專利名稱：一種靜態(tài)稱重控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于重量稱量技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種靜態(tài)稱重控制方法，具體涉及一種催化劑制備過程中物料的靜態(tài)稱重控制方法。
背景技術(shù)：
大約在上世紀(jì)九十年代，稱重技術(shù)的應(yīng)用逐步進(jìn)入催化劑制備領(lǐng)域。一些工序的過程需要精確計(jì)量以保證配比的準(zhǔn)確度，而液位測(cè)量與流量測(cè)量存在種種缺陷并且無法改善或修正而不能提供滿足催化劑需要的可靠性和準(zhǔn)確度，因而在催化劑制備過程中大量采用稱重方法進(jìn)行精確計(jì)量。稱重控制的原理、結(jié)構(gòu)如附圖1。傳統(tǒng)的稱重控制模式為在初始狀態(tài)下，各閥門處于關(guān)閉狀態(tài)。開啟物料A控制閥，容器液位從Ltl (初始重量M0)開始上升，至預(yù)設(shè)定值(S)時(shí)，關(guān)閉物料A控制閥，這一過程中容器重量從Mtl增加到Ma，其增量即為物料A的配方重量。靜止一段時(shí)間稱重(作為下一物料的初始重量)后進(jìn)入下一物料的進(jìn)料工序。上述稱重控制方案通?？梢杂煞Q重控制終端來完成，也可由稱重控制終端將信號(hào)送至DCS (PLC)，在DCS (PLC)上完成控制。但實(shí)際這樣做的稱量效果并不好，投放的物料配比并不準(zhǔn)確，與流量控制、液位控制相比并沒有明顯的優(yōu)越性，但如果能運(yùn)用系統(tǒng)的方法來對(duì)稱重過程進(jìn)行全方位誤差分析，找出誤差產(chǎn)生的原因，并因此而進(jìn)行修正從而改進(jìn)稱量的控制方法，則稱重控制仍然是比較優(yōu)越的配比控制方案。本發(fā)明靜態(tài)稱量控制方法，對(duì)稱量的誤差進(jìn)行控制，保證了物料計(jì)量的準(zhǔn)確性。稱重的誤差分析
在初始狀態(tài)下，容器內(nèi)沒有殘余液體。容器的重量(皮重)由容器凈重、容器內(nèi)空氣重量、容器附著物重量(管道、閥門、支撐等)構(gòu)成，同時(shí)容器的重量還受管道應(yīng)力的影響。其他量是可以測(cè)量的，其對(duì)重量的影響是固定的，可以通過遷移(零位調(diào)整)的方法解決，然而，管道應(yīng)力卻是受到介質(zhì)的特性以及介質(zhì)的溫度壓力流量等眾多因素的影響，是個(gè)變量。顯然對(duì)于催化劑物料配比這種介質(zhì)的特性以及介質(zhì)的溫度壓力流量等因素都能保持穩(wěn)定的工況下，應(yīng)力的影響可以看作一個(gè)固定量，其處理方式如前。工程中應(yīng)盡量消除管道應(yīng)力帶來的影響，如設(shè)置水平管托、使用軟管連接，不能使用軟管時(shí)，則由容器本體向外施工、注意焊接質(zhì)量避免產(chǎn)生焊接變形等措施；另外，在靜態(tài)稱重儀器投入使用前，應(yīng)對(duì)容器的重量進(jìn)行校正以消除應(yīng)力的影響。即使校正以消除初始誤差的影響，在實(shí)際測(cè)量中，使用預(yù)設(shè)定值對(duì)重量進(jìn)行控制也存在較大誤差，是因?yàn)椤帮w量”的存在，“飛量”結(jié)構(gòu)如附圖2所示。在到達(dá)設(shè)定重量后，閥門關(guān)閉，但閥門本身從開到關(guān)有一個(gè)滯后，關(guān)閉過程會(huì)有液體繼續(xù)流過。另外從閥門到液面Ln也有一個(gè)液柱。這樣最后實(shí)際的重量比設(shè)定重量總是要多一些，多出的這部分稱為“飛量”。綜上所述，得到以下公式
M 實(shí)=S+X(I) M實(shí)液體的實(shí)際重量
S:液體的設(shè)定重量 X :飛量
如果不能計(jì)算或測(cè)量出X的大小，式(I)沒有意義。飛量X是測(cè)量的誤差部分，應(yīng)予以修正。從附圖2中可得知，飛量是由三部分構(gòu)成的，如下公式
X=Xa+Xb+Xc(2)
Xa :管道飛量，指從閥門到容器這一段管道的容積所容納的介質(zhì)重量 Xb :容器飛量，閥門關(guān)閉后，從容器頂?shù)揭好孢@短液柱的重量 Xe :滯后飛量，從接到關(guān)閉命令到全關(guān)，這段時(shí)間Tc內(nèi)繼續(xù)流經(jīng)閥門的重量 Xa、Xb、Xe這三個(gè)量中，Xa與Xe可以調(diào)整。對(duì)于一個(gè)工程或一個(gè)工藝過程來說，在工程完成時(shí)，Xa就已經(jīng)確定；而在配方不變的工況下，一種物料的加入順序和加入量是固定的，也就是說L的到達(dá)液位Ln基本也是固定的，Xb基本固定，因此Xa+Xb是一個(gè)常量，飛量的變化取決于Xe。應(yīng)采取工程措施盡量使得Xa+Xb最小化。Xb基本不可控制，為減小Xa+Xb值，可以將閥門安裝在容器的上方，并盡量保持垂直且距離最小。這樣，對(duì)式(2)而言，當(dāng)保持Xe不變時(shí)，飛量X也不變。Xe取決于閥門自身的原理結(jié)構(gòu)、使用年限、外部條件以及流過介質(zhì)的物理化學(xué)性能等諸多因素的變化情況。在催化劑生產(chǎn)中，在一定的生產(chǎn)周期內(nèi)，上述因素都可以看作基本保持不變。那么在生產(chǎn)中，對(duì)于沒有相變的液體流而言，保持其溫度壓力流量不變，即可得到穩(wěn)定的閥門滯后飛量。那么在實(shí)際操作中，將流量配方設(shè)定值S-X作為實(shí)際設(shè)定值就能夠消除飛量帶來的誤差。X值通過實(shí)驗(yàn)可以獲得。特別說明閥門Vn是只有開和關(guān)兩種狀態(tài)的開關(guān)閥，而對(duì)于能夠自由調(diào)整開度的調(diào)節(jié)閥，Xe小到可以忽略。因此，采用調(diào)節(jié)閥來控制進(jìn)料的場(chǎng)合，飛量?jī)H由Xa+Xb組成。但僅依據(jù)理論設(shè)定值來控制稱重會(huì)有較大誤差，甚至?xí)绊懏a(chǎn)品質(zhì)量。為此應(yīng)對(duì)理論設(shè)定值進(jìn)行修正。

發(fā)明內(nèi)容
一種靜態(tài)稱重控制方法，具有稱量準(zhǔn)確，方便快捷，滿足催化劑生產(chǎn)周期要求。稱重控制系統(tǒng)主要由帶有多個(gè)物料進(jìn)料閥門容器、稱重傳感器、液位顯示器組成，向容器加入水實(shí)驗(yàn)得到在液位Ln時(shí)的水的飛量X#，根據(jù)物料的比重，得到物料在液位Ln時(shí)飛量Xfe ;在物料稱重時(shí)將生產(chǎn)過程中計(jì)算設(shè)定值減去物料的飛量做為實(shí)際設(shè)定值。在本發(fā)明中將閥門裝在容器的上方，并盡量保持垂直距離最小。在本發(fā)明中保持稱重時(shí)溫度壓力流量穩(wěn)定。在本發(fā)明中保持各物料加料順序和加料量穩(wěn)定。在本發(fā)明中閥門為只有開與關(guān)兩種狀態(tài)的開關(guān)閥，能夠自由調(diào)整開度的調(diào)節(jié)閥。本發(fā)明的稱重控制通常可以由稱重控制終端來完成，也可由稱重控制終端將信號(hào)送至DCS或PLC，在DCS或PLC上完成控制。發(fā)明的有益效果
本發(fā)明利用水做飛量試驗(yàn)，在水聯(lián)運(yùn)的同時(shí)，既可清洗管道，又可得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在節(jié)省原材料的同時(shí)，往往也縮短了實(shí)驗(yàn)所需的時(shí)間，對(duì)縮短試運(yùn)行工期有利，同時(shí)也可避免昂貴的催化劑原料的浪費(fèi)。由于確定了稱重誤差，這樣可以使催化劑原料稱重準(zhǔn)確，確保催化劑生產(chǎn)質(zhì)量。


圖1稱重控制系統(tǒng)原理及結(jié)構(gòu)圖 圖中標(biāo)識(shí)1 :稱重傳感器
2:物料η初始液位Ln-1
3:物料η到達(dá)液位Ln4^8 :物料a、
圖2飛量結(jié)構(gòu)圖 圖中標(biāo)識(shí)1 :稱重傳感器
2:物料η初始液位Ln-1
3:物料η理論到達(dá)液位Ln
4:物料η最終到達(dá)液位L實(shí)
5:管道飛量Xa
6:容器飛量Xb。
具體實(shí)施方式
具體工程實(shí)施方案
盡管通過實(shí)驗(yàn)可以獲得飛量X值的大小，從而修正理論設(shè)定值誤差。但是對(duì)于價(jià)格昂貴的原料來說，進(jìn)行初次實(shí)驗(yàn)往往要浪費(fèi)一罐原料，代價(jià)過高。催化劑生產(chǎn)中，在導(dǎo)向劑的配置和過程中，一個(gè)罐的容積往往達(dá)到數(shù)十立方米。工程上，所有稱重物料的初次實(shí)驗(yàn)實(shí)際上是用水來代替的，在水聯(lián)運(yùn)的同時(shí)，既可清洗管道，又可得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在節(jié)省原材料的同時(shí)，往往也縮短了實(shí)驗(yàn)所需的時(shí)間，對(duì)縮短試運(yùn)行工期有利。實(shí)踐公式實(shí)際上是
S實(shí)=S0-X水*d⑶
S實(shí):實(shí)際設(shè)定值 S0:計(jì)算設(shè)定值 X#:實(shí)驗(yàn)所得水的飛量 d :真實(shí)物料的比重
通過實(shí)踐證明，用公式(3)來作為稱重控制的設(shè)定值，具有多方面的優(yōu)越性，方便快捷、簡(jiǎn)單易行、費(fèi)用低廉、不占用生產(chǎn)周期且精度完全能夠滿足工程要求，是最佳方案。需要指出的是，由于閥門性能老化、使用環(huán)境變化等因素綜合作用，在一段使用時(shí)間后，當(dāng)Xe變化足以影響配方準(zhǔn)確度時(shí)，應(yīng)及時(shí)用水或?qū)嵰涸俅卧囼?yàn)以得到新的Xe值，重新修正。以上基于修正的稱重控制已經(jīng)在催化劑生產(chǎn)的導(dǎo)向劑配置、成膠、計(jì)量罐與合成罐的控制以及濃硫酸、SiCl4等多種物料的儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)運(yùn)中獲得了廣泛的運(yùn)用，稱重準(zhǔn)確性能滿足催化劑生產(chǎn)的要求。本發(fā)明所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行的描述，并非對(duì)本發(fā)明構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)思想的前提下，本領(lǐng)域中工程技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變型和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍，本發(fā)明請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)內(nèi)容，已經(jīng)全部記載在權(quán)利要求書中。
權(quán)利要求
1.一種靜態(tài)稱重控制方法，稱重控制系統(tǒng)主要由帶有多個(gè)物料進(jìn)料閥門容器、稱重傳 感器、液位顯示器組成，向容器加入水實(shí)驗(yàn)得到在液位Ln時(shí)的水的飛量X#，根據(jù)物料的比 重，得到物料在液位Ln時(shí)飛量;在物料稱重時(shí)將生產(chǎn)過程中計(jì)算設(shè)定值減去物料的飛 量作為實(shí)際設(shè)定值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜態(tài)稱重控制方法，其特征在于將所述閥門裝在容器的上 方，保持垂直距離最小。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜態(tài)稱重控制方法，其特征在于稱重時(shí)保持溫度壓力流量穩(wěn)定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜態(tài)稱重控制方法，其特征在于物料稱重時(shí)保持各物料加料 順序和加料量穩(wěn)定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜態(tài)稱重控制方法，其特征在于將所述閥門為只有開與關(guān)兩 種狀態(tài)的開關(guān)閥。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜態(tài)稱重控制方法，其特征在于將所述閥門是能夠自由調(diào)整 開度的調(diào)節(jié)閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜態(tài)稱重控制方法，其特征在于所述的稱重控制由稱重控制 終端來完成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜態(tài)稱重控制方法，其特征在于所述的稱重控制由稱重控制 終端將信號(hào)送至DCS或PLC，在DCS或PLC上完成控制。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種靜態(tài)稱重控制方法，具體涉及一種催化劑制備過程中物料的靜態(tài)稱重控制方法。稱重控制系統(tǒng)主要由帶有多個(gè)物料進(jìn)料閥門容器、稱重傳感器、液位顯示器組成，向容器加入水實(shí)驗(yàn)得到在液位Ln時(shí)的水的飛量X水，根據(jù)物料的比重，得到物料在液位Ln時(shí)飛量X物；在物料稱重時(shí)將生產(chǎn)過程中計(jì)算設(shè)定值減去物料的飛量作為實(shí)際設(shè)定值。具有稱量準(zhǔn)確，方便快捷，滿足催化劑生產(chǎn)周期要求。
文檔編號(hào)G01G13/24GK103033242SQ20121055270
公開日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月19日
發(fā)明者劉驤平 申請(qǐng)人:長(zhǎng)嶺煉化岳陽工程設(shè)計(jì)有限公司