提高工艺介质流量控制系统可靠性的技术改进

殷 宏

（陕西中烟工业有限责任公司汉中卷烟厂，陕西汉中 723102）

0 引言

采用E+H 流量计、蒸汽减压阀、流量控制阀、电子连续称重装置的组合，PLC 根据产品流量来计算并控制辅助工艺介质流量，从而控制产品水分、温度是烟草回潮设备常见的控制方法。部分产品不需要辅助工艺介质时，减压阀和流量控制阀处在工作待机状态。减压阀和流量控制阀均靠内部弹性元件来实现节流调压和阀门切断功能，不能直接作为截止阀使用，随着设备使用年限的增加，弹性元件预压力变化会导致阀组出现泄漏问题。微量泄漏进入设备内部会造成产品出口水分和温度的大幅波动。在工艺介质流量控制系统中增加锁闭功能，可以满足不同产品工艺需求，提高系统工作可靠性，杜绝产品质量波动的设计缺陷。

1 问题分析

蒸汽流量是PLC 根据流量计实测值和工控机上流量设定值进行PID 运算来调整流量控制阀开度，获得设定蒸汽流量从而控制产品温度和水分的。实际生产中，不同产品有不同的工艺要求，部分产品生产中不需要工作蒸汽，流量控制阀处于开度0%的关闭待机状态。图1 中，流量设置为0，流量控制阀处于关闭状态，当压力表2 显示的压力突然瞬间降低时会伴随着产品水分和温度大幅升高的现象，这说明减压阀和流量控制阀存在泄漏，不受控的蒸汽直接进入设备内部和产品进行了热交换，这种随机频繁发的现象直接影响到产品质量的稳定。

图1 系统工作原理

2 技术改进

（1）为解决工作蒸汽控制可靠性的问题，如图1 所示，在原有工作蒸汽流量控制管路中加装气动角阀作为执行元件，在控制系统加装中间继电器K 和电磁阀作为控制元件，用PLC 输出信号来控制中间继电器K。通过中间继电器K 来控制电磁阀NO/OFF，用电磁阀NO/OFF 控制压缩空气通和断达到控制气动角阀开启和关闭。这样，即使减压阀和流量控制阀的组合有随机的工作蒸汽泄漏，由于入口端气动角阀处于关闭状态，系统也不会有工作蒸汽通过，工作介质流量控制系统可靠性得到提高，产品质量得到保障。

（2）在PLC 程序中写入必要条件。①当工控机设置工作蒸汽流量＞0 kg/h，PLC 输出信号使中间继电器K 得电，电磁阀得电打开，气动角阀打开，气动角阀工作状态显示为“ON”，同时，流量控制阀按PID 计算的开度打开，系统获得设定蒸汽流量，设备正常工作。②当工控机设置工作蒸汽流量≤0kg/h，流量控制阀关闭，PLC 对中间继电器K 无输出信号，电磁阀失电关闭，气动角阀切断，气动角阀工作状态显示为“OFF”，气动角阀和流量控制阀均，流量控制系统利用两个阀门双重切断。

（3）同一台套设备生产多种不同风格类型的产品，质量要求各不相同时，设备上有多种工作介质（如蒸汽、软化水、料液等）需要控制，阀组泄漏造成的质量隐患将会成倍增加，查找和排除故障难度也会增加，上述技术改进也可安装入其他工艺介质控制管道上。通过对PLC 进行编程，再增加必要的控制元件和执行元件，均可实现上述提高系统可靠性的功能。

3 结束语

在流量控制系统中增加必要的执行元件和控制元件，利用设备原有PLC 预留触点或扩展新触点的输出数字量信号控制新增执行元件的方法，可作为系统防差错设计和弥补设备设计缺陷的技术补充，也是提高系统工作可靠性和稳定产品质量的有效手段。