粉料生產氣力輸送中的自動稱重控制算法

一、引言

為確保產品質量,提高勞動生產率,改善工作環境,目前大部分生產廠家都對原有混料系統進行了改進或更新了新的混料系統。最具代表性的如PVC配混生產基本上都采用了自動稱重系統。由于生產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不到質量要求。根據稱量系統實際情況,我們在PVC配混系統中采用了“四段式”和“模糊控制”兩種控制算法,經過認真調整各項參數,確保了各項規定的技術指標。

二、系統組成及工作特點

本系統設備組成主要包括:主、輔料儲料倉主、輔料螺旋加料器;輸送管路系統;蘿茨風機;稱重倉;稱重傳感器及檢測信號處理;各種控制閥門:驅動電機;調速用的變頻器:檢測處理及控制用的工業計算機。系統工作時,先啟動蘿茨風機,使輸送管路系統產生足夠的吸料負壓,然后由計算機根據配方預置值,分別啟動主、輔螺旋加料器,每種配料的稱重過程將根據稱重值的大小通過變頻器來控制螺旋加料器的進給量,以達到快速準確稱重的目的。

1.2系統工作特點

通過現場實際觀察分析和實驗可知:粉料生產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,進給量大,輸料速度快,但稱重準確度難以控制,反之,進給量小,稱重準確度容易控制,但輸料速度慢,不能滿足生產速度要求。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工作的特殊性,根據不同生產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植相接近時期,確保稱重準確度。實際生產中可根據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;四個階段的轉換因不同傳輸管路和稱重值而不同,這方面需實際調

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噴吹而脫落量的多少影響原料比例,進而影響產品質量;此外也可先稱一部分主料,然后再稱數值較小的輔料,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

模糊控制技術是以模糊數學為基礎發展起來的一種新的控制技術。它是一種非線性控制方式,對無法取得數學模型或數學模型相對粗糙的控制系統,可以取得令人滿意的控制效果。

四、結語

經過原理比較和現場實際應用分析可知:“四段式”稱重法和“模糊控制”稱重法分別適用于不同現場條件和不同技術要求的粉料生產氣力輸送的稱重系統中。

(1)四段式稱重法

該方法編程比較簡單,調試比較容易,但稱重速度較慢,稱重精度不高。適用于配方種類不固定產量不太高,對產品質量要求不十分嚴格的稱重系統。

(2)模糊控制稱重法

與“四段式”稱重法相比,編程相對復雜,調試相對困難,但稱重速度較快,稱重精度可控,適用于配方種類比較固定,產量比較高,對產品質量要求比較嚴格的稱重系統。

上述兩種稱重算法控制精度可以根據生產設備和工藝要求靈活調整,與常規PID控制相比吏加容易實現,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配混稱重系統控制中得到應用。實踐證明:兩種控制算法具有很好的推廠應用價值,同時對于類似的粉料加工控制稱重系統同樣適用。

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