称重料位计在丹东国资化学纤维有限公司配料系统中的应用

康宝昆

摘要：结合丹东国资化学纤维有限公司的配料系统特点和工艺技术上的要求，并根据各种配料系统的特性，采用了称重式料位计来重点解决混匀配料系统的称量误差大、维护性差、影响正常配料等各种问题。改造后的配料系统在现场使用状况良好，并通过了公司生产处的技术鉴定，得到了相关专家的一致认可。

关键词：配料系统;重锤式料位计;超声波;传感器;PLC;称重式料位计

一、前言

丹东国资化学纤维有限公司的混匀配料系统共有三套。1994年，一混匀配料系统建成投入使用，1996年二混匀配料系统投用，但这两套料位检测的问题都未得到很好的解决。2016年，公司在二混匀配料系统改造中尝试使用称重料位计，这次尝试初见成效，促使在2017年对一混匀配料称重系统进行改造，均获得成功。

二、问题

1994年，丹东国资化学纤维有限公司一混匀配料系统建成投用，这是公司配料量最大、槽子最多的系统，主要作用是混匀原材料，年混匀建堆15万吨。最初使用重锤式料位计。重锤式料位计是在料仓中放入重锤，槽仓进料，同时使重锤的位置发生改变，通过感应元件单元及仪表计数单元而测量物料的高低，从而判断送出物料的多少。使用过程中出现以下几个问题：因重锤在料槽中，常因槽子投料投到重锤上而将重锤压掉，由此损坏感应元件单元;日常维护量很大，维修费用较高;当料仓下料偏载时，就不能使整个料槽均匀平铺，重锤检测不到物料而不产生位移，料位就计量不准。2016年二混匀配料系统改造，我提出使用称重料位计，得到领导和设计单位的支持认同。重锤式料位计具有设计完善、结构简单、机械强度大、寿命长、性能价格比高的特点。它能把各种信号由磁敏感元件中取出，无机械触点、运行可靠;采用了过载保护装置，有效地避免了由于使用不当或非正常外力对传感器所造成的损坏。但由于改造费用不足，本应采用八只传感器而只采用四只，在调试、校准过程中存在着调整困难等缺陷。

三、方案及工艺要求

虽然二混匀称重系统改造存在一定的缺陷，但良好的使用效果已有所显现，同时我找出是传感器采用较少的原因。2017年，在一混匀配料称重系统的改造方案中，称重料位计成为料位计改造的首选方案。同时对二混称重料位计存在的问题进行了改进，在每个料仓的支座都安装称重传感器的方案。

一混匀的配料称重系统共有配料仓槽11个，其结构是五个大槽和六个小槽。五个大槽槽型呈圆形八个支点，六个小槽槽型呈长方形四个支点。根据生产工艺要求，大槽容量40m3，小槽20m3，因生产需求每次建堆至少有7-9个品种同时配料，一个建堆周期总量达1万吨即封堆，然后再将原材料输送到下一个工序黄化工序。根据生产配料的连续性，为便于组织生产，杜绝缺品种配料，对料位计这个必不可少的检测单元，要求在连续生产过程中，故障率低，测量准确，而且还具有上下限报警功能。因此，料位检测就显得尤为重要。在制定方案时，是采用雷达式还是称重式料位检测产生了分歧，特别是对称重式每个支座安装传感器还是隔一个支座安装传感器产生了异议。有人认为八个支点用四只传感器即可，精度在5%以内，既可以节省费用，又可达到预期的效果。但我则认为八个支点都加装传感器，虽然费用高一点，但安装调试相对容易，改造一旦完成计量精度高，可达2%以内，还能提前完成施工投入生产。我的选择得到领导的支持，最后确定在每个支座安装传感器，大槽0.5吨40个，小槽0.3吨24个，共计64个。配料系统的称重料位槽是六个同样的圆形槽，系统方式和一混匀一样，传感器为2吨，共计36个。

四、工作原理

一混匀的配料系统是公司集称量配料、料位检测与PLC控制于一体的计算机控制系统，配料仓槽物料检测作为其中的一部分，采用料仓槽支座安装称重传感器，以重量值表示料仓槽所存物料量的方式进行物料称重检测。用PLC系列Momentum称重模板联接称重传感器，直接读取称重信号，11台配料仓分别选用ISP00100称重模板，进行信号变换，通过MB+网络与QuantumPLC进行数据通讯、称重值计算及称重显示，最后在中央控制室通过各种数据直接得到每个槽位料位及吨位。

五、施工安装调试

采用料仓槽支座安装称重传感器。首先按设计确定原仓槽位水平标高，做一个临时支座，将仓槽用千斤顶顶起，换取临时支座，取出原来支座改造，截取传感器的高度将传感器安装在支座上，传感器在定购时就要求带上、下安装板，分别用螺栓将传感器的上安装板固定在料仓槽受力边缘上，下安装板固定在传感器的支承座上，将一个槽子的所有支点都全部安装传感器后，再进行传感器的水平调整。在进行水平调整前先测量每个传感器的输出毫伏值，取相对较多一致的一个毫伏值为定值，结合槽仓设计的水平标高，加垫垫片，分别按槽找出每个传感器的水平。加垫片主要有两个作用，一是为了保证原槽位的水平标高;二是为了使每个传感器受力均匀，并使每个传感器的输出毫伏值一致。在现场每个槽仓旁安装一个接线盒，大、小槽将按每个槽安装的传感器电缆并联接入接线盒的端子排，然后通过接线盒的一根信号电缆将信号接入到Momentum称重模板的工作站，再送到PLC中央控制室。

六、校准标定

1、根据工艺要求标定料槽的上、下限值报警，大槽标定料位的最高值80%，即发出上限报警，到PLC系统控制停止进料;小槽标定料位的最低值为20%，即发出下限报警，到PLC系统立即组织进料。

2、用集料皮带机上的皮带秤计量来标定料槽仓进料的重量。先將每个槽的空槽自重进行校准标定，标定完后，将自重进行清零，记录零值，然后再进料，将料槽装满，大仓0.5吨，小仓0.3吨，在80%标定料位的最高值，再标定最低料位值，将料放到只有20%时，约0.1吨～0.06吨确定下限值，既准确又方便。

七、效果

一混匀配料槽11台称重料位计和配料系统6台称重料位计安装完毕后，证明了我的选择是正确的。优良的使用效果，直观的画面显示，对组织生产起到了良好的检测作用，大大提高了生产效率，减轻了工人劳动强度，维修量及维护费用大大降低。自改造完成投运至今，还未出现一次故障，检测度高，精度在1%-2%，更重要的是为连续生产自动化配料提供了保证。