離心機(jī)在聚酯裝置的應(yīng)用
一、引言
我公司國產(chǎn)化的聚酯（PET）裝置由中國紡織工業(yè)設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，采用國內(nèi)開發(fā)的以醋酸銻為催化劑、二氧化鈦（TiO2 ）為消光劑、精對苯二甲酸（PTA）和乙二醇(EG)為原料的直接酯化、連續(xù)縮聚的五釜流程工藝路線，生產(chǎn)纖維級半消光聚酯切片。
二氧化鈦粉末與乙二醇溶液混合經(jīng)研磨機(jī)研磨后仍會有大的粒子，如不除去會影響產(chǎn)品中凝聚粒子的質(zhì)量指標(biāo)，過多將導(dǎo)致超標(biāo)；另外，除去大顆粒粒子，還可以延長二氧化鈦溶液過濾器濾芯的使用壽命，降低生產(chǎn)成本。所以在消光劑配制系統(tǒng)中使用了離心機(jī)，通過離心機(jī)的離心分離作用將TiO２懸濁液中的大顆粒粒子分離出去。經(jīng)過實(shí)際考察和多方論證，最終選用性價比較高的國產(chǎn)LW350HQ型臥式離心機(jī)。下面介紹一下此離心機(jī)在裝置中的應(yīng)用情況。
二、 消光劑配制工藝流程：
1、TiO2懸浮液的配制：袋裝TiO２粉末與乙二醇溶液在配制罐22－TA01中按一定比例混合攪拌一段時間后，使懸浮液以一定的速度進(jìn)入TiO２研磨機(jī)22-M02中進(jìn)行第一次研磨，研磨物進(jìn)入消光劑循環(huán)槽22-TA02，第二次啟動研磨機(jī)，研磨后懸浮液進(jìn)入稀釋槽22-TA03。再向22－TA03中加入定量的稀釋用乙二醇溶液達(dá)到規(guī)定的濃度，混合攪拌一段時間。
2、稀釋懸浮液的離心：檢查和確認(rèn)完離心機(jī)的狀態(tài)后，在現(xiàn)場啟動離心機(jī)22－G01,當(dāng)離心機(jī)達(dá)到分散所需的轉(zhuǎn)速時自動打開進(jìn)料閥XV-22002,然后自動啟動供料泵22－P01，隨后四通閥XV-22003自動切換到離心位A，經(jīng)分離后的懸浮液進(jìn)入消光劑中間槽22－TA04,而離心分離下的
圖1 消光劑配制工藝流程圖
TiO2濾餅進(jìn)入配制槽22-TA01中重復(fù)利用。在帶切斷閥的流量計(jì)FQIV-22022上設(shè)定好下一批乙二醇量，這些EG經(jīng)離心機(jī)加入TiO2配制罐中，以清洗離心機(jī)，當(dāng)TiO2供料泵22-P01入口管線出現(xiàn)流量低報或22－TA04液位出現(xiàn)高報時，供料泵自動停止，該批料輸送完畢。四通閥自動切換到?jīng)_洗位B，離心機(jī)沖洗開始，速度自動減到剝離濾餅速度，沖洗用乙二醇閥XV-22003自動打開，經(jīng)過一定時間的沖洗，濾餅連同乙二醇一起進(jìn)入配制罐22－TA01可供下一批繼續(xù)使用，離心機(jī)自動停止。
3、懸浮液輸送及供給過程：在中間槽內(nèi)的懸浮液按要求至少要存放２小時以上以便脫活性，取樣合格后，懸浮液在氮?dú)鈮毫ψ饔孟陆?jīng)過濾器過濾后進(jìn)入消光劑供料槽22－TA05中，供料槽中的TiO2懸浮液由計(jì)量泵連續(xù)定量地送入第二酯化釜。
工藝流程圖如圖1所示。其中第2步流程就是通過離心機(jī)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。
三、離心機(jī)系統(tǒng)介紹：
本離心機(jī)系統(tǒng)由離心機(jī)設(shè)備本體和控制系統(tǒng)兩部分組成。主要技術(shù)參數(shù)如下：轉(zhuǎn)鼓直徑356mm，轉(zhuǎn)速3200rpm以下無級可調(diào)，差轉(zhuǎn)速2—32r/min無級可調(diào)，分離因數(shù)2040，液層深度45.5—54.5mm可調(diào)，生產(chǎn)率5—14m3/h，主電機(jī)功率18.5kw。
1、 離心機(jī)設(shè)備本體
LW350HQ離心機(jī)主要由差速器、螺旋推料器、轉(zhuǎn)鼓、機(jī)罩、機(jī)座、主電機(jī)等組成。離心機(jī)設(shè)備本體示意圖如圖2所示。懸浮液經(jīng)進(jìn)料管進(jìn)入主轉(zhuǎn)鼓，在高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力作用下，固相顆粒沉積在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁上，與轉(zhuǎn)鼓作相對運(yùn)動的螺旋葉片不斷地將沉積在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁上的固料刮下排入排污口，分離后的清液經(jīng)液層調(diào)節(jié)板開口流出轉(zhuǎn)鼓到排液口。螺旋與轉(zhuǎn)鼓之間的相對運(yùn)動是由差速器來實(shí)現(xiàn)的。差速器的外殼與轉(zhuǎn)鼓相連接，輸出軸與轉(zhuǎn)鼓相連接，輸入軸與渦流制動器相連接。電機(jī)帶動轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)的同時也帶動了差速器外殼的旋轉(zhuǎn)，差速器的輸入軸在電渦流制動器控制下，驅(qū)動差速器的輸出軸旋轉(zhuǎn)，并按一定比例將扭矩傳遞給螺旋，使轉(zhuǎn)鼓和螺旋之間產(chǎn)生一個差速，從而實(shí)現(xiàn)了離心機(jī)對物料的連續(xù)分離過程。
圖2 離心機(jī)本體示意圖
1、 主電機(jī) 2、進(jìn)料口 3、轉(zhuǎn)鼓 4、螺旋推料器 5、機(jī)殼 6、轉(zhuǎn)鼓測速齒輪 7、差速器
8、轉(zhuǎn)臂測速齒輪 9、電渦流制動器 10、轉(zhuǎn)臂測速傳感器 11、轉(zhuǎn)鼓測速傳感器 12、排液口
13、排污口
2、離心機(jī)控制系統(tǒng)
離心機(jī)的運(yùn)行是通過控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的，為了實(shí)現(xiàn)正常的離心分離，對離心機(jī)的轉(zhuǎn)速、差轉(zhuǎn)速等工藝參數(shù)進(jìn)行連續(xù)實(shí)時的測量、顯示、控制，以及在不正常情況下避免產(chǎn)生人身、設(shè)備事故而設(shè)計(jì)的必要的聯(lián)鎖保護(hù)措施。
①本離心機(jī)控制系統(tǒng)根據(jù)工藝要求和設(shè)備管理要求，由現(xiàn)場操作屏、控制柜兩部分組成（不包括裝在離心機(jī)上的控制設(shè)備）。現(xiàn)場操作屏安裝在離心機(jī)現(xiàn)場，安裝有所用的操作旋鈕、按鈕及指示燈、差轉(zhuǎn)速控制儀表、蜂鳴器、轉(zhuǎn)速顯示和主電機(jī)電流顯示等。控制柜設(shè)在馬達(dá)控制中心（MCC室），柜內(nèi)裝有交流變頻器、程控穩(wěn)流穩(wěn)壓電源，可編程控制器（PLC）、直流電源、繼電器、信號隔離轉(zhuǎn)換器等。
②本離心機(jī)控制系統(tǒng)的主要控制部分是PLC、變頻器和差轉(zhuǎn)速的定值控制。
PLC選用性價比和擴(kuò)展性較好的OMRON C200H機(jī)型，程序按照配制系統(tǒng)離心分離與EG沖洗的工藝流程編制，能夠滿足工藝要求，并且將有關(guān)信號送入集散控制系統(tǒng)（DCS），便于工業(yè)過程管理。由于使用了PLC內(nèi)部的保持繼電器區(qū)來存儲數(shù)據(jù)，這個數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)即使電源故障時數(shù)據(jù)也能保持。所以在運(yùn)行過程中，在發(fā)生掉電事故、緊急停車、過載、變頻器報警等異常故障時，現(xiàn)場的數(shù)據(jù)將保存起來，待電源恢復(fù)、故障排除后，從發(fā)生中斷時的數(shù)據(jù)繼續(xù)運(yùn)行，保證了工藝流程的連續(xù)性和穩(wěn)定性。本工藝流程是時序性很強(qiáng)的步進(jìn)流程，涉及到步進(jìn)關(guān)系的計(jì)時器，并未直接使用PLC內(nèi)部的計(jì)時器，而是使用了PLC系統(tǒng)內(nèi)部時鐘脈沖觸發(fā)計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)來計(jì)時的，從而保證了時序關(guān)系的精確性。程序編制了自動和手動兩種控制方式，在自動無法實(shí)現(xiàn)時，可在現(xiàn)場通過控鈕、旋鈕進(jìn)行手動控制。
由交流變頻器來控制主電機(jī)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速的無級調(diào)節(jié)。變頻器選用富士FRN18.5G11S-4CX型變頻器。變頻器的各項(xiàng)參數(shù)根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置完成后，在運(yùn)行中是通過PLC進(jìn)行自動控制的。控制信號有離心機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、離心頻率、沖洗頻率、加減速時間這幾個數(shù)字量，通過對這幾個量的控制來控制主電機(jī)根據(jù)工藝流程進(jìn)行轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向的變化。離心時正轉(zhuǎn)且達(dá)到離心速度，沖洗時進(jìn)行4次正反轉(zhuǎn)沖洗，并且控制在沖洗速度。
差轉(zhuǎn)速的定值控制采用電渦流制動器和Honeywell通用數(shù)字器UDC1500來實(shí)現(xiàn)。差轉(zhuǎn)速控制信號流向圖如圖5所示。PR為數(shù)字轉(zhuǎn)速表，通過兩個測速探頭將轉(zhuǎn)鼓與轉(zhuǎn)壁的差速線性地轉(zhuǎn)換為4-20mA信號，本系統(tǒng)在輸出20mA時對應(yīng)的差轉(zhuǎn)速設(shè)為32轉(zhuǎn)/分。U是UDC1500型小型通用數(shù)字控制器，它是一種帶微處理器的面板嵌入式PID調(diào)節(jié)器，差速信號在控制器U內(nèi)與設(shè)定值比較得到偏差，對偏差按預(yù)置的PID參數(shù)運(yùn)算，輸出4-20A直流電流去控制程控穩(wěn)壓穩(wěn)流電源T的輸出電流，使其在0-3A之間變化，此電流再向電渦流制動器ECB提供勵磁電流。勵磁電流通過電渦流制動器的勵磁繞組時由于電渦流作用使差速器的輸入軸受到制動作用，并且在一定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)制動力矩與勵磁電流成正比，此制動力矩使誤差朝著減小的方向變化，使差轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在設(shè)定值附進(jìn)。本離心機(jī)控制系統(tǒng)的差轉(zhuǎn)速部分是獨(dú)立于PLC的單獨(dú)控制部分，實(shí)際應(yīng)用中只要控制電源投用，此控制部分就按照差轉(zhuǎn)速設(shè)定值起控制作用。在差速很小時由UDC1500送到PLC一個同步故障信號，所以在PLC程序中檢測同步故障信號是在程序已運(yùn)行、控制電源投用且轉(zhuǎn)速升到分離速度以后再檢測此信號。
圖3 差轉(zhuǎn)速控制信號流向圖
③由于整個配制系統(tǒng)除了離心分離機(jī)外，還需要一系列的配套設(shè)備，有進(jìn)料電磁閥XV22002,沖洗電磁閥XV22005,四通閥XV22003,流量開關(guān)FL22001,FL22021,壓力開關(guān)PH22031和供料泵22－P01,這些設(shè)備的運(yùn)行必須按照某特定程序進(jìn)行，為了使整個配制系統(tǒng)能協(xié)調(diào)運(yùn)行，這些設(shè)備的信號也需要參于程序控制，這些附加功能也并入本離心機(jī)控制系統(tǒng)中。電動電磁閥XV22002和XV22005由PLC直接控制開關(guān)，四通閥XV22003閥體是一入三出的結(jié)構(gòu)，由帶兩個電磁閥的氣缸驅(qū)動，A電磁閥得電使C與A 相通為離心狀態(tài)，B電磁閥得電使C與B相通為沖洗狀態(tài)，都不得電時C與D相通，兩個電磁閥也由PLC控制。由于現(xiàn)場的防爆要求，檢測四通閥閥位的接近開關(guān)，包括流量開關(guān)FL22001和FL22021、壓力開關(guān)PH22031等本安儀表，這些儀表的信號先進(jìn)入中央控制室經(jīng)安全柵轉(zhuǎn)換為無源觸點(diǎn)信號再送入PLC，同時也送入DCS系統(tǒng)。為了與整個聚酯裝置所有的電機(jī)操作一致，即在中控室和現(xiàn)場都能啟停，供料泵22－P01并不是由PLC直接控制啟停，而是由PLC送出一個啟停信號進(jìn)入DCS系統(tǒng)，由DCS系統(tǒng)的邏輯點(diǎn)將信號送入MCC去啟停此泵，再由DCS將此泵的運(yùn)行狀態(tài)送到PLC。22－TA04液位高報信號LH22004也是由DCS系統(tǒng)的邏輯點(diǎn)送到PLC。另外，PLC將主電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)、工作狀態(tài)以及一個總故障狀態(tài)送入DCS。變頻器通過信號轉(zhuǎn)換器將主電機(jī)電流信號也送入DCS，這些信號再結(jié)合配套設(shè)備的信號在DCS操作站流程圖畫面中實(shí)時顯示，使中央控制室操作人員能夠及時了解離心機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行情況。
五、結(jié)束語
為了實(shí)現(xiàn)TiO2懸浮液的離心分離，通過離心機(jī)本體和相應(yīng)的配套設(shè)備，由控制系統(tǒng)自動控制，二者密切配合實(shí)現(xiàn)了物料的自動分離。本離心機(jī)系統(tǒng)自裝置投產(chǎn)運(yùn)行以來，運(yùn)行穩(wěn)定，滿足生產(chǎn)工藝操作要求，保證了聚酯裝置連續(xù)正常運(yùn)行。
我公司國產(chǎn)化的聚酯（PET）裝置由中國紡織工業(yè)設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，采用國內(nèi)開發(fā)的以醋酸銻為催化劑、二氧化鈦（TiO2 ）為消光劑、精對苯二甲酸（PTA）和乙二醇(EG)為原料的直接酯化、連續(xù)縮聚的五釜流程工藝路線，生產(chǎn)纖維級半消光聚酯切片。
二氧化鈦粉末與乙二醇溶液混合經(jīng)研磨機(jī)研磨后仍會有大的粒子，如不除去會影響產(chǎn)品中凝聚粒子的質(zhì)量指標(biāo)，過多將導(dǎo)致超標(biāo)；另外，除去大顆粒粒子，還可以延長二氧化鈦溶液過濾器濾芯的使用壽命，降低生產(chǎn)成本。所以在消光劑配制系統(tǒng)中使用了離心機(jī)，通過離心機(jī)的離心分離作用將TiO２懸濁液中的大顆粒粒子分離出去。經(jīng)過實(shí)際考察和多方論證，最終選用性價比較高的國產(chǎn)LW350HQ型臥式離心機(jī)。下面介紹一下此離心機(jī)在裝置中的應(yīng)用情況。
二、 消光劑配制工藝流程：
1、TiO2懸浮液的配制：袋裝TiO２粉末與乙二醇溶液在配制罐22－TA01中按一定比例混合攪拌一段時間后，使懸浮液以一定的速度進(jìn)入TiO２研磨機(jī)22-M02中進(jìn)行第一次研磨，研磨物進(jìn)入消光劑循環(huán)槽22-TA02，第二次啟動研磨機(jī)，研磨后懸浮液進(jìn)入稀釋槽22-TA03。再向22－TA03中加入定量的稀釋用乙二醇溶液達(dá)到規(guī)定的濃度，混合攪拌一段時間。
2、稀釋懸浮液的離心：檢查和確認(rèn)完離心機(jī)的狀態(tài)后，在現(xiàn)場啟動離心機(jī)22－G01,當(dāng)離心機(jī)達(dá)到分散所需的轉(zhuǎn)速時自動打開進(jìn)料閥XV-22002,然后自動啟動供料泵22－P01，隨后四通閥XV-22003自動切換到離心位A，經(jīng)分離后的懸浮液進(jìn)入消光劑中間槽22－TA04,而離心分離下的
圖1 消光劑配制工藝流程圖
TiO2濾餅進(jìn)入配制槽22-TA01中重復(fù)利用。在帶切斷閥的流量計(jì)FQIV-22022上設(shè)定好下一批乙二醇量，這些EG經(jīng)離心機(jī)加入TiO2配制罐中，以清洗離心機(jī)，當(dāng)TiO2供料泵22-P01入口管線出現(xiàn)流量低報或22－TA04液位出現(xiàn)高報時，供料泵自動停止，該批料輸送完畢。四通閥自動切換到?jīng)_洗位B，離心機(jī)沖洗開始，速度自動減到剝離濾餅速度，沖洗用乙二醇閥XV-22003自動打開，經(jīng)過一定時間的沖洗，濾餅連同乙二醇一起進(jìn)入配制罐22－TA01可供下一批繼續(xù)使用，離心機(jī)自動停止。
3、懸浮液輸送及供給過程：在中間槽內(nèi)的懸浮液按要求至少要存放２小時以上以便脫活性，取樣合格后，懸浮液在氮?dú)鈮毫ψ饔孟陆?jīng)過濾器過濾后進(jìn)入消光劑供料槽22－TA05中，供料槽中的TiO2懸浮液由計(jì)量泵連續(xù)定量地送入第二酯化釜。
工藝流程圖如圖1所示。其中第2步流程就是通過離心機(jī)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。
三、離心機(jī)系統(tǒng)介紹：
本離心機(jī)系統(tǒng)由離心機(jī)設(shè)備本體和控制系統(tǒng)兩部分組成。主要技術(shù)參數(shù)如下：轉(zhuǎn)鼓直徑356mm，轉(zhuǎn)速3200rpm以下無級可調(diào)，差轉(zhuǎn)速2—32r/min無級可調(diào)，分離因數(shù)2040，液層深度45.5—54.5mm可調(diào)，生產(chǎn)率5—14m3/h，主電機(jī)功率18.5kw。
1、 離心機(jī)設(shè)備本體
LW350HQ離心機(jī)主要由差速器、螺旋推料器、轉(zhuǎn)鼓、機(jī)罩、機(jī)座、主電機(jī)等組成。離心機(jī)設(shè)備本體示意圖如圖2所示。懸浮液經(jīng)進(jìn)料管進(jìn)入主轉(zhuǎn)鼓，在高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力作用下，固相顆粒沉積在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁上，與轉(zhuǎn)鼓作相對運(yùn)動的螺旋葉片不斷地將沉積在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁上的固料刮下排入排污口，分離后的清液經(jīng)液層調(diào)節(jié)板開口流出轉(zhuǎn)鼓到排液口。螺旋與轉(zhuǎn)鼓之間的相對運(yùn)動是由差速器來實(shí)現(xiàn)的。差速器的外殼與轉(zhuǎn)鼓相連接，輸出軸與轉(zhuǎn)鼓相連接，輸入軸與渦流制動器相連接。電機(jī)帶動轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)的同時也帶動了差速器外殼的旋轉(zhuǎn)，差速器的輸入軸在電渦流制動器控制下，驅(qū)動差速器的輸出軸旋轉(zhuǎn)，并按一定比例將扭矩傳遞給螺旋，使轉(zhuǎn)鼓和螺旋之間產(chǎn)生一個差速，從而實(shí)現(xiàn)了離心機(jī)對物料的連續(xù)分離過程。
圖2 離心機(jī)本體示意圖
1、 主電機(jī) 2、進(jìn)料口 3、轉(zhuǎn)鼓 4、螺旋推料器 5、機(jī)殼 6、轉(zhuǎn)鼓測速齒輪 7、差速器
8、轉(zhuǎn)臂測速齒輪 9、電渦流制動器 10、轉(zhuǎn)臂測速傳感器 11、轉(zhuǎn)鼓測速傳感器 12、排液口
13、排污口
2、離心機(jī)控制系統(tǒng)
離心機(jī)的運(yùn)行是通過控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的，為了實(shí)現(xiàn)正常的離心分離，對離心機(jī)的轉(zhuǎn)速、差轉(zhuǎn)速等工藝參數(shù)進(jìn)行連續(xù)實(shí)時的測量、顯示、控制，以及在不正常情況下避免產(chǎn)生人身、設(shè)備事故而設(shè)計(jì)的必要的聯(lián)鎖保護(hù)措施。
①本離心機(jī)控制系統(tǒng)根據(jù)工藝要求和設(shè)備管理要求，由現(xiàn)場操作屏、控制柜兩部分組成（不包括裝在離心機(jī)上的控制設(shè)備）。現(xiàn)場操作屏安裝在離心機(jī)現(xiàn)場，安裝有所用的操作旋鈕、按鈕及指示燈、差轉(zhuǎn)速控制儀表、蜂鳴器、轉(zhuǎn)速顯示和主電機(jī)電流顯示等。控制柜設(shè)在馬達(dá)控制中心（MCC室），柜內(nèi)裝有交流變頻器、程控穩(wěn)流穩(wěn)壓電源，可編程控制器（PLC）、直流電源、繼電器、信號隔離轉(zhuǎn)換器等。
②本離心機(jī)控制系統(tǒng)的主要控制部分是PLC、變頻器和差轉(zhuǎn)速的定值控制。
PLC選用性價比和擴(kuò)展性較好的OMRON C200H機(jī)型，程序按照配制系統(tǒng)離心分離與EG沖洗的工藝流程編制，能夠滿足工藝要求，并且將有關(guān)信號送入集散控制系統(tǒng)（DCS），便于工業(yè)過程管理。由于使用了PLC內(nèi)部的保持繼電器區(qū)來存儲數(shù)據(jù)，這個數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)即使電源故障時數(shù)據(jù)也能保持。所以在運(yùn)行過程中，在發(fā)生掉電事故、緊急停車、過載、變頻器報警等異常故障時，現(xiàn)場的數(shù)據(jù)將保存起來，待電源恢復(fù)、故障排除后，從發(fā)生中斷時的數(shù)據(jù)繼續(xù)運(yùn)行，保證了工藝流程的連續(xù)性和穩(wěn)定性。本工藝流程是時序性很強(qiáng)的步進(jìn)流程，涉及到步進(jìn)關(guān)系的計(jì)時器，并未直接使用PLC內(nèi)部的計(jì)時器，而是使用了PLC系統(tǒng)內(nèi)部時鐘脈沖觸發(fā)計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)來計(jì)時的，從而保證了時序關(guān)系的精確性。程序編制了自動和手動兩種控制方式，在自動無法實(shí)現(xiàn)時，可在現(xiàn)場通過控鈕、旋鈕進(jìn)行手動控制。
由交流變頻器來控制主電機(jī)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速的無級調(diào)節(jié)。變頻器選用富士FRN18.5G11S-4CX型變頻器。變頻器的各項(xiàng)參數(shù)根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置完成后，在運(yùn)行中是通過PLC進(jìn)行自動控制的。控制信號有離心機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、離心頻率、沖洗頻率、加減速時間這幾個數(shù)字量，通過對這幾個量的控制來控制主電機(jī)根據(jù)工藝流程進(jìn)行轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向的變化。離心時正轉(zhuǎn)且達(dá)到離心速度，沖洗時進(jìn)行4次正反轉(zhuǎn)沖洗，并且控制在沖洗速度。
差轉(zhuǎn)速的定值控制采用電渦流制動器和Honeywell通用數(shù)字器UDC1500來實(shí)現(xiàn)。差轉(zhuǎn)速控制信號流向圖如圖5所示。PR為數(shù)字轉(zhuǎn)速表，通過兩個測速探頭將轉(zhuǎn)鼓與轉(zhuǎn)壁的差速線性地轉(zhuǎn)換為4-20mA信號，本系統(tǒng)在輸出20mA時對應(yīng)的差轉(zhuǎn)速設(shè)為32轉(zhuǎn)/分。U是UDC1500型小型通用數(shù)字控制器，它是一種帶微處理器的面板嵌入式PID調(diào)節(jié)器，差速信號在控制器U內(nèi)與設(shè)定值比較得到偏差，對偏差按預(yù)置的PID參數(shù)運(yùn)算，輸出4-20A直流電流去控制程控穩(wěn)壓穩(wěn)流電源T的輸出電流，使其在0-3A之間變化，此電流再向電渦流制動器ECB提供勵磁電流。勵磁電流通過電渦流制動器的勵磁繞組時由于電渦流作用使差速器的輸入軸受到制動作用，并且在一定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)制動力矩與勵磁電流成正比，此制動力矩使誤差朝著減小的方向變化，使差轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在設(shè)定值附進(jìn)。本離心機(jī)控制系統(tǒng)的差轉(zhuǎn)速部分是獨(dú)立于PLC的單獨(dú)控制部分，實(shí)際應(yīng)用中只要控制電源投用，此控制部分就按照差轉(zhuǎn)速設(shè)定值起控制作用。在差速很小時由UDC1500送到PLC一個同步故障信號，所以在PLC程序中檢測同步故障信號是在程序已運(yùn)行、控制電源投用且轉(zhuǎn)速升到分離速度以后再檢測此信號。
圖3 差轉(zhuǎn)速控制信號流向圖
③由于整個配制系統(tǒng)除了離心分離機(jī)外，還需要一系列的配套設(shè)備，有進(jìn)料電磁閥XV22002,沖洗電磁閥XV22005,四通閥XV22003,流量開關(guān)FL22001,FL22021,壓力開關(guān)PH22031和供料泵22－P01,這些設(shè)備的運(yùn)行必須按照某特定程序進(jìn)行，為了使整個配制系統(tǒng)能協(xié)調(diào)運(yùn)行，這些設(shè)備的信號也需要參于程序控制，這些附加功能也并入本離心機(jī)控制系統(tǒng)中。電動電磁閥XV22002和XV22005由PLC直接控制開關(guān)，四通閥XV22003閥體是一入三出的結(jié)構(gòu)，由帶兩個電磁閥的氣缸驅(qū)動，A電磁閥得電使C與A 相通為離心狀態(tài)，B電磁閥得電使C與B相通為沖洗狀態(tài)，都不得電時C與D相通，兩個電磁閥也由PLC控制。由于現(xiàn)場的防爆要求，檢測四通閥閥位的接近開關(guān)，包括流量開關(guān)FL22001和FL22021、壓力開關(guān)PH22031等本安儀表，這些儀表的信號先進(jìn)入中央控制室經(jīng)安全柵轉(zhuǎn)換為無源觸點(diǎn)信號再送入PLC，同時也送入DCS系統(tǒng)。為了與整個聚酯裝置所有的電機(jī)操作一致，即在中控室和現(xiàn)場都能啟停，供料泵22－P01并不是由PLC直接控制啟停，而是由PLC送出一個啟停信號進(jìn)入DCS系統(tǒng)，由DCS系統(tǒng)的邏輯點(diǎn)將信號送入MCC去啟停此泵，再由DCS將此泵的運(yùn)行狀態(tài)送到PLC。22－TA04液位高報信號LH22004也是由DCS系統(tǒng)的邏輯點(diǎn)送到PLC。另外，PLC將主電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)、工作狀態(tài)以及一個總故障狀態(tài)送入DCS。變頻器通過信號轉(zhuǎn)換器將主電機(jī)電流信號也送入DCS，這些信號再結(jié)合配套設(shè)備的信號在DCS操作站流程圖畫面中實(shí)時顯示，使中央控制室操作人員能夠及時了解離心機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行情況。
五、結(jié)束語
為了實(shí)現(xiàn)TiO2懸浮液的離心分離，通過離心機(jī)本體和相應(yīng)的配套設(shè)備，由控制系統(tǒng)自動控制，二者密切配合實(shí)現(xiàn)了物料的自動分離。本離心機(jī)系統(tǒng)自裝置投產(chǎn)運(yùn)行以來，運(yùn)行穩(wěn)定，滿足生產(chǎn)工藝操作要求，保證了聚酯裝置連續(xù)正常運(yùn)行。
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