提高工藝介質流量控制系統可靠性的技術改進

殷 宏

（陜西中煙工業有限責任公司漢中卷煙廠，陜西漢中 723102）

0 引言

采用E+H 流量計、蒸汽減壓閥、流量控制閥、電子連續稱重裝置的組合，PLC 根據產品流量來計算并控制輔助工藝介質流量，從而控制產品水分、溫度是煙草回潮設備常見的控制方法。部分產品不需要輔助工藝介質時，減壓閥和流量控制閥處在工作待機狀態。減壓閥和流量控制閥均靠內部彈性元件來實現節流調壓和閥門切斷功能，不能直接作為截止閥使用，隨著設備使用年限的增加，彈性元件預壓力變化會導致閥組出現泄漏問題。微量泄漏進入設備內部會造成產品出口水分和溫度的大幅波動。在工藝介質流量控制系統中增加鎖閉功能，可以滿足不同產品工藝需求，提高系統工作可靠性，杜絕產品質量波動的設計缺陷。

1 問題分析

蒸汽流量是PLC 根據流量計實測值和工控機上流量設定值進行PID 運算來調整流量控制閥開度，獲得設定蒸汽流量從而控制產品溫度和水分的。實際生產中，不同產品有不同的工藝要求，部分產品生產中不需要工作蒸汽，流量控制閥處于開度0%的關閉待機狀態。圖1 中，流量設置為0，流量控制閥處于關閉狀態，當壓力表2 顯示的壓力突然瞬間降低時會伴隨著產品水分和溫度大幅升高的現象，這說明減壓閥和流量控制閥存在泄漏，不受控的蒸汽直接進入設備內部和產品進行了熱交換，這種隨機頻繁發的現象直接影響到產品質量的穩定。

圖1 系統工作原理

2 技術改進

（1）為解決工作蒸汽控制可靠性的問題，如圖1 所示，在原有工作蒸汽流量控制管路中加裝氣動角閥作為執行元件，在控制系統加裝中間繼電器K 和電磁閥作為控制元件，用PLC 輸出信號來控制中間繼電器K。通過中間繼電器K 來控制電磁閥NO/OFF，用電磁閥NO/OFF 控制壓縮空氣通和斷達到控制氣動角閥開啟和關閉。這樣，即使減壓閥和流量控制閥的組合有隨機的工作蒸汽泄漏，由于入口端氣動角閥處于關閉狀態，系統也不會有工作蒸汽通過，工作介質流量控制系統可靠性得到提高，產品質量得到保障。

（2）在PLC 程序中寫入必要條件。①當工控機設置工作蒸汽流量＞0 kg/h，PLC 輸出信號使中間繼電器K 得電，電磁閥得電打開，氣動角閥打開，氣動角閥工作狀態顯示為“ON”，同時，流量控制閥按PID 計算的開度打開，系統獲得設定蒸汽流量，設備正常工作。②當工控機設置工作蒸汽流量≤0kg/h，流量控制閥關閉，PLC 對中間繼電器K 無輸出信號，電磁閥失電關閉，氣動角閥切斷，氣動角閥工作狀態顯示為“OFF”，氣動角閥和流量控制閥均，流量控制系統利用兩個閥門雙重切斷。

（3）同一臺套設備生產多種不同風格類型的產品，質量要求各不相同時，設備上有多種工作介質（如蒸汽、軟化水、料液等）需要控制，閥組泄漏造成的質量隱患將會成倍增加，查找和排除故障難度也會增加，上述技術改進也可安裝入其他工藝介質控制管道上。通過對PLC 進行編程，再增加必要的控制元件和執行元件，均可實現上述提高系統可靠性的功能。

3 結束語

在流量控制系統中增加必要的執行元件和控制元件，利用設備原有PLC 預留觸點或擴展新觸點的輸出數字量信號控制新增執行元件的方法，可作為系統防差錯設計和彌補設備設計缺陷的技術補充，也是提高系統工作可靠性和穩定產品質量的有效手段。