流量批量控制儀在裝運系統(tǒng)中的應用

熊小榮　張　昊

摘要：流量批量控制儀由于控制器是為流量批量控制專門設計，因而使用簡單方便，它省去了傳統(tǒng)的PLC批量控制系統(tǒng)需自行編程控制的程序，同時功能全面，控制準確。它擁有流量和溫度的測量、計算、控制、顯示、報警等功能，且采用9段折線對流量傳感器、變送器的非線性誤差進行自動校正，并通過溫度補償使流量計量更為精準。蘭州石化公司丙烯酸廠的乙酯、丁酯裝卸車在采用高精度批量控制儀和質(zhì)量流量計的基礎上通過軟件集成構成化工產(chǎn)品裝車計量控制系統(tǒng)。

關鍵詞：流量批量控制儀；裝運系統(tǒng)：批量控制流程

中圖分類號：TP273

文獻標識碼：A

文章編號：1009-2374(2009)04-0083-02

蘭州石化8萬噸／年丙烯酸裝置包括氧化、精致、甲乙酯、灌區(qū)、廢水處理、循環(huán)水、140廢氣、火車裝車、汽車裝車、940成品桶灌裝等單元組成，其中裝運系統(tǒng)控制原料輸入和產(chǎn)品輸出，它關系著丙烯酸廠的貿(mào)易往來，如果產(chǎn)生誤差會產(chǎn)生不良后果，可以說裝運系統(tǒng)的準確控制能給企業(yè)帶來更好的效益和信譽。它選擇KESSLER-ELLISPRODUCTS公司新型儀表FBC10型流量批量控制儀來實現(xiàn)對裝運流量的精準控制。

一、流量批量控制儀的用途與特點

(一)用途

流量批量控制儀是一種以單片機為基礎的，有通信能力的，帶數(shù)字顯示的流量批量控制儀表，其輸入端與多種流量變送器、傳感器配合，其輸出接點可與電磁閥以及保護開關等配合，能完成定量裝桶、裝車，定量發(fā)料等任務。通過面板上的操作鍵可方便地設置定量值和提前值，與大、小閥門開度的控制動作相配合，可實現(xiàn)精確定量，廣泛用于液體的定量發(fā)料、裝車、裝桶和生產(chǎn)過程中的配料等。

(二)特點

流量批量控制儀作為一種新型儀表它擁有完善精準的流量控制功能，例如，大、小閥門開度控制，定量更精確；單擺控制，適合交替裝桶；對繼電器、電磁閥的時滯進行動態(tài)校正，提高定量精度；流體溫度自動補償功能；9段折線法校正功能，能對傳感器、變送器的非線性誤差進行自動校正等特點。

二、控制原理與功能

(一)批置控制流程

批量控制系統(tǒng)由批量控制儀、流量測量儀表(傳感器、變送器)和執(zhí)行器組成，批量控制系統(tǒng)圖如圖1所示：

(二)功能與原理

儀表的核心是單片機，批量儀主要功能是接收流量儀的信號，通過內(nèi)部潛入程序進行整理，計算輸出信號控制電磁閥，同時實現(xiàn)溫度的測量、計算、控制、顯示、報警等任務。下面對其功能原理進行主要介紹：

1．大小閥控制功能：儀表有兩副控制接點，一副控制大閥，一副控制小閥，兩臺閥并聯(lián)使用。大閥用于快速發(fā)料，小閥用于精確定量。兩臺閥在儀表中的單片機控制下，協(xié)調(diào)動作，完成發(fā)料任務。

2．交替裝桶功能：儀表中的兩副控制接點分別與兩個臺位上的電磁閥相連，在單片機的控制下，依次對兩個容器灌裝。為了使由操作人員手工完成的部分操作在時間上與控制器的操作周期相匹配，在前一臺位灌裝完畢與開始下一臺位灌裝之間，安排了一個可以設置的“間歇時間”。使用前可根據(jù)具體情況將這一時間由長到短逐步調(diào)試，甚至最佳。

3．小流量監(jiān)視功能：這一功能是為了灌裝和發(fā)料的安全而設計的。有時候由于輸送泵未進入正常工作狀態(tài)以及管路上的人工切斷閥忘記打開等原因，雖然按了控制器上的“啟動”按鍵，但是相應的瞬時流量并未升起來，這時，操作人員就得去查找原因，有時候一面查找原因，一面還要觀察流量是否已經(jīng)升起來。

4．發(fā)料量設定范圍判別功能：為了消除因發(fā)料量設定誤操作引起錯誤發(fā)料，可利用儀表中“發(fā)料量設定值范圍判別功能”。儀表中有兩條菜單。一條寫入“發(fā)料量設定值上限”，另一條寫入“發(fā)料量設定值下限”，根據(jù)使用對象的具體情況合理設置這兩個數(shù)據(jù)。按下控制器的啟動按鈕后，儀表先對相應窗口內(nèi)所填寫的“本批發(fā)料設定值”進行判別，如果落在上限與下限之間，則啟動有效，予以執(zhí)行；如果落在上限與下限所設定的區(qū)間之外，則啟動無效，控制器相應的指示燈閃爍，提請操作人員處理。

5．聯(lián)鎖保護功能：控制器備有一個開關量輸入口，用于安全保護和聯(lián)鎖。可與現(xiàn)場的無源接點相連，完成特定的安全保護和聯(lián)鎖任務。例如，在易燃易爆場所，常常裝有靜電接地開關，當輸送物料的管道靜電接地完好時，接點閉合，否則斷開。將該開關與控制器相連，就可完成該項保護。再如，定量裝車時常帶有槽車液位繼電器，在發(fā)料時，不管什么原因?qū)е乱何焕^電器動作時，控制器立即將電磁閥關閉，以確保安全。

三、應用

(一)應用實例

要求允許最大批量為15噸，小流量發(fā)料提前量：0.5噸。批量儀設定步驟：

1．首先進入批量模式。

2．最大批量預設。最大批量預設即是允許最大批量，我們設為15噸，如果操作員想輸入一個大于這個值的數(shù)值，控制器不會接受并會提醒操作者輸入的值過大。

3．自動批量開始設定。自動批量開始功能允許用戶設定一個間歇時間，在完成一個批量控制后自動開始下一個批量控制，這個間歇時間可以設定為1～99秒。

4．流量信號間歇時間設定。流量信號間歇時間允許用戶輸入一個時間值0—99秒，如果一個批量正在填充過程而零流量信號持續(xù)的時間超過用戶設定的時間值，那么這個批量將會取消，終止主要是防止因為流量傳感器故障或者接線的原因使填充過量。

5．最大排空時間設定。

6．緩慢啟動量設定。緩慢啟動量允許輸入一個量作為一個緩慢的啟動。這個功能需要一個兩段閥來完成，繼電器RLY 1(小流量)會啟動緩慢開始，當?shù)竭_設定的緩慢啟動量后，繼電器RLY 2(大流量)會動作打開主閥。這里我們設為0.5噸。這樣，我們就完成了這個任務的主要參數(shù)設定。

(二)應用中的問題解決

1．在發(fā)料過程中，突然不能檢測到流量信號了。這時應該立刻按下面板上的“停止”鍵，暫停發(fā)料。故障原因可能是送料泵停止，輸送管道不暢通或是流量信號傳輸出現(xiàn)問題等。排除問題后，若需繼續(xù)發(fā)料，按下“啟動”鍵繼續(xù)未完成的發(fā)料作業(yè)，若需進行新的批量發(fā)料則先按下“復位”鍵，再按下“啟動”鍵即可。

2．輸入發(fā)料量后，啟動無效。原因可能是輸入發(fā)料量過大。超過了發(fā)料量的設定范圍。解決辦法，將輸入量減小分多次發(fā)料，或者聯(lián)系操作人員更改設定范圍設置。

3．多次試驗發(fā)料量總是比設定值大出近似的量。原因是執(zhí)行器動作滯后引起的誤差，解決辦法，每次設定發(fā)料量時將發(fā)料量設為：實際發(fā)料量－滯后產(chǎn)生的誤差量即可。

四、結語

經(jīng)過一年多的實際應用，F(xiàn)BC10型流量批量控制儀取得了較好的現(xiàn)場應用效果。它有效提高了裝車系統(tǒng)的計量技術水平，在8萬噸／年丙烯酸裝置裝車系統(tǒng)中它發(fā)揮了至關重要的作用。由于它是為流量批量控制而專門設計的，因而使用簡單、計量精準，必將在流量批量控制領域得到廣泛使用。