AI-808在催化劑廠完善新型催化劑生產工藝改造中的應用
AI-808在催化劑廠完善新型催化劑生產工藝改造中的應用 | ||
濟南金鐘電子衡器股份有限公司 作者：張兄華 | ||
摘要：本文主要介紹AI-808和變頻技術在催化劑廠完善新型催化劑生產工藝改造中的應用，并說明系統*優控制及*優控制參數的計算。系統運行情況較好，值得推廣使用。 | ||
| 關鍵詞：AI-808 變頻調速 雙閉環 綠色設計和制造 *優控制 | ||
| 1、引言 | ||
齊魯石化催化劑廠在完善新型催化劑生產工藝改造前的生產工藝過程是：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，經過2.2小時反應后，再依次加入其他7種物料，這樣做存在以下問題：(1)由于反應時間較長，嚴重影響產品的生產效率。(2)由于計量設備落后，人為影響因素較重，投入分散劑量不能很好控制，投入過多，生產成本大大提高，造成浪費，投入過少，影響產品質量，產品不合格率提高，造成大量的廢品。(3)由于物料的特殊化學性質，腐蝕性及粉塵污染較嚴重，嚴重影響工人的身體健康。 | ||
| 2、調速控制單元的組成及工作原理 | ||
變頻調速控制單元主要由DCS、PLC、配料皮帶秤、星型給料機、變頻器、AI-808調節器、流量計、電氣轉換閥等組成。其工藝流程見圖1所示： | ||
| 3、綠色設計與制造 | ||
| 綠色設計與制造是人類可持續發展的必由之路，它將生態環境和經濟社會聯結成一個協調發展的有機整體，要求經濟發展必須考慮自然生態環境的長期承載能力，滿足人類長遠生成的需要。 在系統的工藝改造中，從系統的方案設計到生成產品，包括生產過程中的周轉物、回收物及廢棄物等，都充分地利用綠色設計的新思想。例如系統方案設計選擇時，將綠色設計新思想擺在首位，在滿足生產工藝、保證產品質量的前提下，盡可能多地采用綠色設計；當在滿足生產工藝、保證產品質量和采用綠色設計產生沖突時，采取資金傾斜政策，以滿足實際需要。在系統設計階段，將影響環境因素及預防污染的措施納入產品設計中，將環境性能作為產品設計的目標和出發點，使生產對環境的污染減少到*小，從根本上防治了污染，節約了能源和資源。設計中，采用HONEYWELL公司的DCS集散控制系統和變頻調速技術，真正體現人性化設計，**實現生產過程自動化，大大減少勞動強度、提高生產效率、降低噪聲污染、節約電能及減少對電網的沖擊。在物流過程中，實現將物料進行全密封裝置，從而杜絕了粉狀及粉粒狀物料（如鋁石、高嶺土等）對周圍環境的污染，保護工人的身體健康。提高企業市場競爭能力和可持續發展能力。 | ||
| 4、工藝改造中存在問題及解決 | ||
| 4、1DCS采集的數據存在問題及解決 由于DCS主要采集4～20mA模擬電流信號，模擬電流存在自身的缺陷，特別是采集的4～20m流量信號通過調節器進行變送后造成的誤差更大，同時由于調節器內部采用2路4～20mA模塊，相互之間干擾較嚴重，傳送到DCS的信號發現明顯失蹤。后來對設計進行考慮，通過試驗發現有兩種方式可以解決：其一：更換PID內部4～20mA模塊，采用光電隔離型模塊，并對系統的接地加以處理。其二：直接采集電腦積算器的模擬信號，但是積算器的接口只有一個，后來對積算器的模擬輸出進行改造，使其準確的將一路4～20mA模擬接口同時送給調節器和DCS，既保證調節器正常調節，又滿足DCS準確采集流過輸送機的物料。 4、2調節閥變化頻率過快 調節器調節過程中，系統出現嚴重的超調現象，系統振蕩較嚴重，星型給料機時停時轉，調節閥頻率變化過快，不能正常工作，容易損壞。其原因主要是：料倉不能均勻下料、現場振動現象較嚴重、積算器和調節器內部參數設置不合適。根據現場情況逐個進行排除，從而保證調節閥正常工作。 4、3變頻器控制方案的實現 由于接就原生產工藝，由兩個料倉對輸送機（內裝電子皮帶秤）進行給料，從而需要2臺星型料機進行給料，經過多方面論證及生產工藝需要，采用2臺變頻器進行控制，但只提供一路4～20模擬信號，同時采用變頻器轉換開關，根據生產需要選用其中一臺或2臺全部工作。 | ||
| 5、當前應用效果 | ||
| 通過近4年時間的試運行來看，使用效果較好，具體表現在以下幾方面： 5、1生產效率大大提高 原生產工藝中高嶺土和分散劑反應時間約為2.2小時，反應后的混合物與其它七種物料反應時間為40分鐘，可見改造后生產工藝的生產效率比以前提高4倍。 5、2系統可靠性大大提高 由于系統采用DCS集散控制系統，PLC、變頻器、電氣轉換閥等均采用進口器件，并經過嚴格篩選，系統工作幾個月時間內一直運行穩定。 5、3綠色設計和人性化設計得到充分體現 進入二十一世紀后，隨著生活水平的提高，人們對環保意識明顯增強，綠色設計技術作為一門新興課題正在各行各業快速應用。正是由于該系統充分利用綠色設計這一先進思想，使得系統投入運行后取得許多事前人們意想不到的效果。 5、4產品質量和合格率明顯提高 應生產工藝需要，通過DCS系統設定好參數后，生產過程嚴格采用自動控制，避免了人為因素的干擾，從而大大地提高了產品的質量和合格率。 5、5工藝控制平穩、穩定 系統中采用雙閉環控制，并對系統參數實行*優計算，輸入到DCS系統中的模擬電流信號（即**路閉環控制的目標值）基本上是個穩定信號，從圖3中清楚地看到，系統控制精度在±1%范圍內，并能平穩地工作。 5、6節能效果顯著 系統中用于變頻調節高嶺土、鋁石等的電機共有6臺，功率均為1.5kw，全部工作時功率為9kw，實際工作中，功率只達到55～65%之間，節約大量的能源。 | ||
| 6、結束語 | ||
| 該系統自2002年7月在齊魯石化已經成功運行近4年時間，運行可靠，操作方便，具有很強的抗干擾性，大大提高了企業生產效率，得到齊魯石化公司領導的好評，也成為我公司的樣板工程，一方面歸功于設計及器件選擇合理，用戶對設備的很好應用，另一方面與AI-808調節器的可靠的質量是分不開的。 | ||
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作者簡介：張兄華**工程師，主要從事自動化控制和過程控制，現在省部級以上雜志發表科技論文30余篇。本人先后在合鋼、新鋼等焦化廠，催化劑廠等化工行業及其它行業多次使用過AI-808調節器，現場使用效果良好。 |
