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案例頻道根據(jù)多年密煉機智能改造的經(jīng)驗，特舉例闡述舊密煉車間的智能化改造方案。
一、現(xiàn)狀
目前，多數(shù)廠家的密煉機均采用上輔機控制系統(tǒng)控制混煉過程，可以保證配料的準確及混煉控制的簡單進行。但是混煉控制僅僅是傳統(tǒng)的時間、能量和溫度，工藝的調(diào)整需人工完成，對于原材料波動、環(huán)境等的變化抗干擾能力差，且工藝是否最優(yōu)無從而知！造成膠料門尼粘度、炭黑分散度的波動，導(dǎo)致下一道工序成品率下降及產(chǎn)品性能的降低。
二、智能化改造目的
通過智能化改造，主要有以下幾方面效果：
1、密煉機全部實現(xiàn)全自動混煉；
2、所有膠料的質(zhì)量可控制在：
a、門尼粘度全部在±4個門尼內(nèi)（90%±3）；
b、炭黑分散度較原有工藝提高（一般2段混煉在6級以上）；
c、煉膠效率提高5%以上；
3、所有混煉過程的遠程監(jiān)控，作到混煉信息報表的無紙化辦公；
4、由于混煉始終保持在最佳工藝下，質(zhì)量的穩(wěn)定與效率的提高，將會帶來大的經(jīng)濟效益。一臺270立升密煉機1年可增加純收入200萬元左右；
三、計算機控制改造方案
采用瞬時功率控制法控制排膠點，從而縮小混煉膠門尼粘度波動，提高混煉膠質(zhì)量，門尼粘度可以控制在±4范圍內(nèi)（90%±3）。經(jīng)過優(yōu)化工藝，炭黑分散度可以比原有指標提高1級以上。本系統(tǒng)可將膠料整個混煉過程的瞬時功率曲線及有關(guān)參數(shù)記錄下來，從而可以分析混煉膠的各種性能，及在線預(yù)測混煉膠的塑性（粘度）值。
以2臺270、4臺140密煉車間為例，改造方案硬件方框圖如下所示：
遠程監(jiān)控計算機
（新增）
1#270密煉機智能控制計算機
（新增） 2#270密煉機智能控制計算機
（新增） 140密煉機群控計算機
（新增）
1#270密煉機上輔機控制PLC
（改造）
2#270密煉機上輔機控制PLC
（改造） 1#140密煉機PLC控制柜
（新增） 4#140密煉機PLC制柜
（新增）
智能化改造示意圖：
整個改造方案可分為5個系統(tǒng)，系統(tǒng)配置如下表：
四、系統(tǒng)功能
1、遠程監(jiān)控系統(tǒng)
◆ 實時顯示各機臺混煉過程中的工作曲線；
◆ 具有遠程控制能力，可向下位機發(fā)送計劃、配方文件；
◆ 對混煉工藝參數(shù)進行自動優(yōu)化，提供優(yōu)化結(jié)果以供參考；
◆ 對各機臺歷史數(shù)據(jù)進行查詢、統(tǒng)計、打印等；
◆ 考慮到管理的方便，以實現(xiàn)遠程控制，專門在生產(chǎn)計劃編輯和配方管理中設(shè)計了發(fā)送當(dāng)前計劃文件或配方文件到下位機的功能。這樣管理員在管理部門通過上位機的實時監(jiān)測，如果發(fā)現(xiàn)有生產(chǎn)異常的情形，可隨時調(diào)整修改計劃和工藝規(guī)程，馬上發(fā)送到下位機，終止不合理的工作狀況。當(dāng)然，也可制定新的計劃和配方，直接送到下位機系統(tǒng)。
2、密煉機智能控制系統(tǒng)
采用瞬時功率控制法控制排膠點，從而縮小混煉膠門尼粘度波動，提高混煉膠質(zhì)量，門尼粘度可以100%控制在±4范圍內(nèi)。經(jīng)過優(yōu)化工藝，炭黑分散度可以比原有指標提高1級以上。本系統(tǒng)可將膠料整個混煉過程的瞬時功率曲線及有關(guān)參數(shù)記錄下來，從而可以分析混煉膠的各種性能，及在線預(yù)測混煉膠的塑性（粘度）值、分散值指標。
豐富的密煉機混煉信息顯示。可顯示瞬時功率、溫度二種曲線，及班組、操作員、生產(chǎn)時間、膠料品種、生產(chǎn)間隔時間、手動自動狀態(tài)、當(dāng)前動作執(zhí)行種類、及全自動故障類型；
★ 在線預(yù)測功能。可選擇兩種不同的建模方法建立膠料粘度、炭黑分散的數(shù)學(xué)模型每車膠結(jié)束時可預(yù)測出該車膠料的塑性（粘度）值、分散值；
★ 除傳統(tǒng)的溫度、能量、時間控制外，增加了瞬時功率、粘度控制、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動圈數(shù)的控制；
★ 真正的多任務(wù)功能。在混煉監(jiān)控的同時，可修改生產(chǎn)計劃、控制參數(shù)，及查詢數(shù)據(jù)，及操作其他計劃任務(wù)；
★ 控制過程的模糊設(shè)定，避免了傳統(tǒng)控制由于等待回答信號，導(dǎo)致控制系統(tǒng)死循環(huán)和混煉時間過長；
★ 控制對象全面開放。用戶可隨膠料品種及實際生產(chǎn)情況，任意定義混煉過程中的控制對象；
★ 即時選擇打印曲線、查詢打印報表、配方打印功能；
★ 可查詢某車料的混煉過程曲線、油料秤量信息、膠料秤量信息及一批小粉料秤量信息；
★ 可按批次為檢索單位進行查詢。查詢結(jié)果為同一班組的同批次物料稱量情況。查詢后還可查看稱量波動狀況報表，并以報表形式打印；
★ 生產(chǎn)報表、工藝報表生成功能，可產(chǎn)生任意班組、任意時間段、任意一種配方的生產(chǎn)報表及工藝報表。
五、項目實施時間
采用間歇式調(diào)試方式，每天占用機臺時間3個小時。項目從設(shè)備進廠算起45天內(nèi)結(jié)束，占用機臺總時間小于200個小時。
六、其它說明
專業(yè)從事“智能型上輔機”的生產(chǎn)、安裝、服務(wù)。“智能型上輔機”融合了炭黑輸送、精確配料及智能控制技術(shù)，不但具有上輔機的配料控制（炭黑、油、生膠）功能，還具有“密煉機智能控制”功能。
附：密煉機智能控制技術(shù)
橡膠混煉是橡膠加工過程中不可缺少的重要過程，對混煉膠質(zhì)量好壞具有決定作用。由于密煉機明顯的優(yōu)越性，橡膠工業(yè)絕大部分混煉膠都采用密煉機進行生產(chǎn)。橡膠混煉過程影響因素很多，原材料波動、混煉時間、混煉溫度、上頂栓壓力等都對混煉膠質(zhì)量產(chǎn)生影響，長期以來工業(yè)生產(chǎn)中對于混煉過程的控制都采取經(jīng)驗加技藝的控制方法，采用時間、溫度控制法，70年代后開始使用能量控制法。時間控制法設(shè)備投入少，使用方便，但抗干擾能力差，混煉質(zhì)量波動大；溫度控制法對冷卻水溫度；能量控制法對生膠粘度變化的抗干擾能力都較小，這樣就給實際的混煉過程控制帶來了很大困難。
混煉膠質(zhì)量好壞可以通過炭黑分散度和門尼粘度等指標反映。炭黑分散的好壞直接影響硫化后膠料物理機械性能；門尼粘度的大小對橡膠加工后工序——擠出和壓延有很大影響。門尼粘度波動大，擠出和壓延制品難以控制。究其原因是由于目前包括能量控制法在內(nèi)的幾種控制方法采用的控制參數(shù)均為間接參數(shù)，對部分干擾因素的調(diào)節(jié)能力總是有限的。
經(jīng)過多年的理論研究，將橡膠混煉理論和密煉機流變理論相結(jié)合，我們提出了密煉機橡膠混煉瞬時功率控制法。通過試驗證實了在混煉過程中，投入大量填料前和各種配合劑混入膠料后至排膠前，加工物料的粘度與轉(zhuǎn)子扭矩成正比，與瞬時功率成正比的結(jié)果是正確的。認為混煉過程能否順利進行，主要取決于密煉室中物料的粘度。瞬時功率控制法的實質(zhì)就是粘度的控制，它可以按預(yù)定的粘度排膠，從而大大提高了混煉膠質(zhì)量及均一性。由于直接對粘度進行控制，因此抗干擾能力強，減少了混煉膠門尼粘度波動，從而使后加工工序——擠出和壓延制品控制難度大大降低。
實施效果：
a、門尼粘度波動全部在±4個門尼內(nèi)（90%±3）；
b、炭黑分散度較原有工藝提高（一般2段混煉在6級以上）；
c、煉膠效率提高5%以上。
----摘自工控網(wǎng)
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號