粉料生產(chǎn)氣力輸送中的自動稱重控制算法

一、引言

為確保產(chǎn)品質(zhì)量,提高勞動生產(chǎn)率,改善工作環(huán)境,目前大部分生產(chǎn)廠家都對原有混料系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)或更新了新的混料系統(tǒng)。最具代表性的如PVC配混生產(chǎn)基本上都采用了自動稱重系統(tǒng)。由于生產(chǎn)不同的塑料制品需要不同的原材料及配方比例,且最小和最大原料重量相差近百公斤,重量小的原料的稱重值稍有誤差就可能使塑料制品達(dá)不到質(zhì)量要求。根據(jù)稱量系統(tǒng)實際情況,我們在PVC配混系統(tǒng)中采用了“四段式”和“模糊控制”兩種控制算法,經(jīng)過認(rèn)真調(diào)整各項參數(shù),確保了各項規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)。

二、系統(tǒng)組成及工作特點

本系統(tǒng)設(shè)備組成主要包括:主、輔料儲料倉主、輔料螺旋加料器;輸送管路系統(tǒng);蘿茨風(fēng)機;稱重倉;稱重傳感器及檢測信號處理;各種控制閥門:驅(qū)動電機;調(diào)速用的變頻器:檢測處理及控制用的工業(yè)計算機。系統(tǒng)工作時,先啟動蘿茨風(fēng)機,使輸送管路系統(tǒng)產(chǎn)生足夠的吸料負(fù)壓,然后由計算機根據(jù)配方預(yù)置值,分別啟動主、輔螺旋加料器,每種配料的稱重過程將根據(jù)稱重值的大小通過變頻器來控制螺旋加料器的進(jìn)給量,以達(dá)到快速準(zhǔn)確稱重的目的。

1.2系統(tǒng)工作特點

通過現(xiàn)場實際觀察分析和實驗可知:粉料生產(chǎn)中各種物料本身在密度、粘滯性管理化性能方面有較大差異,同時不同粉料受管路中壓力影響和進(jìn)給量大小影響,物流傳送速度和稱重倉中懸浮量均不相同,進(jìn)給量大,輸料速度快,但稱重準(zhǔn)確度難以控制,反之,進(jìn)給量小,稱重準(zhǔn)確度容易控制,但輸料速度慢,不能滿足生產(chǎn)速度要求。一種物料稱重完成后,管路中可能或多或少存有剩料。

三、控制算法研究

針對氣力輸送自動稱重系統(tǒng)工作的特殊性,根據(jù)不同生產(chǎn)廠家粉料混合配方使用的具體情況,可采用下述兩種控制算法。

3.1四段式稱重法

這方法是將配方中的各種原料的稱重過程按送料速度,也就是將螺旋加料器的旋轉(zhuǎn)速度分為高速、中速、低速和點動送料四個階段,其中高速階段適用于上料初期,這時可減緩送料;中速階段適用于上料中期,這時可減速緩送料;低速階段適用于上料后期,相對緩慢送料,減少管路剩料和稱重倉中懸浮量;點動階段適用于稱重值與目標(biāo)植相接近時期,確保稱重準(zhǔn)確度。實際生產(chǎn)中可根據(jù)配方中各種成分的稱重值不同來確定稱重過程的四個階段,對于重量大的主料等原料可采用四個階段:對于重量較小的原料可采用中速、低速和點動三個階段;四個階段的轉(zhuǎn)換因不同傳輸管路和稱重值而不同,這方面需實際調(diào)

試確定。在一個配方的稱重過程中最好先稱重量大的主料,這樣可減少因倉壁沾浮經(jīng)噴吹而脫落量的多少影響原料比例,進(jìn)而影響產(chǎn)品質(zhì)量;此外也可先稱一部分主料,然后再稱數(shù)值較小的輔料,最后再稱剩余的主料。實際中這是最可取的方法之

3.2模糊控制稱重法

模糊控制技術(shù)是以模糊數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的一種新的控制技術(shù)。它是一種非線性控制方式,對無法取得數(shù)學(xué)模型或數(shù)學(xué)模型相對粗糙的控制系統(tǒng),可以取得令人滿意的控制效果。

四、結(jié)語

經(jīng)過原理比較和現(xiàn)場實際應(yīng)用分析可知:“四段式”稱重法和“模糊控制”稱重法分別適用于不同現(xiàn)場條件和不同技術(shù)要求的粉料生產(chǎn)氣力輸送的稱重系統(tǒng)中。

(1)四段式稱重法

該方法編程比較簡單,調(diào)試比較容易,但稱重速度較慢,稱重精度不高。適用于配方種類不固定產(chǎn)量不太高,對產(chǎn)品質(zhì)量要求不十分嚴(yán)格的稱重系統(tǒng)。

(2)模糊控制稱重法

與“四段式”稱重法相比,編程相對復(fù)雜,調(diào)試相對困難,但稱重速度較快,稱重精度可控,適用于配方種類比較固定,產(chǎn)量比較高,對產(chǎn)品質(zhì)量要求比較嚴(yán)格的稱重系統(tǒng)。

上述兩種稱重算法控制精度可以根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備和工藝要求靈活調(diào)整,與常規(guī)PID控制相比吏加容易實現(xiàn),且適用面廣。目前已在遼河油田恒泰利PVC塑料建材有限公司、大連石德和日本YKK大連建材分公司的PVC配混稱重系統(tǒng)控制中得到應(yīng)用。實踐證明:兩種控制算法具有很好的推廠應(yīng)用價值,同時對于類似的粉料加工控制稱重系統(tǒng)同樣適用。

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