離心機(jī)在聚酯裝置的應(yīng)用
一、引言
我公司國(guó)產(chǎn)化的聚酯（PET）裝置由中國(guó)紡織工業(yè)設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，采用國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)的以醋酸銻為催化劑、二氧化鈦（TiO2 ）為消光劑、精對(duì)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(jí)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(huì)有大的粒子，如不除去會(huì)影響產(chǎn)品中凝聚粒子的質(zhì)量指標(biāo)，過(guò)多將導(dǎo)致超標(biāo)；另外，除去大顆粒粒子，還可以延長(zhǎng)二氧化鈦溶液過(guò)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(guò)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(guò)實(shí)際考察和多方論證，最終選用性價(jià)比較高的國(guó)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(shí)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(dòng)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(shí)間。
2、稀釋?xiě)腋∫旱碾x心：檢查和確認(rèn)完離心機(jī)的狀態(tài)后，在現(xiàn)場(chǎng)啟動(dòng)離心機(jī)22－G01,當(dāng)離心機(jī)達(dá)到分散所需的轉(zhuǎn)速時(shí)自動(dòng)打開(kāi)進(jìn)料閥XV-22002,然后自動(dòng)啟動(dòng)供料泵22－P01，隨后四通閥XV-22003自動(dòng)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(bào)或22－TA04液位出現(xiàn)高報(bào)時(shí)，供料泵自動(dòng)停止，該批料輸送完畢。四通閥自動(dòng)切換到?jīng)_洗位B，離心機(jī)沖洗開(kāi)始，速度自動(dòng)減到剝離濾餅速度，沖洗用乙二醇閥XV-22003自動(dòng)打開(kāi)，經(jīng)過(guò)一定時(shí)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(dòng)停止。
3、懸浮液輸送及供給過(guò)程：在中間槽內(nèi)的懸浮液按要求至少要存放２小時(shí)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(guò)濾器過(guò)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(guò)離心機(jī)系統(tǒng)來(lái)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(wú)級(jí)可調(diào)，差轉(zhuǎn)速2—32r/min無(wú)級(jí)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(duì)運(yùn)動(dòng)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(kāi)口流出轉(zhuǎn)鼓到排液口。螺旋與轉(zhuǎn)鼓之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)是由差速器來(lái)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(dòng)器相連接。電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)的同時(shí)也帶動(dòng)了差速器外殼的旋轉(zhuǎn)，差速器的輸入軸在電渦流制動(dòng)器控制下，驅(qū)動(dòng)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(gè)差速，從而實(shí)現(xiàn)了離心機(jī)對(duì)物料的連續(xù)分離過(guò)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(cè)速齒輪 7、差速器
8、轉(zhuǎn)臂測(cè)速齒輪 9、電渦流制動(dòng)器 10、轉(zhuǎn)臂測(cè)速傳感器 11、轉(zhuǎn)鼓測(cè)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(guò)控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，為了實(shí)現(xiàn)正常的離心分離，對(duì)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(shí)的測(cè)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(chǎng)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）?，F(xiàn)場(chǎng)操作屏安裝在離心機(jī)現(xiàn)場(chǎng)，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?？刂乒裨O(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(hào)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(jià)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(hào)送入集散控制系統(tǒng)（DCS），便于工業(yè)過(guò)程管理。由于使用了PLC內(nèi)部的保持繼電器區(qū)來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，這個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)即使電源故障時(shí)數(shù)據(jù)也能保持。所以在運(yùn)行過(guò)程中，在發(fā)生掉電事故、緊急停車、過(guò)載、變頻器報(bào)警等異常故障時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)將保存起來(lái)，待電源恢復(fù)、故障排除后，從發(fā)生中斷時(shí)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(shí)序性很強(qiáng)的步進(jìn)流程，涉及到步進(jìn)關(guān)系的計(jì)時(shí)器，并未直接使用PLC內(nèi)部的計(jì)時(shí)器，而是使用了PLC系統(tǒng)內(nèi)部時(shí)鐘脈沖觸發(fā)計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)來(lái)計(jì)時(shí)的，從而保證了時(shí)序關(guān)系的精確性。程序編制了自動(dòng)和手動(dòng)兩種控制方式，在自動(dòng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)時(shí)，可在現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)控鈕、旋鈕進(jìn)行手動(dòng)控制。
由交流變頻器來(lái)控制主電機(jī)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速的無(wú)級(jí)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(guò)PLC進(jìn)行自動(dòng)控制的?？刂菩盘?hào)有離心機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、離心頻率、沖洗頻率、加減速時(shí)間這幾個(gè)數(shù)字量，通過(guò)對(duì)這幾個(gè)量的控制來(lái)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(shí)正轉(zhuǎn)且達(dá)到離心速度，沖洗時(shí)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(dòng)器和Honeywell通用數(shù)字器UDC1500來(lái)實(shí)現(xiàn)。差轉(zhuǎn)速控制信號(hào)流向圖如圖5所示。PR為數(shù)字轉(zhuǎn)速表，通過(guò)兩個(gè)測(cè)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(hào)，本系統(tǒng)在輸出20mA時(shí)對(duì)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(hào)在控制器U內(nèi)與設(shè)定值比較得到偏差，對(duì)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(dòng)器ECB提供勵(lì)磁電流。勵(lì)磁電流通過(guò)電渦流制動(dòng)器的勵(lì)磁繞組時(shí)由于電渦流作用使差速器的輸入軸受到制動(dòng)作用，并且在一定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)制動(dòng)力矩與勵(lì)磁電流成正比，此制動(dòng)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(shí)由UDC1500送到PLC一個(gè)同步故障信號(hào)，所以在PLC程序中檢測(cè)同步故障信號(hào)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(cè)此信號(hào)。
圖3 差轉(zhuǎn)速控制信號(hào)流向圖
③由于整個(gè)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(kāi)關(guān)FL22001,FL22021,壓力開(kāi)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(gè)配制系統(tǒng)能協(xié)調(diào)運(yùn)行，這些設(shè)備的信號(hào)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(dòng)電磁閥XV22002和XV22005由PLC直接控制開(kāi)關(guān)，四通閥XV22003閥體是一入三出的結(jié)構(gòu)，由帶兩個(gè)電磁閥的氣缸驅(qū)動(dòng)，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(shí)C與D相通，兩個(gè)電磁閥也由PLC控制。由于現(xiàn)場(chǎng)的防爆要求，檢測(cè)四通閥閥位的接近開(kāi)關(guān)，包括流量開(kāi)關(guān)FL22001和FL22021、壓力開(kāi)關(guān)PH22031等本安儀表，這些儀表的信號(hào)先進(jìn)入中央控制室經(jīng)安全柵轉(zhuǎn)換為無(wú)源觸點(diǎn)信號(hào)再送入PLC，同時(shí)也送入DCS系統(tǒng)。為了與整個(gè)聚酯裝置所有的電機(jī)操作一致，即在中控室和現(xiàn)場(chǎng)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(gè)啟停信號(hào)進(jìn)入DCS系統(tǒng)，由DCS系統(tǒng)的邏輯點(diǎn)將信號(hào)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(bào)信號(hào)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(gè)總故障狀態(tài)送入DCS。變頻器通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換器將主電機(jī)電流信號(hào)也送入DCS，這些信號(hào)再結(jié)合配套設(shè)備的信號(hào)在DCS操作站流程圖畫(huà)面中實(shí)時(shí)顯示，使中央控制室操作人員能夠及時(shí)了解離心機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行情況。
五、結(jié)束語(yǔ)
為了實(shí)現(xiàn)TiO2懸浮液的離心分離，通過(guò)離心機(jī)本體和相應(yīng)的配套設(shè)備，由控制系統(tǒng)自動(dòng)控制，二者密切配合實(shí)現(xiàn)了物料的自動(dòng)分離。本離心機(jī)系統(tǒng)自裝置投產(chǎn)運(yùn)行以來(lái)，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(guó)產(chǎn)化的聚酯（PET）裝置由中國(guó)紡織工業(yè)設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，采用國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)的以醋酸銻為催化劑、二氧化鈦（TiO2 ）為消光劑、精對(duì)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(jí)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(huì)有大的粒子，如不除去會(huì)影響產(chǎn)品中凝聚粒子的質(zhì)量指標(biāo)，過(guò)多將導(dǎo)致超標(biāo)；另外，除去大顆粒粒子，還可以延長(zhǎng)二氧化鈦溶液過(guò)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(guò)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(guò)實(shí)際考察和多方論證，最終選用性價(jià)比較高的國(guó)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(shí)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(dòng)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(shí)間。
2、稀釋?xiě)腋∫旱碾x心：檢查和確認(rèn)完離心機(jī)的狀態(tài)后，在現(xiàn)場(chǎng)啟動(dòng)離心機(jī)22－G01,當(dāng)離心機(jī)達(dá)到分散所需的轉(zhuǎn)速時(shí)自動(dòng)打開(kāi)進(jìn)料閥XV-22002,然后自動(dòng)啟動(dòng)供料泵22－P01，隨后四通閥XV-22003自動(dòng)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(bào)或22－TA04液位出現(xiàn)高報(bào)時(shí)，供料泵自動(dòng)停止，該批料輸送完畢。四通閥自動(dòng)切換到?jīng)_洗位B，離心機(jī)沖洗開(kāi)始，速度自動(dòng)減到剝離濾餅速度，沖洗用乙二醇閥XV-22003自動(dòng)打開(kāi)，經(jīng)過(guò)一定時(shí)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(dòng)停止。
3、懸浮液輸送及供給過(guò)程：在中間槽內(nèi)的懸浮液按要求至少要存放２小時(shí)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(guò)濾器過(guò)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(guò)離心機(jī)系統(tǒng)來(lái)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(wú)級(jí)可調(diào)，差轉(zhuǎn)速2—32r/min無(wú)級(jí)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(duì)運(yùn)動(dòng)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(kāi)口流出轉(zhuǎn)鼓到排液口。螺旋與轉(zhuǎn)鼓之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)是由差速器來(lái)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(dòng)器相連接。電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)的同時(shí)也帶動(dòng)了差速器外殼的旋轉(zhuǎn)，差速器的輸入軸在電渦流制動(dòng)器控制下，驅(qū)動(dòng)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(gè)差速，從而實(shí)現(xiàn)了離心機(jī)對(duì)物料的連續(xù)分離過(guò)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(cè)速齒輪 7、差速器
8、轉(zhuǎn)臂測(cè)速齒輪 9、電渦流制動(dòng)器 10、轉(zhuǎn)臂測(cè)速傳感器 11、轉(zhuǎn)鼓測(cè)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(guò)控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，為了實(shí)現(xiàn)正常的離心分離，對(duì)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(shí)的測(cè)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(chǎng)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）?，F(xiàn)場(chǎng)操作屏安裝在離心機(jī)現(xiàn)場(chǎng)，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?？刂乒裨O(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(hào)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(jià)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(hào)送入集散控制系統(tǒng)（DCS），便于工業(yè)過(guò)程管理。由于使用了PLC內(nèi)部的保持繼電器區(qū)來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，這個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)即使電源故障時(shí)數(shù)據(jù)也能保持。所以在運(yùn)行過(guò)程中，在發(fā)生掉電事故、緊急停車、過(guò)載、變頻器報(bào)警等異常故障時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)將保存起來(lái)，待電源恢復(fù)、故障排除后，從發(fā)生中斷時(shí)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(shí)序性很強(qiáng)的步進(jìn)流程，涉及到步進(jìn)關(guān)系的計(jì)時(shí)器，并未直接使用PLC內(nèi)部的計(jì)時(shí)器，而是使用了PLC系統(tǒng)內(nèi)部時(shí)鐘脈沖觸發(fā)計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)來(lái)計(jì)時(shí)的，從而保證了時(shí)序關(guān)系的精確性。程序編制了自動(dòng)和手動(dòng)兩種控制方式，在自動(dòng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)時(shí)，可在現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)控鈕、旋鈕進(jìn)行手動(dòng)控制。
由交流變頻器來(lái)控制主電機(jī)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速的無(wú)級(jí)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(guò)PLC進(jìn)行自動(dòng)控制的?？刂菩盘?hào)有離心機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、離心頻率、沖洗頻率、加減速時(shí)間這幾個(gè)數(shù)字量，通過(guò)對(duì)這幾個(gè)量的控制來(lái)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(shí)正轉(zhuǎn)且達(dá)到離心速度，沖洗時(shí)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(dòng)器和Honeywell通用數(shù)字器UDC1500來(lái)實(shí)現(xiàn)。差轉(zhuǎn)速控制信號(hào)流向圖如圖5所示。PR為數(shù)字轉(zhuǎn)速表，通過(guò)兩個(gè)測(cè)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(hào)，本系統(tǒng)在輸出20mA時(shí)對(duì)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(hào)在控制器U內(nèi)與設(shè)定值比較得到偏差，對(duì)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(dòng)器ECB提供勵(lì)磁電流。勵(lì)磁電流通過(guò)電渦流制動(dòng)器的勵(lì)磁繞組時(shí)由于電渦流作用使差速器的輸入軸受到制動(dòng)作用，并且在一定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)制動(dòng)力矩與勵(lì)磁電流成正比，此制動(dòng)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(shí)由UDC1500送到PLC一個(gè)同步故障信號(hào)，所以在PLC程序中檢測(cè)同步故障信號(hào)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(cè)此信號(hào)。
圖3 差轉(zhuǎn)速控制信號(hào)流向圖
③由于整個(gè)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(kāi)關(guān)FL22001,FL22021,壓力開(kāi)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(gè)配制系統(tǒng)能協(xié)調(diào)運(yùn)行，這些設(shè)備的信號(hào)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(dòng)電磁閥XV22002和XV22005由PLC直接控制開(kāi)關(guān)，四通閥XV22003閥體是一入三出的結(jié)構(gòu)，由帶兩個(gè)電磁閥的氣缸驅(qū)動(dòng)，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(shí)C與D相通，兩個(gè)電磁閥也由PLC控制。由于現(xiàn)場(chǎng)的防爆要求，檢測(cè)四通閥閥位的接近開(kāi)關(guān)，包括流量開(kāi)關(guān)FL22001和FL22021、壓力開(kāi)關(guān)PH22031等本安儀表，這些儀表的信號(hào)先進(jìn)入中央控制室經(jīng)安全柵轉(zhuǎn)換為無(wú)源觸點(diǎn)信號(hào)再送入PLC，同時(shí)也送入DCS系統(tǒng)。為了與整個(gè)聚酯裝置所有的電機(jī)操作一致，即在中控室和現(xiàn)場(chǎng)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(gè)啟停信號(hào)進(jìn)入DCS系統(tǒng)，由DCS系統(tǒng)的邏輯點(diǎn)將信號(hào)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(bào)信號(hào)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(gè)總故障狀態(tài)送入DCS。變頻器通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換器將主電機(jī)電流信號(hào)也送入DCS，這些信號(hào)再結(jié)合配套設(shè)備的信號(hào)在DCS操作站流程圖畫(huà)面中實(shí)時(shí)顯示，使中央控制室操作人員能夠及時(shí)了解離心機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行情況。
五、結(jié)束語(yǔ)
為了實(shí)現(xiàn)TiO2懸浮液的離心分離，通過(guò)離心機(jī)本體和相應(yīng)的配套設(shè)備，由控制系統(tǒng)自動(dòng)控制，二者密切配合實(shí)現(xiàn)了物料的自動(dòng)分離。本離心機(jī)系統(tǒng)自裝置投產(chǎn)運(yùn)行以來(lái)，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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