不依賴人工守夜:PLC 程序如何讓過濾排渣實現 “無人值守”
在油脂精煉、精細化工連續化生產車間,很多過濾工序需要晝夜不間斷運行。傳統過濾模式下,夜班崗位人員需要盯守設備,觀察壓力表變化,判斷過濾周期終點,手動操作閥門完成吹掃、排渣。人員熬夜值守不僅勞動強度高,人為判斷還容易出現偏差,出現排渣不及時、濾液跑渾等問題。高服機械在立式葉片過濾機上搭載 PLC 控制系統,依托傳感器采集信號,執行預設邏輯,實現過濾、吹掃、振動排渣全流程自動運轉,減少對人工現場盯守的依賴。本文就 PLC 程序如何實現過濾設備無人值守運行展開解析。
傳統過濾夜班值守模式存在的現實痛點
不少工廠過濾工段依舊采用手動操作模式,設備沒有自動控制邏輯。一個完整過濾周期什么時候結束,主要依靠崗位人員觀察進出口壓力表,憑借經驗判斷壓差。
白天人員精力充足,操作相對可控;到夜班生產,人員容易疲勞,容易出現排渣時機判斷滯后。濾餅堆積過厚,細小顆粒被擠壓嵌入濾網,會造成濾網堵塞,濾液出現跑渾;如果過早排渣,濾餅尚未成型,物料回收率達不到預期。
整套工序需要人工依次操作進料閥、吹掃閥、排渣閥、振動機構,閥門操作順序、吹掃時長、振動時間依靠人為把控,不同班組操作習慣不一樣,會造成每一批次過濾效果不一致。夜間生產還需要專人定時巡檢盯守,增加崗位人力投入,人員近距離接觸高溫、揮發性介質,也存在一定作業風險。
即便有設備,也需要工人守在現場,很難真正適配現代化工廠降本增效、少人化生產的發展方向。如何讓過濾設備自主識別工況、自動完成整套工序,成為固液分離技改的重要方向。
PLC 自動控制系統的硬件信號采集基礎
想要實現無人值守,不能只依靠程序軟件,需要配套完整硬件感知單元,為 PLC 提供真實的現場工況數據。高服自動排渣過濾機控制系統,由 PLC 主機、壓差傳感模塊、壓力變送器、氣動執行閥門、振動機構、故障報警模塊組成。
壓差變送器實時采集設備進出口壓力,把壓力變化轉化為電信號傳遞給 PLC,系統以此判斷濾餅堆積厚度,作為周期切換的核心依據;各個氣動閥門配備閥位反饋,向 PLC 反饋閥門是否開關到位,避免出現閥門未動作而程序繼續往下執行的錯誤。
振動機構、氣源壓力也納入監測范圍,當氣源不足、振動故障、密封異常時,系統觸發報警提示。整套硬件為 PLC 程序提供真實工況反饋,避免程序脫離現場實際盲目運行,保障無人模式下設備運行安全。
PLC 程序執行完整過濾周期,實現自動化閉環
在全自動模式下,操作人員完成前期參數設定之后,設備就可以自主循環執行:預涂、進料過濾、停止進料、濾餅吹掃、泄壓、振動排渣、閥門復位整套工序,不需要人員每一步手動操作。
首先是參數預設階段。技術人員結合現場物料工況,在 PLC 界面設定目標壓差、吹掃時長、振動排渣時長、排渣間隔等參數。針對白土過濾、催化劑過濾、高粘度物料等不同工況,參數可以單獨調整保存。
進料過濾階段,PLC 打開進料閥,物料送入密閉罐體開始過濾,壓差傳感器持續傳回壓差數據。當壓差上升達到預設閾值,PLC 判定濾餅已經達到合理厚度,自動關閉進料閥門,過濾階段結束。
接下來進入濾餅吹掃工序,PLC 自動開啟壓縮空氣吹掃閥門,按照設定時間對罐內濾餅進行吹掃置換,回收濾餅裹挾的物料,同時松動濾餅。吹掃時間到達,程序關閉進氣閥,執行罐體泄壓邏輯。
泄壓完成之后,PLC 輸出信號,打開底部排渣蝶閥,啟動振動機構,按照預設時長進行振動卸渣;振動計時結束,停止振動,關閉排渣蝶閥,完成密封自檢。全部動作完成,設備回到待機狀態,自動開啟下一輪過濾循環。
整套流程周而復始,白天、夜班均可自動運行,無需人員守在設備跟前盯著壓力表。
多重聯鎖保護,無人運行模式下守住生產安全
無人值守不等于放任設備不受管控,PLC 程序內置多重聯鎖保護邏輯,規避異常工況帶來生產事故,這是自動化運行不可或缺的部分。
氣源壓力聯鎖:如果壓縮空氣壓力不足,閥門無法正常開關,程序禁止啟動過濾周期,同時發出報警,避免閥門動作不到位引發跑料。
閥位反饋聯鎖:執行每一步動作之后,PLC 讀取閥門反饋信號,如果該開的閥門沒有打開,該關閉的沒有閉合,程序暫停流程,輸出報警提示,防止出現物料短路、跑渾。
超時保護機制:過濾、吹掃、排渣每一個工序都設置最大執行時間,當某一步出現異常超時,系統終止當前流程,觸發報警,避免設備長時間處于異常工況。
故障聲光報警:出現壓差異常、氣源故障、閥位異常等情況,設備本地聲光報警,同時信號可以對接車間 DCS 系統,把故障信息上傳中控室,即便現場沒有工人,中控依舊可以掌握設備狀態。
通過多重聯鎖,解決無人值守模式下的安全隱患,避免設備 “帶病運行”。
減少人工干預,帶來的生產實際價值
降低夜班人力投入。過濾工段不再需要人員通宵守夜盯壓力表,崗位人員只需要定時巡檢,做好物料供給、查看報警信息,釋放人力,降低夜班崗位壓力。
過濾批次效果穩定。排渣時機由壓差信號客觀判定,吹掃、振動時長程序固定執行,消除不同人員操作經驗差異,每一輪過濾工藝條件統一,濾液品質、濾餅殘油率保持穩定。
減少人為誤操作風險。避免人工忘關閥門、排渣時機把控失誤造成濾液跑渾、濾網損壞等問題,保護設備核心部件。
可對接工廠中控系統。PLC 支持信號上傳,設備運行狀態、周期次數、故障信息全部上傳 DCS,中控室即可遠程掌握過濾設備運行情況,適配工廠智能化改造。
需要明確的是,無人值守不是完全零巡檢,設備仍需要定期巡檢維護,檢查密封、氣源、濾網狀態,保障長期穩定運行。
無人值守模式的選型與使用注意事項
想要發揮 PLC 自動控制價值,選型時整套傳感、閥門、振動機構需要配套完整,不能普通手動設備簡單加裝 PLC 程序。物料工況不同,預設參數需要現場調試,白土占比、物料粘度變化,都會影響壓差上升速度,需要根據實際生產微調閾值、吹掃與振動時間。
壓縮空氣氣源必須穩定干燥,氣源不穩定會直接影響氣動閥門執行效果。報警信號建議接入中控,便于異常情況及時被發現。高固含量波動大的工況,建議搭配前置預處理,減少物料波動對自動過濾周期的沖擊。
設備定期維護不可省略,壓差變送器需要定期校準,閥位反饋元件、密封件、振動機構定期檢查,保證信號采集與機構執行可靠,為無人自動運行打下硬件基礎。
適配工況,定制自動化控制方案
不同行業生產條件差異較大,有的車間只需要設備本地全自動運行,有的需要對接中控 DCS,部分工況需要多臺設備聯動并聯運行。高服機械結合油脂、精細化工項目實踐,可根據客戶現場需求,配置不同等級 PLC 控制系統,完成參數適配、聯鎖邏輯設置,提供自動化調試指導,助力過濾工段實現少人化運行。
PLC 控制系統的核心價值,是把人的經驗判斷轉化為可執行的程序邏輯,依靠傳感器感知現場工況,自動完成過濾?吹掃?排渣循環,改變夜班人工守夜盯設備的傳統模式。但自動化運行建立在可靠硬件、合理參數、定期維護的基礎之上。油脂、化工企業進行過濾工藝升級時,結合自身生產排班、物料工況,評估自動化配置方案,有助于穩定產品品質,優化崗位人力配置,適配現代化工廠的發展趨勢。