来源:网络转载更新时间:2021-09-15 14:15:56点击次数:2177次
1 采用料位开关的简易预给料控制系统
前文中曾提到:只有在料层较薄、物料不积满的情况下,皮带秤的流量(反馈值)才是上游设备(电动流量阀、刚性叶轮等预给料设备)真实流量的体现,控制好料层厚度即是解决问题的关键。北京水泥厂在粉煤灰的预给料中使用了膜片式料位开关。膜片传感来自于自由流动的干物料的压力,该压力导致开关动作从而控制卸料机械。对于粘湿物料,可用阻旋料位开关代替膜片式料位开关。
最初状态是皮带秤上无料,料位开关使用常闭触点,预给料机(刚性叶轮给料机)的电源被接通,刚性叶轮给料机开始下料。当秤体表面粉煤灰达到料位开关安装高度时开关动作,刚性叶轮给料机失电,粉煤灰停止下料。皮带秤连续喂料,秤面粉煤灰逐渐减少,料位下降,当料位低于安装高度时,膜片式料位开关释放,刚性叶轮给料机得电,粉煤灰恢复下料。周而复始,使秤面粉煤灰总能保持一定的储量。
在采用料位开关的预给料系统中,料层控制回路与皮带秤的定量给料回路相互独立,皮带秤的工作方式与直接给料时的工作方式基本相同:由荷重传感器测得粉煤灰荷重信号,由测速传感器测得皮带秤速度信号,这两个模拟量被转换为数字信号后,送到微处理器由软件处理;荷重信号和速度信号做乘法运算得到粉煤灰实际流量,并与设定值进行比较,得到偏差信号并经PID运算处理,经数模转换后输出,用于调整皮带速度,达到粉煤灰实际流量跟踪设定值的目的。
这种控制方式也可以说是预给料的雏型。采用料位开关控制预给料机的开停,预给料机间歇工作,料层必然是波动的,喂料的稳定性有待于提高。但它的优点是控制简单、投资小,推荐在改造项目中使用。
2 单回路调节的预给料控制系统这种方式通过皮带负荷来控制预给料机的流量。
皮带秤恒速运行,计量系统测出通过皮带的物料流量;控制系统根据设定值与反馈值的差值,调节预给料机的速度,用来控制物料的流量并使之恒定。控制方式比较简单,但有如下缺点:
(1)由于是单回路调节,皮带秤恒速运行,预给料机的给料精度决定了整个系统的喂料精度,对预给料机的给料线性度和设备本身加工精度的要求都比较高。
(2)单回路调节方式需物料流量
变化到称重区才能显现,因此控制明显滞后。而且秤体越长、带速越慢,滞后时间也越长,容易引起振荡和超调。
(3)皮带秤恒速运行时,一般不设测速或速度补偿环节。但实际运行时,由于电网频率、电压和设备负荷变化,带速并不能保持恒定,从而带来不可忽略的误差。如果电网频率变化1Hz就可以造成2%的误差。
在生产过程中,即使预给料机的开度或速度保持不变,若仓压、物料流动性、容重发生变化,皮带秤上的料层也会随之变化,若皮带秤调速运行,形成双回路调节,可及时调整喂料量,消除时滞。这需要增加一个控制回路,但其好处是显而易见的。
3 双回路调节的预给料控制系统随着皮带秤的引进、消化吸收和近年来控制理论的发展,双回路闭环调节已经日趋成熟,大冶有色金属公司诺兰达工程将之应用于铜精矿的定量给料,控制原理见图3,控制过程如下:
通过测速传感器和荷重传感器,分别将预给料机的输送速度信号、皮带秤的输送速度信号及物料的荷重信号传送给微处理器进行计算、对比和分析。如果计算出的输出量(实际流量)与预置标准量(给定值)出现偏差,微处理器经过分析判断后,自动发送一相应的电信号给自动联锁装置(控制器的处理单元),联锁装置按预先设定的联锁条件将信号合理分配给预给料机和皮带秤的变频调速器,调整电机的运转速度,最终使得输出量(实际流量)等于预先设置的标准量(给定值),以满足生产工艺的要求。
借助于软件,微处理器如何进行分析判断是控制系统的核心,国内水泥行业在控制软件方面也做出了自己的贡献。皮带秤在速度较高时也达不到流量设定值,说明料层薄了,可加大预给料机的给料量;皮带秤在速度较低时也能达到流量设定值,说明料层厚了,要根据荷重判断是否有堵秤的危险,如有则需减小预给料机的给料量,如没有则保持。
在实际应用中,可根据皮带秤的量程,将喂料量按大小划分,对应某个喂料量,将其精度最高时的荷重与带速数据设置成给定值,成组预置于系统中,喂料量一经给定,荷重和带速即给定。根据设定荷重与检测荷重的差值来调节预给料机,根据设定流量与检测流量的差值来调节皮带秤,从而实现稳定给料、精确计量。传统的调速皮带秤流量偏小,限制了它在大型水泥生产线中的应用,近年来,随着大型调速皮带秤的研制成功,这一缺点得到克服。
安徽皖维水泥有限公司6000t/d熟料生产线在入窑生料控制系统中,采用调速皮带秤代替冲板流量计作为称量装置。入窑生料皮带秤的皮带宽度为2200mm,秤体长度为8000mm,是目前国产最宽最大的皮带秤,它与流量阀、截止阀、称重仓以及称重控制仪表构成入窑生料控制系统,控制上采用预置控制加前馈的自适应PID调节方式,它是双回路调节的闭环控制系统。根据设定流量预置阀门的输出,实现初步预给料,再根据设定荷重与检测荷重的差值来调节阀门,同时对阀门的调节加约束条件,保证皮带秤上物料的负荷维持在设定的水平,实现稳定给料。这仅是定性的粗调环节,因此对预给料机的线性度要求较为宽松。根据设定流量与检测流量的差值来调节皮带秤,这属于精调环节,相对于冲板流量计,调速皮带秤更容易达到相对较高的精度,若料层有变化,皮带秤会自动调速,从而实现精确计量。该生产线生料正常用量大约在420t/h左右,系统应用非常稳定,波动仅在5‰以内。
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