维尼纶作为化纤产品,以聚乙烯醇作为主要原料。经过多年的发展,其产品结构逐渐转向低温水溶和高强高模为重点,低附加值的常规产品比重在逐渐减少。从目前国内维纶行业新上马的维纶生产线来看,全部是高强高模产品。其主要应用方向是取代玻璃钢中的玻璃纤维,解决废弃玻璃钢带来的环保问题,这点在国外尤其受到重视。高强高模产品的外销市场很大。此外,高强高模产品也用来生产汽车轮胎。维纶行业国际上主要竞争对手是日本企业,相比之下人家的自主开发能力更强。因此,对老旧维纶生产线的改造就成为国内维纶厂家迫在眉睫的问题。
川维维纶厂于1976年投产,产品为维纶长丝、短丝、低温水溶和高强高模产品。原有控制系统主要为横河I系列仪表。在高强高模生产线上采用了KMS系列可编程调节器。开关量控制采用三菱FX-2N小型PLC,完成电机启停控制、信号报警功能。维纶纺丝车间生产线有两个重要控制参数:一个是走丝速度；已经使用变频器控制,基本上能满足工艺要求；另一个是烘箱温度,由于设备特点纯滞后和容量滞后都很大。凡采用I系列仪表的生产线都不能投自动,完全凭操作工的经验手动控制,成品率受到很大影响。维纶厂原液车间的自控以开关量为主。主要工艺过程是对聚乙烯醇和纺丝车间废丝进行加压加热溶解,为纺丝车间提供聚乙烯醇原液。
川维维纶厂的DCS改造是分两期进行的。
一期改造工程首先对纺丝车间的控制系统进行改造,总物理点数在1280点,其中模拟量900点；通信站容量为开关量1000点。
2001年7月,纺丝车间的控制系统DCS改造全部完成,系统正式投运。
一期工程的技术特点表现在以下两方面:
在控制方案上,必须实现对大滞后温度对象的高精度控制,才能保证高强高模维纶产品的成品率。如果采用预估补偿方案理论上非常合适,但存在系统负荷开销大、老旧调功器频繁维修更换等不利因素,最终还是沿用了单回路PID调节。在整定参数时使用了临界比例度法,经过实际投运证明控制精度满足了工艺要求。在保证连续开车、原料合格的工况下,实现了高强高模维纶产品100%的合格率。这说明我们的PID算法块针对大时滞对象在单回路的简单方案下就具有很好的控制效果。
在信号检测上,维纶纺丝车间生产线有其自身特点。对调功器输出电流的监视,用户原来采用积分型电流表。如果直接将原信号作为模拟量引入DCS,信号波动非常大,已经不具有使用价值。我们通过对调功器输出电流的分析,发现它输出的是具有过零触发特征的正弦波脉冲,单位时间内脉冲的数量正比于调功器的模拟量输入。根据这一特点,我们使用了FM162八通道脉冲输入模块,在数据库组态中选择了脉冲频率型数据,在控制方案中使用了2级10平均值滤波,数据显示效果令用户非常满意。维纶走丝速度的检测使用了国产磁阻式探头和德国FESTO的接近开关。
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