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PTA（精對(duì)苯二甲酸）裝置采用日本（MPC）工藝技術(shù)，于2000年5月投產(chǎn)，經(jīng)改擴(kuò)建,形成現(xiàn)有年生產(chǎn)能力34.4萬噸。該裝置以對(duì)二甲苯為原料，經(jīng)氧化、加氫精制等流程，生產(chǎn)PTA（精對(duì)苯二甲酸）產(chǎn)品。
由于加氫反應(yīng)對(duì)其原料TA（粗對(duì)苯二甲酸）水溶液的濃度有著嚴(yán)格要求，因而TA水溶液的制備是生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。
由于氧化單元的中間產(chǎn)物TA是粉末狀固體物料，其散密度不恒定，因而采用了連續(xù)稱重進(jìn)料器PM101系統(tǒng)，來實(shí)現(xiàn)TA粉末進(jìn)料自動(dòng)稱重系統(tǒng)準(zhǔn)確稱重采樣,并對(duì)物料散密度修正計(jì)算后，在質(zhì)量流量閉環(huán)控制向下游設(shè)備進(jìn)料，從而保證與去離子水配制成所需濃度的漿料,經(jīng)預(yù)熱，成為濃度穩(wěn)定的加氫反應(yīng)器的原料溶液。
自系統(tǒng)投用以來性能可靠，流量控制范圍寬，維護(hù)量小，保證了PTA生產(chǎn)的穩(wěn)定和優(yōu)質(zhì)。
1設(shè)備及控制系統(tǒng)組成
1.1TA再裝進(jìn)料器PM101-1
用于接收來自位于其上部的儲(chǔ)罐PTK101的TA粉末，并根據(jù)TA計(jì)量進(jìn)料器PM101-2的料位（重量）高/低限信號(hào)向其供料。
由平臺(tái)型進(jìn)料器，異歩電動(dòng)機(jī)和減速器、氣動(dòng)蝶形出料開關(guān)閥（包括電磁閥及開位置限位開關(guān)）構(gòu)成。
1.2TA計(jì)量進(jìn)料器PM101-2
它接收來自TA再裝進(jìn)料器PM101-1的TA物料，在流量（重量流量）自動(dòng)PID控制下，連續(xù)向下游設(shè)備排料。并根據(jù)計(jì)量進(jìn)料器中TA粉末采樣重量的減少量,計(jì)算修正散物料密度BDc通過控制改變驅(qū)動(dòng)進(jìn)料器的變頻調(diào)速電機(jī)的轉(zhuǎn)速，可在較寬的流量范圍內(nèi)調(diào)整（3.9噸~50噸）。
由平臺(tái)型進(jìn)料器，變頻調(diào)速電機(jī)，稱重傳感器，轉(zhuǎn)速脈沖傳感器組成。
1.3控制單元
控制單元位于中央控制室內(nèi)的-面稱重控制柜內(nèi)。包括運(yùn)行主程序的三菱PLC,圖形操作面板，數(shù)字稱重放大器，預(yù)置計(jì)數(shù)器（脈沖分頻器），頻率脈沖轉(zhuǎn)換器等儀表。
為實(shí)現(xiàn)與主控制系統(tǒng)DCS的緊密集成,稱車系統(tǒng)與DCS有一些信號(hào)連接，正常情況下可完全從DCS操作站對(duì)其進(jìn)行遠(yuǎn)程操作。稱重控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及信號(hào)連接如圖1所示。

圖1稱重進(jìn)餌器信號(hào)連接圖
FIg.1Auto-weightingfeedersignalconnectiondiagram
2系統(tǒng)控制原理
進(jìn)料器的結(jié)構(gòu)決定了計(jì)量進(jìn)料器PM101-2向其下游進(jìn)料的體積流量（1/h）與其縱軸的轉(zhuǎn)速成正比。通過檢測(cè)耦合安裝于其縱軸的脈沖傳感器PG的脈沖數(shù),可得到PM101-2轉(zhuǎn)速，從而算得進(jìn)料體積流量（Uh）,再輔以修正的散密度，就可以正確檢測(cè)進(jìn)料重量流量。
稱重元件檢測(cè)PM101-2中粉末重量信號(hào)，經(jīng)數(shù)字稱重放大器轉(zhuǎn)換，送入PLC。根據(jù)計(jì)量進(jìn)料器旋轉(zhuǎn)N轉(zhuǎn)排出的一份采樣體積（&礦加），對(duì)應(yīng)其旋轉(zhuǎn)N轉(zhuǎn)排出的同一份釆樣物料的重量減少量（AWJ,求出散密度BD。PLC程序?qū)M(jìn)行多次采樣的散密度BD移動(dòng)平均值計(jì)算。
對(duì)重量流量進(jìn)行PID閉環(huán)控制，運(yùn)算輸出給變頻調(diào)速器，驅(qū)動(dòng)改變PM101-2計(jì)量進(jìn)料器的變頻電機(jī)轉(zhuǎn)速，改變PM101-2排料速度，從而實(shí)現(xiàn)PV與設(shè)定值SV相等的連續(xù)自動(dòng)稱重進(jìn)料。A中檢測(cè)及系統(tǒng)動(dòng)作過程參見圖2

圖2AW檢測(cè)和系統(tǒng)動(dòng)作過程

Fig.2ProcessofmonitoringandsystemactionforAW

3系統(tǒng)運(yùn)行動(dòng)作過程
3.1系統(tǒng)運(yùn)行模式
自動(dòng)稱重進(jìn)料系統(tǒng)PM101有兩種運(yùn)行模式：自動(dòng)模式和體積模式。并有“本地”和“遠(yuǎn)程”兩種操作方式，分別對(duì)應(yīng)通過圖形操作面板和DCS操作站對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行操作設(shè)置。
3.2自動(dòng)模式
在自動(dòng)運(yùn)行模式，散密度BD檢測(cè)和流量控制(PID控制)均投入運(yùn)行。
(1)系統(tǒng)運(yùn)行之初，要在圖形操作面板輸入初始BD,PTA典型初始密度釆用0.95K泌L。
(2)PM101模式設(shè)在“自動(dòng)”“遠(yuǎn)程”。
從DCS操作站啟動(dòng)計(jì)量進(jìn)料器PM101-2,并逐步修改進(jìn)料流量設(shè)定值SV,開始稱重進(jìn)料系統(tǒng)PM101的自動(dòng)操作運(yùn)行。
(3)如PM101-2中TA粉末大于重量下限值680Kg,開始自動(dòng)操作模式。執(zhí)行流量控制，進(jìn)行BD校正。
(4)當(dāng)PM101-2的TA粉末小于重量下限值680Kg,再裝進(jìn)料器PM101-1出口的氣動(dòng)蝶閥KCV2101打開，然后PM101-1啟動(dòng)運(yùn)行，向PM101-2裝料。并且自動(dòng)稱重進(jìn)料系統(tǒng)將由自動(dòng)運(yùn)行模式轉(zhuǎn)換到體積模式。此時(shí)BD使用上一次BD平均值(第一次運(yùn)行時(shí)使用面板輸入的密度值)。
(5)當(dāng)PM101-2中TA粉末裝填到高于重量上限1300Kg,PM101-l停止運(yùn)行，蝶閥KCV2101關(guān)閉,PM101-2接收裝料停止，系統(tǒng)由體積運(yùn)行模式切換到自動(dòng)模式。開始執(zhí)行流量控制，并通過稱重取樣，進(jìn)行BD計(jì)算校正。
(3)-(5)步重復(fù)進(jìn)行即構(gòu)成整個(gè)粗TA粉末自動(dòng)進(jìn)料過程。系統(tǒng)執(zhí)行過程參見圖3流程圖。

S3系統(tǒng)動(dòng)作流程圖
Fig.3Flowchartofsystemaction
3.3體積運(yùn)行模式
BD(散密度)檢測(cè)回路不起作用，以往BD值被
保持,進(jìn)料以固定的BD計(jì)算執(zhí)行。此時(shí)PID流量控制與自動(dòng)模式時(shí)一樣執(zhí)行。DB值也可由圖形控制面板輸入e
4一些PLC程序功能和數(shù)據(jù)處理
這里只對(duì)PLC程序中的一些主要功能和數(shù)據(jù)處理進(jìn)行簡(jiǎn)要說明。PLC功能和數(shù)據(jù)處理框圖參見圖4。
4.1TA粉料重量高/低限檢測(cè)及啟動(dòng)脈沖輸出回路
稱重元件輸出的電壓信號(hào)經(jīng)數(shù)字稱重放大器轉(zhuǎn)換成BCD碼，輸入PLC,與重量高/低限比較，用于向再裝進(jìn)料器PM101-1發(fā)出重新裝料和結(jié)束裝料信號(hào)。啟動(dòng)計(jì)量進(jìn)料器PM101-2后，如果TA粉料重量高于低限值，經(jīng)％延時(shí)后,PLC輸出分頻器復(fù)位的命令。
4.2AW檢測(cè)回路
在PLC發(fā)出分頻器復(fù)位的命令后，通過在分頻器設(shè)定的PM101-2每旋轉(zhuǎn)N轉(zhuǎn)(排出體積為AF的

物料）所對(duì)應(yīng)產(chǎn)生的同歩脈沖來發(fā)出重量數(shù)據(jù)讀入命令，進(jìn)行A中1,AW2,A叩3等樣本重量檢測(cè)。
4.3散密度計(jì)算回路
在PLC中，根據(jù)PM101-2旋轉(zhuǎn)N轉(zhuǎn)的…份釆樣體積（AK）,對(duì)應(yīng)其旋轉(zhuǎn)N轉(zhuǎn)同一份采樣的重量改變量（AI7J,由式子BDB=A7„./Ar„計(jì)算散密度。4.4散密度移動(dòng)平均值計(jì)算回路
為提高對(duì)散密度測(cè)量的精確性，在PLC中釆用了移動(dòng)平均值計(jì)算的算法來進(jìn)行密度修正：
BD.”散密度移動(dòng)平均值；
BQ：第1個(gè)樣本散密度；
BD»第2個(gè)樣本散密度；
BDs：第3個(gè)樣本散密度；
BD“:第n個(gè)樣本散密度；
BDi=BDav
（BDi+BD2）/2=BD®
（BD1+BD2+BDj）/3=BDav
（BD1+BD2+BD3…+BD„）/re=BD^y
平均值計(jì)算次數(shù)可選1~10次。
4.5BD（散密度）值回路
當(dāng)系統(tǒng)在自動(dòng)操作模式時(shí),BD值取上述BDAV值（散密度移動(dòng)平均值），毎秒刷新;在剛剛啟動(dòng)進(jìn)料器,或正處在再裝料階段，或者操作模式被人為置于體積操作時(shí)，以往BD值被保持，并且BD值可從圖形控制圖板直接更改。
4.6PV（實(shí)時(shí)進(jìn)料重量流量值）計(jì)算回路
由于進(jìn)料體積流量卩（1/h）與TA計(jì)量進(jìn)料器PM101-2的RPM轉(zhuǎn)速成正比。而轉(zhuǎn)速可經(jīng)安裝在計(jì)量進(jìn)料器的脈沖傳感器測(cè)得，又根據(jù)上述BD（散密度），則PV可由V（l/h）xBD計(jì)算得出。
4.7PID控制回路
利用DCS和PLC中利用PID公用算法模塊，構(gòu)成PID控制回路。根據(jù)進(jìn)料器重量流量PV和設(shè)
計(jì)值SV進(jìn)行PID運(yùn)算閉環(huán)控制，輸出MV（操作變量），從而通過調(diào)節(jié)變頻調(diào)電機(jī)駆動(dòng)計(jì)量進(jìn)料器PM101-2的轉(zhuǎn)速，控制進(jìn)料流量，實(shí)現(xiàn)PV與SV（設(shè)定值）保持一致。PID控制方框圖參見圖5。

15PID控制方框圖
Fig.5PIDcontrolblockdiagram

5結(jié)語
該系統(tǒng)自投用以來,運(yùn)行穩(wěn)定可靠，測(cè)量精確，維護(hù)量小，故障率低,保障了PTA裝置平穩(wěn)運(yùn)行，優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)，充分滿足了生產(chǎn)的需要，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。
 

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