某新材料公司碳块成型自动控制系统案例

固体材料成型自控系统

——某新材料公司碳块成型自动控制系统案例

 

一、某新材料公司碳块成型自动控制系统项目背景

宁夏某新材料科技有限公司位于塞上煤城石嘴山，主要经营焦油深加工及产品销售；兰炭、焦油生产、销售；活性炭及炭化料生产、销售。在生产碳块的过程中，需要通过碳粉仓内扇形的送料装置将<200目的碳粉向下挤压，然后通过下方的的成型辊，经过脱氧压制后形成固体碳块。因为料仓为全密闭的状态，所以生产的过程中，如果料仓过满会导致碳粉堵塞和电机过流等致使设备异常的情况。所以需要通过了解料仓内实际的料位情况来控制送料电机的频率，然后向小料仓内输送适量的碳粉来保证设备的正常运行。

某材料公司现有解决方案主要通过机械接触式旋阻料位开关来检测物料的低位及高位两个物料状态。物料低位时，电机满负荷向料仓内输送料。物料高位时，停止向料仓内输送料。

 

图1 某新材料公司生产车间一角

 

但是这样的解决方案存在两方面问题：

1.接触式旋阻料位计在使用的过程中，随着使用时间的增长，表面会附着越来越多的碳

粉，如不及时清理会导致料位计的误触发导致系统输出错误的物位状态。因为料位计安装在料仓内部，清理十分困难。所以在经过一段时间的使用后，已经无法可靠输出正确的料位状态。不可靠的料位状态会导致设备故障率的大幅增高。

2.接触式旋阻料位计在使用的过程中，只有高位和低位两个位置的料位状态反馈，所以在使用的过程中不能收到连续的料位信号，所以在控制设备的时候往往会因为处理不及时而造成设备的间段和堵塞故障。降低了生产效率的同时增高了设备的故障率。

为了解决上述问题，宁夏某新材料科技有限公司委托宁夏能宇自动化公司建设碳块成型自动控制系统。

 

二、某新材料公司碳块成型自动控制系统项目必要性

因为原有送料系统料仓采用两点式物位检测，因各种问题已经不满足现场使用。现场人员只能根据送料和成型电机的电流监测表来判断料仓内实际的物料情况并且保证电机电流处在安全且合理的范围内。这样的工作模式不但不可靠并且大大的增加了人工成本、降低了生产效率。当料仓内积压的原料过多时，会造成成型电机堵转、电流激增，长时间使用会对设备产生不可逆的损坏。

所以项目实施推进对于减少人工成本和增加设备运行效率及安全性上有很大的必要。

能宇自动化公司建设的碳块成型自动控制系统可以做到精确检测、分散控制、联合操作，从根本上保证全厂安全稳定、优化长效、解放人工，能平衡多台设备的平稳连锁运行，保证设备不因料多而对成型主电机造成电流激增导致设备损坏，实现对料位从无到满过程的精度为±2mm连续检测，通过金润昌专利设备来实现设备的定时自动维护，达到易维护和持续可靠使用的目的，解决方案在行业内具有优势。

 

图2 能宇自动化公司自主改造的传感器吹水装置

三、某新材料公司碳块成型自动控制系统设计思路

1.输送料道控制

根据物料位置反馈控制横向输送料电机变频器的频率，当小料仓内料位较低时加快输送频率，当小料仓内料位较高时降低输送频率或停止输送。当小料仓内物料高度适中时，保持合适频率恒速输送。保证小料仓内的物料保持在合理的范围，不会导致成型电机堵转对设备造成影响或损坏。

2.成型电机控制

当小料仓内无物料时，停止成型电机的运行，节约运行成本。

3.主料仓输送控制

根据小料仓内实际的物料情况反馈控制主料仓的给料速率，当小料仓内料位较低或适中时，保持恒频率输送。当小料仓内物料较高时，降低主料仓给料频率或停止输送，保证在小料仓不需要供料时及时停止原料供给。

4.电流监测报警

通过实时监测电流表的数值对电机进行运行监测，当电流过高时，停止电机运行并进行报警，可以提醒现场人员及时处理异常问题，延长设备使用寿命。

5.手自动控制模式

新增系统可自动根据实际情况控制各个环节电机的运行状态，当设备检修维护或者需要手动运行时，可及时切换。

6.控制系统

系统控制采用德国西门子PLC，完成对物位和电流的监测同时完成对变频器启停及频率的控制。

7.检测设备

物料检测采用基恩士高精度激光传感器实时检测小料仓内的物料情况，参与反馈控制并实时显示。

 

四、某新材料公司碳块成型自动控制系统项目效果

1.在使用的过程中，系统对粉末进行实时检测并自动控制设备的运行状态，保证设备不因料满和造成的设备故障，同时保证不因缺料而导致的生产停止。达到了提高生产效率并降低了设备故障率的效果。

2.在使用的过程中实现了对传感器的自动清洁，减少了人工维护成本和时间，间接地提高了生产效率并降低设备故障率。

3.反馈控制程序使得各部分设备协同运行，并保证设备运行在最优的生产状态下，大幅提高了产品质量。

4.自动系统的运行减少人工成本，无需人工参与控制。