失重计量秤常见故障分析及处理

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本文主要是对大庆炼化公司30万吨聚丙烯装置中挤压造粒机不同量程的失重秤的常见故障分析及处理,失重计量秤W804A-E为聚丙烯粉料添加固体添加剂的重要计量设备,计量精确并控制复杂,生产厂家为德国申克公司,由上位机和就地控制盘进行操作和控制。

1 失重计量秤控制系统简介及工作原理

失重秤(英文Loss-in-weight)是20世纪90年代应用于工业过程称重的连续计量秤。失重秤通过全新的计量方法,逐渐应用到越来越多的物料计量处理。随着电子控制技术的飞速发展,失重秤通过采用新的计算机控制技术,在计量精度上提高到0.1%～0.2%。由于采用连续失重计量,可以保证落料按比例混合,而弱化搅拌需要,简化了工艺流程,计量更加精确,失重秤重要的生产厂家有:德国申克公司、布达本拉(brabender)、瑞士开创(ktron)公司等。

失重秤的工作原理是连续性失量秤,即在秤量料斗中保持一定的物料;秤量料斗通过使用称重传感器,对每单位时间内获得的重量的变化进行称量,重量的变化根据输送电机的实际送料速率进行;将秤量料斗及输送机构作为整个秤体,通过仪表或上位机不停对秤体进行重量信号的采样,计算出重量在单位时间的变化比率作为瞬时流量,再通过各种软硬件的滤波技术处理,得出可以作为控制对象的“实际流量”,然后通过控制器进行PID调节参数设定,进行接近目标流量的控制运算,输出调节信号去控制变频器,从而达到想要的物料流量。

30万吨聚丙烯装置W804A-E为失重计量秤,需要连续测量物料,即秤内必须有一定的物料。计量秤有三台电机,W804A-E 最低点的电机为螺杆输送电机,即送料电机。顶部或侧面电机为拍打电机,减少物料粘连或架桥。D804A-E储料仓底部电机为搅拌电机,减少物料结块。在D804A-E储料仓上部加料口,有接触式限位开关,用气路来控制气缸阀(蝶阀),此阀不能全关,保证有5%的开度,用来抽吸系统保护粉尘浓度,避免粉尘爆炸。正常时此阀是关的,当需要加添加剂时,打开加料门,阀也一起打开。计算机屏上在计量秤边上的两个绿色的圆点,为计量秤的重量的高低报警,并不控制下料阀的打开和关闭,只是报警作用。由程序的秤重物料的重量上下限来控制D804下料阀开和关及搅拌器电机启和停;通过计

量秤的重量来进行连续测量,保证秤内有

料。

失重计量秤的控制单元有:称重系统

单元V S E;I/O单元V E A;现场控制单元

VLG。根据我厂的实际情况,在设计时采用

现在比较流行的网络通讯的控制方式,

PLC控制系统上增加相应的网络通讯模板

和网络通讯协议。控制采用模块化方式,控

制系统由各种不同的控制模块组成,不同

模块之间通过自身的现场总线联接,进行

数据的交换。控制程序在产品出厂时已经

编写好,并固化到芯片之中,通过配套软件

E A S Y S E R V E V P C用笔记本电脑通过串口

与系统模块进行通讯,对其中的部分参数

进行修改。也可以通过选配操作单元V L B

来进行现场参数的显示和修改,操作非常

简单方便,避免了编程和修改程序的繁琐。

称重料斗内物料的重量通过称重传感

器转化成电信号送至称重系统单元V S E,

称重系统单元VS E将计算出的物料重量与

预先设定的重量上、下限值进行比较和判

别,通过称重系统单元VSE控制进料闸门,

向称重料斗内间断性的喂料。同时,称重系

统单元VSE将计算出的实际给料速率(出料

流量)与预先设定的给料速率进行比较,通

过控制器和调节器(PID)调节出料装置,使

实际给料速率准确地跟踪设定值。当进料

闸门开启向称重料斗内喂料时,控制信号

锁定给料速率,进行容积式排料,称量仪表

工作时将显示实际给料速率和排出物料的

累计重量。

2 失重计量秤的常见故障分析及处理

2.1失重计量秤大幅度上下波动

从2005年运行至今多次出现测量值波

动大,与设定值偏差大现象,下面将这些年

造成计量秤大幅度波动的不同种原因分析

如下。

(1)如在人工加固体添加剂时造成波

动,因其加添加剂时需要把D804A-E储料

仓上部加料口打开,这样氮气就会进入计

量秤,影响称重计量,所以会造成计量秤大

幅度波动。

(2)如刚加完固体添加剂后出现波动,

首先检查是加料门是否关闭;限位开关是

否接触正常;阀门气路是否正常;气动阀是

否关闭;如不正常都会造成波动。

(3)如正常运行时突然出现波动,首先

检查计量秤周围是否有异物;并且检查秤

内是否有结块或架桥现象;检查计量秤的

输送电机转动是否正常;螺杆输送部分是

否正常;打开观察下料口,观察下料情况是

否正常。

如上述检查都正常,将计量秤清空,重

新标定计量秤。

2.2失重计量秤测量值低于或高于设定值

2008年7月量程为0～110kg/h的失重计

量秤W804B设定值达到50kg/h时出现问

题,瞬时测量值有时稳定在40kg/h不变,这

严重影响生产,立即停机处理。查找原因申

克秤在设定值50kg/h以下运行良好,怀疑

为其它因素引起的,进行以下检查。

(1)检查计量秤的输送电机转动正常,

且输送螺杆无异常,没有异物卡滞现象。

(2)失重计量秤料位稳定、气压正常。

(3)称重传感器接线无松动脱落,称重

传感器信号正常。

以上检查均未查到故障原因,回想起

不久前失重计量秤改造时,更换了螺杆输

送部分。可能更换螺杆输送部分时引起重

量发生了变化。重新进行计量秤静态标定,

启动后运行正常,测量值与设定值基本一

致,分析后失重计量秤对称重部分和输送

部分要求精度高,任何的变化都要重新标

定,从而做到测量准确。

2.3失重计量秤频繁停机故障

2009年11月W804B经常停机,报警信息

上显示SC05故障报警信息,为外部事件故

障报警,电气人员检查配电间机柜内发现

空气开关跳,多次出现频繁跳空开现象,而

且大多数是在晚上出现故障;经检查怀疑

计量秤负荷过载造成频繁跳空开现象,但

检查计量秤输送电机转动正常,并且无异

物堵料情况。为了降低负荷,将原来计量秤

秤重上下限40k g～50k g更改为30k g～

40kg,计量秤料斗的物料减少10kg,更改后

运行良好,保证了计量秤的平稳运行。

3 结语

失重计量秤系统控制设计合理,工作

性能可靠,计量精确,故障率少,在实际运

行中得到了充分的验证,为30万吨聚丙烯

安全平稳生产,发挥了实际作用,并且为聚

丙烯二期工程奠定了良好的基础,其发展

的前景是可观的。

参考文献

[1]申克计量秤用户手册.

[2]聚丙烯挤压造粒机随机设备手册.

失重计量秤常见故障分析及处理①

孔令峰

(大庆炼化公司机电仪厂 黑龙江大庆 163411)

摘 要:本文共分两部分:第一部分着重介绍失重计量秤控制系统简介和工作原理。第二部分着重介绍失重计量秤的常见故障分析及处理。

关键词:失重计量秤 故障分析及处理

中图分类号:TQ172.6文献标识码:A文章编号:1672-3791(2012)01(c)-0096-01

①作者简介:孔令峰,1977年生于山东省汶上县,1998年毕业于大庆石油学校,计算机技术及应用专业,现任大庆炼化公司机电仪厂机

电维护一车间仪表工程师,一直从事化工仪表自动化维护和技术管理工作。

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