短纤粘胶KKF滤机的自动控制研究

袁泓

摘 要 短纤生产原液粘胶制备工艺中，过滤是关系粘胶质量的重要环节，KKF滤机的控制实现全自动过滤刚才控制是粘胶过滤的重要前提。

关键词 KKF滤机；DCS控制系统；正反转控制

前言

粘胶过滤是短纤粘胶制备过程中的重要工序。短纤原液的粘胶过滤工序，由两道过滤组成，过滤设备数量较多。

KKF滤机是一种按深层过滤原理设计完全自动的连续过滤系统，其过滤和清洗均在密闭的系统中进行。该滤机使用金属烧结网滤材，依靠电机推动反洗活塞从滤机的一端移动到另一端完成反洗动作，清洁滤网。为了发挥KKF滤机的优势，必须要满足较高的滤机使用率，较少废胶量和操作便捷等工艺控制要求，以及保障设备的安全、可靠运行。

采用机群控制模式实现，通过综合过滤体系结构、控制方法、布局、现场操作与接口等方面特点，可实现对KKF滤机的高效使用。面对KKF滤机越来越大的使用规模，采用机群控制是今后必然的发展方向。

1 控制系统方案

1.1 控制思路

（1）掌握短纖粘胶过滤工艺要求及滤机在一、二道过滤分布结构，确定控制系统的规模及网络拓扑结构。

（2）根据工艺提出的控制要求，采用西门子S7-300系列PLC组成控制系统，对各套滤机系统进行分散控制，使其相互独立，又通过工业以太网络将各套系统的工艺参数进行集中监视，便于操作人员在中控室对现场KKF滤机进、出口压力、压差、反洗时间等工艺参数实时监控。

（3）鉴于短纤过滤控制的万能结构（1控5、1控4、1控3），自主开发设计一套适合1控N（N≤10）的标准KKF滤机模板程序，为工艺提供灵活的选择控制组合方式。

1.2 目标制定

通过现场工艺分布，通过软硬件程序控制，实现短纤粘胶过滤工序的全自动工艺控制，使工艺高效率自动运行。

2 技术方案

经过对过滤工艺、布局及设备特点的了解，决定为以下方案：

2.1 KKF滤机自动控制系统的硬件，每套分别由现场控制柜、电气控制柜和系统控制柜组成

现场控制柜主要负责进出口压力的现场显示和反洗电机的现场操作。电气控制柜主要负责反洗电机的电气控制。系统柜主要负责状态信号的采集、出口压力调节阀的控制和反洗电机的自动控制。

现场压力、反洗电机状态、接近开关信号等信号传输现场控制柜，现场控制柜将工艺人员操作指令传输到电气控制柜和DCS系统，电气控制柜负责KKF滤机反洗电机的控制，并将信号传输到DCS系统并执行来自DCS系统的命令，DCS系统采集到来自现场信号、电气控制柜的信号，通过程序自动运算并发出各种命令传输到电气控制柜和现场控制柜，完成KKF滤机的控制。

现场控制柜负责显示KKF滤机进出口现场压力和fanxi反洗电机的状态和工艺人员的各种指令的下达。

电气控制执行来自DCS系统和现场控制柜的各种指令，执行电机的启停控制。

2.2 控制程序

控制系统采用的是西门子的PCS7。每个PLC（可编程控制器）对应一套KKF滤机。在西门子组态软件中，把所有的PLC组态在一个项目中，方便实现对机群的集中控制。

每套包括1个可编程控制器（PLC）和2个机架的信号卡件（SM）。

每台KKF滤机由一个单台滤机控制模块控制；复数个单台滤机控制模块由一个反洗控制模块统合成一套系统；出口压力调节阀由压力模块控制。

（1）单台滤机控制：单台滤机控制模块主要负责单台滤机的反洗动作，包括左右移控制以及反洗超时报警。

（2）反洗控制：反洗控制模块，负责判断所辖各台滤机是否就绪，并在达到反洗条件时，控制就绪的滤机顺次反洗。反洗条件有2个：差压达到设定值，以及反洗完成后达到设定的间隔时间。

由于每套最多控制9台滤机，如果单台顺次反洗，每台滤机反洗时间为40秒，则整套系统一次需要耗时6分钟。为了缩短反洗的整体耗时，采用双台同时反洗的模式。

（3）压力模块：压力模块包括出口调节阀控制模块、进口压力P1监测模块、出口压力P2监测模块、差压△P计算。计算出的差压△P如果高于设定值，则给出反洗触发信号

2.3 人机界面/DCS操作员站

把操作界面集成到DCS操作员站，不需要单独增加操作员站。在操作员站的界面上，能监测进口压力P1、出口压力P2压力，控制出口调节阀，给定差压△P的设定值。并且，做曲线记录，实现历史数据的采集与存档，便于分析和跟踪KKF滤机的情况分析。

3 结束语

KKF滤机组成的机群要满足较高的滤机使用率，较少废胶量和操作便捷等工艺控制要求，以及安全、可靠运行，需要综合过滤体系结构、控制方法、布局、现场操作与接口等方面特点，采用机群控制模式实现。

采用机群控制是今后的发展方向。我们采用全自动程序控制实现了粘胶过滤的连续工艺控制，提高了KKF滤机机群的效率，并降低了员工的劳动强度。