為重要。在制定方案時(shí)，是采用雷達(dá)式還是稱重式料位檢測(cè)產(chǎn)生了分歧，特別是對(duì)稱重式每個(gè)支座安裝傳感器還是隔一個(gè)支座安裝傳感器產(chǎn)生了異議。有人認(rèn)為八個(gè)支點(diǎn)用四只傳感器即可，精度在5%以內(nèi)，既可以節(jié)省費(fèi)用，又可達(dá)到預(yù)期的效果。但我則認(rèn)為八個(gè)支點(diǎn)都加裝傳感器，雖然費(fèi)用高一點(diǎn)，但安裝調(diào)試相對(duì)容易，改造一旦完成計(jì)量精度高，可達(dá)2%以內(nèi)，還能提前完成施工投入生產(chǎn)。我的選擇得到領(lǐng)導(dǎo)的支持，最后確定在每個(gè)支座安裝傳感器，大槽0.5噸40個(gè)，小槽0.3噸24個(gè)，共計(jì)64個(gè)。配料系統(tǒng)的稱重料位槽是六個(gè)同樣的圓形槽，系統(tǒng)方式和一混勻一樣，傳感器為2噸，共計(jì)36個(gè)。

四、工作原理

一混勻的配料系統(tǒng)是公司集稱量配料、料位檢測(cè)與PLC控制于一體的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，配料倉(cāng)槽物料檢測(cè)作為其中的一部分，采用料倉(cāng)槽支座安裝稱重傳感器，以重量值表示料倉(cāng)槽所存物料量的方式進(jìn)行物料稱重檢測(cè)。用PLC系列Momentum稱重模板聯(lián)接稱重傳感器，直接讀取稱重信號(hào)，11臺(tái)配料倉(cāng)分別選用ISP00100稱重模板，進(jìn)行信號(hào)變換，通過(guò)MB+網(wǎng)絡(luò)與QuantumPLC進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊、稱重值計(jì)算及稱重顯示，最后在中央控制室通過(guò)各種數(shù)據(jù)直接得到每個(gè)槽位料位及噸位。

五、施工安裝調(diào)試

采用料倉(cāng)槽支座安裝稱重傳感器。首先按設(shè)計(jì)確定原倉(cāng)槽位水平標(biāo)高，做一個(gè)臨時(shí)支座，將倉(cāng)槽用千斤頂頂起，換取臨時(shí)支座，取出原來(lái)支座改造，截取傳感器的高度將傳感器安裝在支座上，傳感器在定購(gòu)時(shí)就要求帶上、下安裝板，分別用螺栓將傳感器的上安裝板固定在料倉(cāng)槽受力邊緣上，下安裝板固定在傳感器的支承座上，將一個(gè)槽子的所有支點(diǎn)都全部安裝傳感器后，再進(jìn)行傳感器的水平調(diào)整。在進(jìn)行水平調(diào)整前先測(cè)量每個(gè)傳感器的輸出毫伏值，取相對(duì)較多一致的一個(gè)毫伏值為定值，結(jié)合槽倉(cāng)設(shè)計(jì)的水平標(biāo)高，加墊墊片，分別按槽找出每個(gè)傳感器的水平。加墊片主要有兩個(gè)作用，一是為了保證原槽位的水平標(biāo)高;二是為了使每個(gè)傳感器受力均勻，并使每個(gè)傳感器的輸出毫伏值一致。在現(xiàn)場(chǎng)每個(gè)槽倉(cāng)旁安裝一個(gè)接線盒，大、小槽將按每個(gè)槽安裝的傳感器電纜并聯(lián)接入接線盒的端子排，然后通過(guò)接線盒的一根信號(hào)電纜將信號(hào)接入到Momentum稱重模板的工作站，再送到PLC中央控制室。

六、校準(zhǔn)標(biāo)定

1、根據(jù)工藝要求標(biāo)定料槽的上、下限值報(bào)警，大槽標(biāo)定料位的最高值80%，即發(fā)出上限報(bào)警，到PLC系統(tǒng)控制停止進(jìn)料;小槽標(biāo)定料位的最低值為20%，即發(fā)出下限報(bào)警，到PLC系統(tǒng)立即組織進(jìn)料。

2、用集料皮帶機(jī)上的皮帶秤計(jì)量來(lái)標(biāo)定料槽倉(cāng)進(jìn)料的重量。先將每個(gè)槽的空槽自重進(jìn)行校準(zhǔn)標(biāo)定，標(biāo)定完后，將自重進(jìn)行清零，記錄零值，然后再進(jìn)料，將料槽裝滿，大倉(cāng)0.5噸，小倉(cāng)0.3噸，在80%標(biāo)定料位的最高值，再標(biāo)定最低料位值，將料放到只有20%時(shí)，約0.1噸～0.06噸確定下限值，既準(zhǔn)確又方便。

七、效果

一混勻配料槽11臺(tái)稱重料位計(jì)和配料系統(tǒng)6臺(tái)稱重料位計(jì)安裝完畢后，證明了我的選擇是正確的。優(yōu)良的使用效果，直觀的畫面顯示，對(duì)組織生產(chǎn)起到了良好的檢測(cè)作用，大大提高了生產(chǎn)效率，減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，維修量及維護(hù)費(fèi)用大大降低。自改造完成投運(yùn)至今，還未出現(xiàn)一次故障，檢測(cè)度高，精度在1%-2%，更重要的是為連續(xù)生產(chǎn)自動(dòng)化配料提供了保證。