BOPP厚度控制方案优化之要点

BOPP厚度控制方案优化之要点洛阳石化聚丙烯有限责任公司 何元亭摘要：本文简明扼要地指出了某外国公司BOPP生产线厚度控制方案的不足之处并说明了改进、优化的要点。关键词：BOPP、 厚度控制系统、 厚度控制方案一、前言：众所周知厚度指标是BOPP薄膜最重要的一项技术指标，而厚薄不均及厚度超标的问题长期以来一直是困扰我们BOPP质量控制的一个难题，也是我们生产23um、28um、以及18um，360m/min以上厚度时的瓶径。在此情况下，我们打破了某外国公司的技术封锁，认真剖析了其公司厚度控制方案并与自动控制理论相结合，发现了其不足之处并结合生产实际优化，使其方案更加符合我公司BOPP生产需要，经试用效果显著，从而突破了上述生产瓶径的制约。二、厚度控制系统及厚度控制方案简介：在某外国公司的BOPP生产线上选用了某公司的厚度控制系统，其构成及应用情况如下图1所示： 图1如图所示：在生产线正常运行时，位于牵引工段的厚度扫描仪以15m/s的速度对薄膜进行扫描，然后将数据经以太网传送到厚度控制计算机厚度控制计算机，根据其内部已应用的厚度控制方案对输入的扫描信号进行比较处理后作出如下输出： 输出控制信号经过PROFIBUS总线到模头螺栓控制柜，调整模头螺栓加热功率和反应速度； 在计算机屏幕上显示最新扫描曲线图和48个加热螺栓的功率和状态； 输出信号自动调整激冷辊转速，从而改善厚度(此功能我公司没有投用)。厚度控制计算机经上述输出动作调整了模唇上的48个螺栓的开度，也就是调整了铸片横向各区域的厚度，这样每个螺栓的开度就决定了下游薄膜相对应的的一定横向区域的薄膜的厚度，从而有效地控制了整幅薄膜的厚度均匀性和标准厚度，这就是厚度控制，它是一个闭环控制系统。压模螺栓和整幅薄膜的厚度控制关系如下图2所示。 图2在这套厚度控制系统中，其核心应用技术就是厚度控制方案。它就决定着厚度控制的品质和成败。因此作好一个厚度控制方案就尤为重要，在不计其它细节因素的情况下，简要地它有如下几部分组成：1、 创建映射，Mapping图2、 创建一组PID参数3、 创建控制参数4、 初始化加热值5、 选择手动/自动控制的螺栓以下几项中每一项都很重要，要使一个控制方案可靠投用，上述几部分缺一不可，如果有一项不完善优化，它就决定了整个控制品质就停留在这一项的水平上，还会影响其它项目的作用发挥，从而使控制品质恶化、波动。三、某公司厚度控制方案存在的不足经一年半的应用，我公司的BOPP生产线厚度控制暴露出如下问题： 18um的薄膜生产速度超过360m/min时，厚度波动较大难以控制，偏差经常在0.25以上。 23um、28um的薄膜生产速度达到300m/min时厚度就波动大偏差经常在0.25或0.3以上。这就表明在排除其它干扰因素的情况下，原厚度控制方案细节有不足之处，在突破了该公司的技术封锁后，我们认真剖析了该公司的厚度控制方案，发现其有如下欠缺：1：映射Mapping图不合适映射Mapping图只有一幅，且设定薄膜宽度为6900mm其内部48个点分布位置已固定。这就使我方不论作任何生产调整都在用这一幅图来作为控制基础，而我方在生产实际中因生产需要，经常调整。例如：现在的TDO出口轨道宽度为6850mm而扫描仪处的薄膜宽度为6848mm，这就出现以下问题： 映射Mapping图与实际膜宽不符，图为6900mm，实际为6848mm，误差52mm。 横拉入口宽度和某些区域轨道宽度调整后，Mapping图上有许多点位置与实际不符。如下图示： Mapping6900mm1234567891000.05.015.030.049.0176.0362.0532.5703.0873.5101044.11214.61385.11555.61726.11896.62067.12237.62408.22578.7202749.22919.73090.23260.73431.23601.83772.33942.84113.34283.8304454.34624.84795.44965.95136.45306.95477.45647.95818.45988.9406159.56330.06500.56671.06851.06870.06885.06895.06900.0这就造成了模唇加热螺栓与下游扫描图上薄膜对应区域的位置偏差，导致了模唇加热螺栓误动作，即该动的不动，不该动的动作。从而难以有效控制薄膜厚度。2、PID参数设置不合适PID参数在此主要是调整48个模唇螺栓加热功率和反应速度的。原控制参数在PID设置时P值为0.2，I值为800505，D值没设置，快速积分功能没选用，这样就造成如下现状：生产18um在360m/min速度以下时，在生产23um、28um、速度300m/min以下时，模唇螺栓调节尚能满足厚度指标，但要提高速度，模唇各点开度就调整滞后，造成厚度波动，有时会造成等幅振荡波动，有时会造成发散振荡波动，严重影响厚度控制。3、个别控制参数设置不合适在许多控制参数设置中，有一项Max out of toltrance%最大超差设置为50%(前一时期设为100%)这一参数是在超出公差点的份额方面设置的一个极限，也就是说只有当手动调节到薄膜扫描曲线达到这个极限要求后才能将系统投上自动，这是确保厚度自动控制灵敏有效的一个基础，而此值设为50%显然范围太宽。上述三个方面的不足会造成模头螺栓产生下述问题： 误动，即该动的不动，不该动的动作； 动的速度和力度不合适； 不该投自动时就投了自动。四、改进方案之要点针对上述问题作如下改进：1、根据生产线现状重新制作映射mapping图如下图所示，使模头螺栓和下游扫描图上薄膜对应区域的位置准确对应，以利螺栓准确动作，这就解决了膜头螺栓误动的问题，做到该动的膜头螺栓一定要动，不该动的膜头螺栓不能动。 Mapping6848 mm1234567891000.038.076.0114.0152.0190.0390.0558.6727.1895.7101064.21232.81401.31569.91738.41907.02075.62244.12412.72581.2202749.82918.33086.93255.43424.03592.63761.13929.74098.24266.2304435.34603.94772.44941.05109.65278.15446.75615.25783.85952.3406120.96289.46458.06668.06704.06740.06776.06812.06848.02、根据生产实际，及时计算调整不同产品、不同速度时的PID参数，适时投用快速积分功能，从而使48个模头螺栓能够快速有效地动作又要避免过于 灵敏而造成扰动。现在值:28um330m/min薄膜时P值0.3 I值450 23um360m/min薄膜时P值0.3 I值49018um360m/min薄膜时P值0.3 I值50518um370m/min薄膜时P值0.3 I值500495如果原料、生产有调整这些参数也要及时调整，这就解决了镙栓调整的力度和速度的问题。3、改变控制参数项目中max out of tolerance%50%设置、改为30%或20%，这就解决了该投自动才能投自动的问题。五、效果经上述改进的厚度控制方案经将近一个月实际应用，效果良好。使现在生产上述各种产品在高速时偏差值都能长时间保持在0.0