全密度聚乙烯裝置旋轉加料器的控制

國內很多全密度聚乙烯裝置都是引進的美國UCC專利技術，可生產多種牌號的聚乙烯產品。

旋轉加料器位于脫氣倉下方，是連接前工段（反應工段）和用于后工段（造粒工段）的關鍵設備。若該旋轉加料器工作不穩定會直接影響造粒機的運轉，嚴重時會造成裝置減產和停車。旋轉加料器的控制是廠家RADER公司的專利，一般不對用戶開放。筆者在茂名乙烯和廣州乙烯處理因加料器控制所目引起的裝置停車故障時，對該控制方案進行了認真分析。在此以茂名乙烯為例，對旋轉加料器的控制原理進行分析，以供大家參考。 

1旋轉加料器的作用

旋轉加料器的作用有兩個：一是下料，二是碎塊。當有塊料下來時，加料器旋轉將塊料切碎，經振動網過濾，傳送到造粒機。當塊料過多發生堵塞時，控制系統會啟動自動碎塊程序，以防止堵塞。

2旋轉加料器的工作原理

茂名乙烯旋轉加料器位號為S—5011，加料器的控制是由RADER公司采用AB PLC5OO實現的。由于是廠家專利，所以加料器的控制就是一個黑匣子沒有人機接口，出現故障時很難判斷是儀表故障還是工藝故障。

2.1 AB PLC主要輸入/輸出信號

來自DCS的信號：加料器的速度設定（4—20mA)，加料器正轉命令（無源觸點)，加料器反轉命令（無源觸點）去往DCS約信號，加料囂的速度(4-20mA），加料器運行信號（無源觸點），加料器故障信號(無源觸點)，加料器堵塞信號（無源觸點）來自現場（含MCC）的信號加料器的速度（無源觸點) 電機電流（4—20mA) 手動開/停信號。去往現場（含MCC)的信號：電機啟動俞令（無源觸點），電液馬達控制（-100—100mA)。

2.2 S-5011正常工作原理

當滿足S-5011啟動條件后，可以從DCS上手動或自動啟動，加料器啟動后從DCS上給定速度。給定速度越高，下料流量越大。DCS輸出0-1OO%；4--20mA，在AB PLC中轉化為4-25r/min，PLC接收到該信號后與現場的實際速度比較。在PLC中采用比例控制方案PLC的輸出0-100%（4-20mA）經電流轉換器變為-100—100mA，作用于電液馬達控制加料器速度從-25-25r/min。也就是說，當輸出低于50%時加料器開始反轉，0時反轉速度最大，輸出大于50%時為正轉，1時速度最大，從而實現了加料器的線性控制。

正常工作時，PLC檢測電機的工作電流是否在正常的波動范圍內，一旦電機電流超過14A高電流1s后，程序將啟動碎塊程序，即給出一個定速運轉信號約為7.5r/min運轉。在15s內，如果電流大于高限22.5A，速度增加，電流低于22.5A，控制速度減小，15s后開始以定速約7.5r/min的速度反轉，如果電機電流大于高限22.5A，速度增加。電流低于22.5A，控制速度減小，如此正轉反轉切割大塊料。如果電流在高限電流波動，加料器正反轉超過3次或電機電流超高高限（29.37A）5s時，加料器會聯鎖停車，后工段擠壓機也會聯鎖停車。只有在電流連續穩定在高限以內10s或恢復到正常值（14A以下），加料器才能恢復正常運轉。

3常見故障分析

3.1低速失控

原程序設計時，只考慮正轉時速度可控，即S-5011控制器的輸出必須大于50％時才對加料器按上述原理進行控制。一旦因速度波動導致S-5011控制器的輸出低于50%，就會出現失控現象。為了防止出現低速時失控，作者在處理故障時，將程序作了一點修改，將控制器輸出必須大于50％的限制刪除了。這樣當出現波動引起控制器輸出稍低干50%時也能受控。速度仍可調節到正常設定值，避免停車現象發生，且不影響以前碎塊控制方案。但是這樣修改后程序出現一個弊病。當波動導致反轉且反轉速度高于正轉設定速度時（因結塊出現的反轉和手動反轉除外），控制器會按反轉速度進行控制，不能返回到正轉速度。但我個人認為出現這種情況的幾率極小，一旦出現也能在DCS上指示。修改了DCS畫面，在畫面上增加了加料器變為黃色閃動。

3.2頻繁波動，難以控制

從工藝上看，由于裝置生產的產品的粘度不完全一樣，有時會出現當產品粘度較高時，就會增加加料器的負荷量，容易造成電機電流在設定值附近波動。為了避免非正常性波動可以適當修改電流的高值平和高限值（最好不要修改高高限值)。也有可能出現因機械方面的原因，如潤滑油質量等引起電機電流增加的現象。遇到類似問題時，最好與工藝人員一起分析故障原因，方便的話，可以將電機的電流引到DCS或專門的儀表上對其進行實時監測，這有助于分析問題。

從儀表上看，產生波動的原因來自DCS的輸出信號和速度探頭的信號，DCS的輸出信號變化也與速度探頭有關。為防止因速度探頭誤動作而產生波動，建議認真檢查一下速度探頭的好壞。如果不是由于速度探頭的原因，也可以適當修改PLC中速度跟蹤參數，比例帶和響應時間。

3.3聯鎖停車后系統不能能正常啟動

出現上述問題后，只要對控制系統復位就可以了。 

 4結束語 

 旋轉加料器是全密度聚乙烯裝置生產的關鍵設備。該設備維護的好壞直接影響裝置的產量。所以工藝、儀表、機械，電氣等專業人員都要加強巡檢，發現問題及時解決。