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                                              如何進行均質機的控制技術改造

                                              1 引 言
                                               
                                              中 山市某食品有限公司為擴大生產和更新生產工藝的需
                                               
                                              要 , 對有關生產線進行了技術改造 , 本人對部分電氣線路改造與現場安裝的進行技術指導和組織實施, 雪糕生產配料車間的均質機的電氣改造線路就是其中之一。就如何把傳統由接觸器控制的生產電機改為變頻器控制作的詳細分析 , 同時優化生產工藝流程, 提高產品質量與生產率。
                                               
                                              2  均質機的簡單介紹與分析
                                               
                                              2.1 已有均質機的介紹
                                               
                                              原 來雪糕配料的均質機實質是一個電動攪拌與同時加熱的裝置。因為在雪糕生產中的主料 : 生粉、奶粉( 以下稱為 A
                                               
                                              料) 與相關輔料: 奶油等( 以下稱為 B 料) 在常溫下不能達到相互的均勻溶解, 影響雪糕的口感, **把 A、B 料混合后, 在高溫下充分攪拌, 以便達到質量均勻, 故稱為“均質機”。其生產工藝流程如圖 1 所示。生產時, 工人分別打開 A、B 料閥向均質罐注
                                               
                                              料 , 注料結束關閉閥門后 , 再間隔地啟動電機的正反轉進行攪
                                               
                                              拌 , 并同時加熱。這樣, 一罐約 12mL 的配料, 要連續在高溫下攪拌 30min 后, 才可均質出料, 其控制電氣原理如圖 2 所示。
                                               
                                               
                                               
                                               
                                              圖 1
                                               
                                               
                                               
                                               
                                               
                                               
                                               
                                               
                                               
                                              圖 2
                                               
                                              2.1 原有均質機存在的主要問題和缺點
                                               
                                              (1)均質罐在不全封閉下 , 不斷加溫和攪拌 , 整個車間蒸氣
                                               
                                              彌漫, 生產環境惡劣;
                                               
                                              (2)生產技術落后 , 工人**每間隔 1 min 轉換正反轉一次, 操作頻繁, 勞動強度大;
                                               
                                              (3)由于工人操作具有一定的隨意性 , 均質效果可控性差 ,
                                               
                                              并且生產效率低。
                                               
                                              3  技術改造方案的思路
                                               
                                              針對設備所存在的問題, 經本人及生產工藝科用不銹鋼全密封罐進行均質試驗所得 : 在密封條件下加熱 , 壓力與溫度上升較快 , 當壓力達到 0.5MPa 時 , 溫度為 120~160℃, 同樣 12
                                               
                                              公升配料, 攪拌不夠 8min, 即達到理想均質效果。為此, 我們認
                                               
                                               
                                              為電氣線路改造**滿足下要求:
                                               
                                              ( 1) A、B 料的輸送須具有準確計量、自動送料與停止的功
                                               
                                              能;
                                               
                                              ( 2) 均質機的攪拌方向自動轉換 , 自動計時 , 并能準確出
                                               
                                              料;
                                               
                                              ( 3) 均質機的加熱能自動控溫, 壓力可控;
                                               
                                              ( 4) 滿足設備安全和生產安全必要保護要求。
                                               
                                              根 據以上要求的特點 , 本人改造的思路是 : 送料時采用計量泵代替人工閥門, 既能準確計量又容易在操作過程實現自動
                                               
                                              化 ; 因均質罐是密封的 , 故采用 SOCB—10 智能型溫控儀和 BYSE1 壓力儀進行控溫、控壓, 以及液位檢測等, 出料時采用電
                                               
                                              磁閥控制 , 為實現自動、調速、定時、正、反轉等功能 , 采用較為成熟的三菱 FR—A540 變頻器分別控制送料電機與攪拌電機。這樣, 設計的生產工藝流程如圖 3 所示。當運行啟動時, A、B 料
                                               
                                              泵同時向均質機注料, 而根據 A、B 料配比不同可設定 A、B 轉
                                               
                                              速運行曲線 , 注料結束 , 攪拌與加熱投入 , 經均質后 , 電磁閥自動打開, 配料自動送到下道工序的冷凝車間。
                                               
                                              圖 3
                                               
                                              4 方案設計與實施
                                               
                                              根 據以上技改思考 , 為實現控制的簡單 , 三臺電機的控制
                                               
                                              都 是選用同型號的 FR—A540 三菱變頻器 ,  而由于料泵為
                                               
                                              1.5kW, 故選用 FR—A5401.5K。攪拌機用 FR—A5403K, 其內
                                               
                                              部配置與保護相同, 可實現并行控制。發熱電阻絲仍由傳統的接觸器控制, 其工作由溫控儀控制。啟動時, 由于變頻器本身具有的對電機過載、短路保護 , 再加上壓力儀保護和高低液位檢測做為系統的啟動和加熱啟動多重聯鎖保護, 符合生產安全與設備安全的要求。其主電路設計如圖 4 所示; 控制回路分別如圖 5 的 a、b、c 所示:

                                              如圖 6 所示, A、B 料泵變頻器的外部控制接線相同, 而它們的運行速度曲線不同 , 由設定參數所決定 , 現以 A 料比 B 料級多于 15% 方案設定參數, 分別如表 1、表 2 所示。注意該參數根據 A、B 配料比的不同 , 由生產工藝科的先提要求 , 我們再協助設定。攪拌機的變頻器 PU3 外部控制接線同圖 7 所示一樣。其攪拌停止后由 RUN 端給出信號 , 給中間繼電器 KA3 吸合從而控制電磁閥出料 , KA3 的外加驅動電源為 12V 和串 150Ω、 2W 的限流電阻, 變頻器的運行參數設定方法參照表 1、表 2 根
                                               
                                              據運行曲線而定, 不再詳列。

                                              當按下啟動按鈕 SB1, KA1、KA2 同時吸合并自鎖 , 由KA1、KA2 同時指令 PU1、PU2、PU3 三臺變頻器以程序運行 , **先由 PU3 的 RUN 端給出信號令 KA3 閉合, 使電磁閥打開出料清罐 , 出料時間由 KT 設定為 5min, 程序計時到 13min 后分別啟動 A、B 料泵注料 , 4min 后停止注料 , 間隔 30s 后 , 攪拌電機分別以正反轉攪拌 , 8min 后 , 停止 , 給出出料信號 , 出料后 , 間隔 5 s 再按此不斷循環工作, 直到按下停止按鈕 SB2 為止。
                                               
                                              系統保護 , 若出現超過設定壓力 0.5MPa 或設定的極限高液位時, 其常閉觸點斷開, 系統不能啟動和加熱, 限壓安全閥會打開卸載 , 它們常開觸點閉合 , 指示燈 HL3、HL4 亮 , 其他工作指示如圖 5( b) 所示, 不再論述。
                                               
                                              5 結束語
                                               
                                              總 之 , 本技術改造方案通過組織實施后 , 取得較好的經濟
                                               
                                              效 益 , 在技術上能夠及時把新技術 , 新設備應用于生產設備的
                                               
                                              改 造 , 服務于生產過程中急需解決的問題 , 是我們工程技術人員追求的價值目標所在。不過, 本人在對新技術上的應用上, 對變頻器是**的使用與摸索, 程序的設定與控制方案上一定有
                                               
                                              很 大的不足或缺陷 , 有待于生產過程中發現與改進 , 更有待于**同行的指導, 以期獲得提高?!?br />
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