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| 摘要：本文主要介紹AI-808和變頻技術(shù)在催化劑廠完善新型催化劑生產(chǎn)工藝改造中的應(yīng)用，并說明系統(tǒng)*控制及*控制參數(shù)的計(jì)算。系統(tǒng)運(yùn)行情況較好，值得推廣使用。 | ||
| 關(guān)鍵詞：AI-808 變頻調(diào)速 雙閉環(huán) 綠色設(shè)計(jì)和制造 *控制 | ||
| 1、引言 | ||
| 齊魯石化催化劑廠在完善新型催化劑生產(chǎn)工藝改造前的生產(chǎn)工藝過程是：先從輸送管道向攪拌罐投入一定量的高嶺土，再投入一定量的分散劑，經(jīng)過2.2小時(shí)反應(yīng)后，再依次加入其他7種物料，這樣做存在以下問題：（1）由于反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。（2）由于計(jì)量設(shè)備落后，人為影響因素較重，投入分散劑量不能很好控制，投入過多，生產(chǎn)成本大大提高，造成浪費(fèi)，投入過少，影響產(chǎn)品質(zhì)量，產(chǎn)品不合格率提高，造成大量的廢品。 （3）由于物料的特殊化學(xué)性質(zhì)，腐蝕性及粉塵污染較嚴(yán)重，嚴(yán)重影響工人的身體健康。 | ||
| 2、調(diào)速控制單元的組成及工作原理 | ||
| 變頻調(diào)速控制單元主要由DCS、PLC、配料皮帶秤、星型給料機(jī)、變頻器、AI-808調(diào)節(jié)器、流量計(jì)、電氣轉(zhuǎn)換閥等組成。其工藝流程見圖1所示： | ||
| 3、綠色設(shè)計(jì)與制造 | ||
| 綠色設(shè)計(jì)與制造是人類可持續(xù)發(fā)展的必由之路，它將生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)社會(huì)聯(lián)結(jié)成一個(gè)協(xié)調(diào)發(fā)展的有機(jī)整體，要求經(jīng)濟(jì)發(fā)展必須考慮自然生態(tài)環(huán)境的長(zhǎng)期承載能力，滿足人類長(zhǎng)遠(yuǎn)生成的需要。 在系統(tǒng)的工藝改造中，從系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)到生成產(chǎn)品，包括生產(chǎn)過程中的周轉(zhuǎn)物、回收物及廢棄物等，都充分地利用綠色設(shè)計(jì)的新思想。例如系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)選擇時(shí)，將綠色設(shè)計(jì)新思想擺在*，在滿足生產(chǎn)工藝、保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，盡可能多地采用綠色設(shè)計(jì)；當(dāng)在滿足生產(chǎn)工藝、保證產(chǎn)品質(zhì)量和采用綠色設(shè)計(jì)產(chǎn)生沖突時(shí)，采取資金傾斜政策，以滿足實(shí)際需要。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段，將影響環(huán)境因素及預(yù)防污染的措施納入產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，將環(huán)境性能作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)的目標(biāo)和出發(fā)點(diǎn)，使生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的污染減少到zui小，從根本上防治了污染，節(jié)約了能源和資源。設(shè)計(jì)中，采用HONEYWELL公司的DCS集散控制系統(tǒng)和變頻調(diào)速技術(shù)，真正體現(xiàn)人性化設(shè)計(jì)，全面實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化，大大減少勞動(dòng)強(qiáng)度、提高生產(chǎn)效率、降低噪聲污染、節(jié)約電能及減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊。在物流過程中，實(shí)現(xiàn)將物料進(jìn)行全密封裝置，從而杜絕了粉狀及粉粒狀物料（如鋁石、高嶺土等）對(duì)周圍環(huán)境的污染，保護(hù)工人的身體健康。提高企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力和可持續(xù)發(fā)展能力。 | ||
| 4、工藝改造中存在問題及解決 | ||
| 4、1DCS采集的數(shù)據(jù)存在問題及解決 由于DCS主要采集4～20mA模擬電流信號(hào)，模擬電流存在自身的缺陷，特別是采集的4～20m流量信號(hào)通過調(diào)節(jié)器進(jìn)行變送后造成的誤差更大，同時(shí)由于調(diào)節(jié)器內(nèi)部采用2路4～20mA模塊，相互之間干擾較嚴(yán)重，傳送到DCS的信號(hào)發(fā)現(xiàn)明顯失蹤。后來對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行考慮，通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)有兩種方式可以解決：其一：更換PID內(nèi)部4～20mA模塊，采用光電隔離型模塊，并對(duì)系統(tǒng)的接地加以處理。其二：直接采集電腦積算器的模擬信號(hào)，但是積算器的接口只有一個(gè)，后來對(duì)積算器的模擬輸出進(jìn)行改造，使其準(zhǔn)確的將一路4～20mA模擬接口同時(shí)送給調(diào)節(jié)器和DCS，既保證調(diào)節(jié)器正常調(diào)節(jié)，又滿足DCS準(zhǔn)確采集流過輸送機(jī)的物料。 4、2調(diào)節(jié)閥變化頻率過快 調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)過程中，系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重的超調(diào)現(xiàn)象，系統(tǒng)振蕩較嚴(yán)重，星型給料機(jī)時(shí)停時(shí)轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)閥頻率變化過快，不能正常工作，容易損壞。其原因主要是：料倉(cāng)不能均勻下料、現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)現(xiàn)象較嚴(yán)重、積算器和調(diào)節(jié)器內(nèi)部參數(shù)設(shè)置不合適。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況逐個(gè)進(jìn)行排除，從而保證調(diào)節(jié)閥正常工作。 4、3變頻器控制方案的實(shí)現(xiàn) 由于接就原生產(chǎn)工藝，由兩個(gè)料倉(cāng)對(duì)輸送機(jī)（內(nèi)裝電子皮帶秤）進(jìn)行給料，從而需要2臺(tái)星型料機(jī)進(jìn)行給料，經(jīng)過多方面論證及生產(chǎn)工藝需要，采用2臺(tái)變頻器進(jìn)行控制，但只提供一路4～20模擬信號(hào)，同時(shí)采用變頻器轉(zhuǎn)換開關(guān)，根據(jù)生產(chǎn)需要選用其中一臺(tái)或2臺(tái)全部工作。 | ||
| 5、當(dāng)前應(yīng)用效果 | ||
| 通過近4年時(shí)間的試運(yùn)行來看，使用效果較好，具體表現(xiàn)在以下幾方面： 5、1生產(chǎn)效率大大提高 原生產(chǎn)工藝中高嶺土和分散劑反應(yīng)時(shí)間約為2.2小時(shí)，反應(yīng)后的混合物與其它七種物料反應(yīng)時(shí)間為40分鐘，可見改造后生產(chǎn)工藝的生產(chǎn)效率比以前提高4倍。 5、2系統(tǒng)可靠性大大提高 由于系統(tǒng)采用DCS集散控制系統(tǒng)，PLC、變頻器、電氣轉(zhuǎn)換閥等均采用進(jìn)口器件，并經(jīng)過嚴(yán)格篩選，系統(tǒng)工作幾個(gè)月時(shí)間內(nèi)一直運(yùn)行穩(wěn)定。 5、3綠色設(shè)計(jì)和人性化設(shè)計(jì)得到充分體現(xiàn) 進(jìn)入二十一世紀(jì)后，隨著生活水平的提高，人們對(duì)環(huán)保意識(shí)明顯增強(qiáng)，綠色設(shè)計(jì)技術(shù)作為一門新興課題正在各行各業(yè)快速應(yīng)用。正是由于該系統(tǒng)充分利用綠色設(shè)計(jì)這一先進(jìn)思想，使得系統(tǒng)投入運(yùn)行后取得許多事前人們意想不到的效果。 5、4產(chǎn)品質(zhì)量和合格率明顯提高 應(yīng)生產(chǎn)工藝需要，通過DCS系統(tǒng)設(shè)定好參數(shù)后，生產(chǎn)過程嚴(yán)格采用自動(dòng)控制，避免了人為因素的干擾，從而大大地提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和合格率。 5、5工藝控制平穩(wěn)、穩(wěn)定 系統(tǒng)中采用雙閉環(huán)控制，并對(duì)系統(tǒng)參數(shù)實(shí)行*計(jì)算，輸入到DCS系統(tǒng)中的模擬電流信號(hào)（即第二路閉環(huán)控制的目標(biāo)值）基本上是個(gè)穩(wěn)定信號(hào)，從圖3中清楚地看到，系統(tǒng)控制精度在±1%范圍內(nèi)，并能平穩(wěn)地工作。 5、6節(jié)能* 系統(tǒng)中用于變頻調(diào)節(jié)高嶺土、鋁石等的電機(jī)共有6臺(tái)，功率均為1.5kw，全部工作時(shí)功率為9kw，實(shí)際工作中，功率只達(dá)到55～65%之間，節(jié)約大量的能源。 | ||
| 6、結(jié)束語(yǔ) | ||
| 該系統(tǒng)自2002年7月在齊魯石化已經(jīng)成功運(yùn)行近4年時(shí)間，運(yùn)行可靠，操作方便，具有很強(qiáng)的抗干擾性，大大提高了企業(yè)生產(chǎn)效率，得到齊魯石化公司領(lǐng)導(dǎo)的好評(píng)，也成為我公司的樣板工程，一方面歸功于設(shè)計(jì)及器件選擇合理，用戶對(duì)設(shè)備的很好應(yīng)用，另一方面與AI-808調(diào)節(jié)器的可靠的質(zhì)量是分不開的。 | ||
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