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在聚酯生產(chǎn)中,漿料的配制是極為重要的,為此設(shè)計了漿料配制的摩爾比控制回路。在摩爾比控制中,TPA物料的測量與控制又是最為關(guān)鍵的。Schenck公司生產(chǎn)的TPA稱重儀在聚酯行業(yè)中得到廣泛的使用,筆者在長時間的使用中,熟悉了其結(jié)構(gòu)、原理,并積累了一些常見故障處理的經(jīng)驗,故寫此文以和大家交流。
1TPA稱重儀的組成
通常一個調(diào)節(jié)系統(tǒng)是由變送器、調(diào)節(jié)器和執(zhí)行機構(gòu)(控制閥)這3個主要部分組成的。TPA稱重儀就是這樣1臺包括了變送器、調(diào)節(jié)器和執(zhí)行機構(gòu)的獨立的儀表。
1.1檢測部分
要想控制TPA的加料量,首先要測出TPA流量的大小。氣體、液體的流量測量是大家所熟悉的,由各種流量變送器將流量的大小轉(zhuǎn)化成4～20mADC信號。然而TPA是固體,是一種粉末
狀物質(zhì),因此傳統(tǒng)的用于測量氣體或液體流量的方法在此行不通。TPA稱重儀的檢測部分是由以下幾個部件組成的,其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

a)驅(qū)動測量輪旋轉(zhuǎn)的馬達M01。
b)測量輪,對于MulticorTYPE-S40型,M01與測量輪之間采用柔性連接,測量輪以等速旋轉(zhuǎn)。c)測量輪轉(zhuǎn)速檢測用速度傳感器B10,傳感器
將轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)化成脈沖信號,然后通過頻率/數(shù)字轉(zhuǎn)換器輸出數(shù)字量,送到微處理器系統(tǒng)。
電壓正比于力矩大小,并且通過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)成數(shù)字量,同樣也送到微處理器系統(tǒng)。
d)荷載傳感器B1,它感受測量輪旋轉(zhuǎn)時作用在荷載傳感器上的力矩大小。荷載傳感器輸出的電壓正比于力矩大小,并且通過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)成數(shù)字量,同樣也送到微處理器系統(tǒng)。
e)計算系統(tǒng),Intecont計算系統(tǒng)接受了速度傳感器傳來的速度信號,也收到了由荷載傳感器送來的力矩信號,根據(jù)這兩個信號大小,計算系統(tǒng)計算出TPA的流量大小,從而完成了流量的檢測。根據(jù)測量原理得出

I=M/(ωRR)

式中I——流量；M——力矩；ω——測量輪角速度；R--測量輪半徑。
因此根據(jù)力矩和速度的信號就可以計算出流
量大小。除了計算系統(tǒng)是安裝在MCC室外,其余部件都在現(xiàn)場。
圖2是TPA稱重儀檢測與控制的原理圖。
圖2控制原理圖
當(dāng)TPA物料經(jīng)星型喂料器,入口漏斗落到測量輪上,由于測量輪旋轉(zhuǎn)將物料向外拋,拋出的物料沿著外殼的壁下落到下面出口管道。
星型喂料器由馬達M02驅(qū)動,它是由變頻器控制的。當(dāng)轉(zhuǎn)速高時,星型喂料器輸送出的TPA物料也多,從而落到測量輪上的TPA物料也多,測量輪旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的力矩也大。此力矩通過與測量輪驅(qū)動馬達安裝在一起的框架傳送到荷載傳感器,荷載傳感器輸出的電壓正比于該力矩。
1.2控制部分
a)調(diào)節(jié)器給定方式：調(diào)節(jié)器既可以接收來自DCS的給定值(4～20mADC),即遠方給定,此時狀態(tài)處于“startkeyboardmode”方式；也可以接收本機提供的給定值,即本機給定,此時儀表處于“stopkeyboardmode”方式。
b)控制方式：當(dāng)儀表處于“startvolumetricmode”方式時,控制方式為重力方式,即調(diào)節(jié)器將測量值與給定值相比較,根據(jù)其偏差來改變喂料量,直至實際流量值等于給定值,調(diào)節(jié)系統(tǒng)是閉環(huán)的。
當(dāng)儀表處于“stopvolumetricmode”方式時,控制方式為體積方式,即喂料量大小正比于給定值,調(diào)節(jié)系統(tǒng)是開環(huán)的。
TPA稱重儀運行中,通常都是采用重力方式。
1.3執(zhí)行機構(gòu)部分
對于氣體或液體介質(zhì)的控制,通常采用氣動薄膜控制閥,改變控制閥的開度,從而改變流過介質(zhì)的流量大小。而TPA是固態(tài)粉末,因此執(zhí)行機構(gòu)也就不能選用傳統(tǒng)的控制閥,它是由以下幾個部件組成。
a)星型喂料器,安裝在TPA進口管路上,如圖2所示。當(dāng)星型喂料器旋轉(zhuǎn)時,TPA物料到下料管,星型喂料器轉(zhuǎn)動越快,則輸送進去的物料就越多。

b)驅(qū)動星型喂料器的馬達M02(見圖2)。
c)為了改變M02的轉(zhuǎn)速,采用了變頻器FAE505.12D。該變頻器安裝在MCC控制室內(nèi),而執(zhí)行機構(gòu)的其余部分都安裝在現(xiàn)場。
2影響測量精度的因素
a)荷載傳感器的正常運行對保證儀表精度是十分重要的。荷載傳感器是由壓敏電阻構(gòu)成的一個橋路,在日常使用和維護中,要防止在靠近荷載傳感器的設(shè)備或附近的管路上進行電焊作業(yè),如果必須進行電焊作業(yè)時,要采取一定的保護措施,把荷載傳感器的接線浮空,防止電焊電流流過荷載傳感器。
電焊機的地線盡可能靠近焊點,避免電焊作業(yè)損壞荷載傳感器。筆者在對稱重儀校稱時發(fā)現(xiàn),其計量值時大時小,誤差很大且沒有規(guī)律,在更換荷載傳感器后運行正常。
b)測量輪的幾何形狀、外形尺寸以及葉片形狀和數(shù)量都是經(jīng)過無數(shù)次實驗后決定的,因此不能隨意改動。由于TPA物料中含有粘性物質(zhì),或者是濕度的增加,都將有可能造成測量輪上粘結(jié)物料。若此粘結(jié)是持久的、均勻的則對測量不會造成影響,但是要避免粘結(jié)層的增加及不均勻厚度的出現(xiàn)。因此要盡可能利用每一次停車的機會,檢查測量輪是否有粘結(jié)或磨損,即使在運行期間也要定期檢查測量輪是否有粘結(jié),并及時清理。
當(dāng)清理完后,重新做皮重校正和零點校正,皮重校正和零點校正反復(fù)做2次,以校零點為結(jié)束。3)測量輪上、下軸承由于經(jīng)常和物料接觸,容易臟,其潤滑情況的好壞將直接影響到力矩大小,因而直接影響到流量的測量精度。根據(jù)有關(guān)資料表明,軸承使用壽命為1×104h,要注意及時更換軸承。
另外,筆者發(fā)現(xiàn)測量輪的軸上會纏上異物(如麻繩),其結(jié)果導(dǎo)致皮重極大增加,通常情況下,其皮重為30kg/h左右,最大時也只有70kg/h左右。但有一次筆者發(fā)現(xiàn)其中有1臺稱重儀其皮重達103kg/h,測量誤差嚴(yán)重超標(biāo),后仔細檢查發(fā)現(xiàn)測量輪的軸上纏繞了很多麻繩,經(jīng)清理后,皮重很快降下來,重新校正后其精度達標(biāo)。
4)當(dāng)稱重儀停止時,測量輪停止轉(zhuǎn)動,處于完全靜止?fàn)顟B(tài),在這種情況下,也要檢查Q值(測量荷載),其正常值在0.2～0.6kg之間,若Q值小于0.2kg則表明,當(dāng)測量輪完全靜止時,作用在荷載傳感器上的初始力矩太低,此時可通過調(diào)整拉伸彈簧來達到,不過在調(diào)整時要注意,動作幅度要小,且慢慢調(diào)整,拉伸彈簧對Q值的影響是很大的,這個調(diào)整就好象氣動儀表中調(diào)整噴嘴-擋板之間的初始距離一樣。若Q>0.6kg時,則表明初始力矩太大,其調(diào)整方法相同。
5)空氣流的影響,空氣流會像物料一樣對測量結(jié)果造成影響,因此必須確認,在料倉和測量裝置之間的輸送通道必須是密閉的,同時也要避免在儀表下面,出料口到漿料罐之間管路中出現(xiàn)憋壓現(xiàn)象。要求與周圍大氣壓暢通。
6)要保證連接星型喂料器出口和入口管道之間的平衡管不堵塞,始終保持暢通,否則會在TPA流量記錄曲線上出現(xiàn)毛刺現(xiàn)象,從而影響測量的正確性。

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