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2021/5/16 13:35:07工业树脂在线粘度计质量控制方案
一、概述
工业树脂质量指标:产品的粘度范围(传统质量控制采用:化验室旋转粘度计测试)。
工业树脂生产过程质量控制:传统质量控制,中间过程需实验室测量粘度,靠温度参数调节粘度,控制最终产品质量;现代质量控制,靠先进的在线粘度测试仪器在线监测全程粘度变化,预估最终生产结果。
传统:
现代:
二、树脂行业现存的问题
传统的生产方法,配料和搅拌,主要靠温度、时间来控制生产运行,抽真空,达到分子聚合,聚合过程分子量增大,中间靠实验室测量粘度判断分子量聚合程度,实验室测试粘度大约需要10-20分钟,而且测试是针对不同温度下的粘度,对生产起到间接指导作用,大部分生产靠过去经验维持生产,与当前先进控制差距较远。
三、解决办法
1、现代在线粘度测试仪器全程监控分子聚合的变化过程;
2、现代dcs集中控制系统,拟合回归方程,根据上批次的结果指导下批次质量,达到过程控制预测到最终产品的结果。
四、产品选型
1、有一定规模树脂企业,已经有dcs集中控制系统,只需要在线粘度测试仪器,来完成全程监控质量任务,没有dcs集中控制系统,可以用plc加在线粘度测试仪器实现同样目的。
2、在线粘度测试仪器国际上有几家品牌,德国Marimex,美国Brookfield,英国Hydramotion,国内北京华宇公司Hynd-50,都能满足在线连续监控粘度变化。
其中北京华宇公司Hynd系列在线粘度计产品,质量可靠、价格实惠、服务及时,能够按照用户现场要求定做特制产品,充分满足当前质量控制需要,基本参数:
n 测量范围:5-10000000 mPa.s
n 精 度:±1%
n 最底分辨率0.01
n 重 复 性:0.5%
n 耐压范围:0-32MPa
n 环境温度范围: -40 °C ~ +85°C
n 材 质:316SS
n 操作温度: 常温
n 输出信号:双输出
u 粘度4-20mADC
u 温度4-20mADC
u MODBUS接口
n 供电电源:线性电源24vdc
n 插入深度: 80-500mm
n 防护等级:IP65
n 防爆等级:ExdIICT6
n 16.电气接口:M20*1.5
n 17.USB转485连接器
3、在线粘度计现场安装方案:
插入深度80-500mm,推荐法兰安装,PN1.6,DN50,法兰标准HG20592-2009
也可螺纹安装:
连接件
安装图
4、华宇软件包
l 拟合在线粘度计和实验室粘度计的对应函数:y=ax3+bx2+cx+d
l 拟合在线粘度计和成品物料温度的关系:y=kxb(幂函数)
l 根据上批次生成成品的粘度变化曲线预估成品在实验室的粘度
l 改良控制过程的控制参数,修正和上批次的误差。
l 优化控制过程参数
5、华宇控制器:12英寸触摸屏+LGPLC控制器:完成3的功能
五、系统实施方案和造价
序号 | Dcs或plc系统配置 | 在线粘度计配置 | 服务软件包 | 工程造价(万元) | 达到结果 |
1 | 已有 | 已有 | 华宇软件包 |
| 节省生产周期30分钟 次品率降低5% |
2 | 已有 | 配置HYND-50 | 华宇软件包 |
| 节省生产周期30分钟 次品率降低5% |
3 | 配置 | 配置HYND-50 | 华宇软件包 |
| 节省生产周期30分钟 次品率降低5% |
4 | 华宇控制器 | 配置HYND-50 | 华宇软件包 |
| 节省生产周期30分钟 次品率降低5% |
5 | 不配置 | 配置HYND-50 | 不配置 |
| 提供粘度计本身技术支持 |
六、成功案例(荷兰DSM在中国)
1、安装图
2、工艺曲线
3、结果
时间 | 品种 | 反应釜温度(℃) | 在线粘度计粘度(mpa.s) | 预估粘度30℃(pa.s) | 实验室粘度30℃(pa.s) |
2019/1/10 8:01 | P4900 | 250.79 | 1875 | 45.10 | 46 |
2019/1/12 1:31 | P4900 | 251.19 | 1854 | 44.96 | 46 |
2019/1/12 22:06 | P4900 | 251.17 | 1858 | 44.98 | 45 |
2019/1/10 8:01 | P4900 | 249.98 | 1857 | 45.04 | 46 |
2019/1/12 1:31 | P4900 | 249.86 | 1898 | 45.28 | 46 |
2019/1/12 22:06 | P4900 | 251.10 | 1857 | 44.58 | 45 |
2019/1/14 17:48 | P4900 | 251.10 | 1906 | 45.25 | 44 |
2019/1/15 16:46 | P4900 | 251.19 | 1858 | 44.98 | 46 |
2019/1/17 15:00 | P4900 | 250.33 | 1898 | 45.25 | 46 |
2019/1/21 5:15 | P4900 | 250.90 | 1847 | 44.53 | 45 |
2019/1/30 22:27 | P4900 | 250.85 | 1847 | 44.34 | 46 |
2019/1/31 21:41 | P4900 | 250.61 | 1857 | 43.31 | 45 |
2019/2/2 18:02 | P4900 | 250.78 | 1858 | 45.06 | 45 |
2019/2/12 12:56 | P4900 | 250.20 | 1840 | 44.86 | 46 |
2019/2/13 9:43 | P4900 | 250.95 | 1850 | 44.95 | 46 |
4、一批次节省时间30分钟,预估产品结果,生产更多安全,减少废品率,高效环保
减少中间粘度测试1次;节约人工、能源、设备分摊成本费用,以及增产和提升质量等带来的经济效益,统计下来是相当客观的。