如圖一所示,該系統(tǒng)由煤粉稱重倉、粉體喂料機(jī)、轉(zhuǎn)子秤、鎖風(fēng)輸送裝置及電氣控制部分組成,粉體喂料機(jī)采用回轉(zhuǎn)型、多分格、多層式、
均壓容積穩(wěn)定喂料結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)子秤采用多分格轉(zhuǎn)子式環(huán)狀天平結(jié)構(gòu),稱重傳感器檢測料重,磁電式轉(zhuǎn)速傳感器測速,電氣控制部分由PLC模塊構(gòu)成主控單元來實(shí)現(xiàn)雙回路自動調(diào)節(jié)。
2、系統(tǒng)工作原理
煤粉由進(jìn)料口進(jìn)入稱重倉,通過傳感器檢測來穩(wěn)定倉的料位,從而得到穩(wěn)流的作用。煤粉經(jīng)穩(wěn)流后再由喂料機(jī)均勻穩(wěn)定地喂入轉(zhuǎn)子秤。進(jìn)入轉(zhuǎn)子秤的煤粉由轉(zhuǎn)子從進(jìn)料口帶至出料口并喂入下級設(shè)備。特殊設(shè)計的結(jié)構(gòu)使得荷重傳感器能精確的測出轉(zhuǎn)子秤圓盤體中煤粉的重量,并輸出重量信號,該信號與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速信號一起經(jīng)控制系統(tǒng)處理運(yùn)算得到煤粉的實(shí)際流量,通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速,實(shí)現(xiàn)煤粉定量給料。喂料機(jī)的轉(zhuǎn)速跟蹤轉(zhuǎn)子秤的轉(zhuǎn)速同步調(diào)節(jié),保證系統(tǒng)穩(wěn)定、準(zhǔn)確運(yùn)行。
3、硬件組態(tài)
轉(zhuǎn)子秤煤粉計量控制系統(tǒng)主機(jī)部分選用德國西門子公司SIMATICS7系列PLC。CPU選用224DC型,它本身具有14個DI和10個DO,通過它可實(shí)現(xiàn)邏輯連鎖、狀態(tài)反饋及多路高速計數(shù)。擴(kuò)展模塊選用3路12位AI和4路12位AO,通過它可實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)場信號的AD、DA,以及與中控的模擬量通訊。由于CPU為SIMATICS7系列,它還能很方便地實(shí)現(xiàn)數(shù)字通訊及網(wǎng)絡(luò)連接。
系統(tǒng)硬件設(shè)計充分考慮抗干擾措施。系統(tǒng)由SPU信號處理單元完成對系統(tǒng)中現(xiàn)場弱信號的現(xiàn)場采集、放大、轉(zhuǎn)換以及傳輸?shù)裙ぷ?。系統(tǒng)測速部分用原裝進(jìn)口磁電式編碼器,經(jīng)倍頻電路后直接送入CPU224的高速計數(shù)口計數(shù),以確保測速精度在1‰之內(nèi)。系統(tǒng)的模擬輸出AO與系統(tǒng)調(diào)節(jié)單元之間采取加信號隔離器來抑制干擾。
系統(tǒng)人機(jī)界面采用西門子公司觸摸面屏TP27。通過TP27可很直觀地監(jiān)視系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)、各種參數(shù)信息,包括系統(tǒng)的設(shè)定值、瞬時值、累計值、運(yùn)行趨勢、報警信息等。同時,還可通過TP27上所顯示的菜單直接控制系統(tǒng)運(yùn)行。
4、控制軟件
本系統(tǒng)是一個多變量、多回路的滯后系統(tǒng),用常規(guī)的PID控制很難獲得良好的控制性能。在控制方式上,針對煤粉物料的特性,系統(tǒng)軟件采用了預(yù)置控制加前饋?zhàn)赃m應(yīng)PID調(diào)節(jié)的方式。首先,根據(jù)設(shè)定流量預(yù)置喂料機(jī)的轉(zhuǎn)速,實(shí)現(xiàn)初步預(yù)給料,再通過設(shè)定荷重與檢測荷重的差值來調(diào)節(jié)喂料機(jī),同時對喂料機(jī)的調(diào)節(jié)加約束條件,保證轉(zhuǎn)子秤內(nèi)物料的負(fù)荷維持在設(shè)定的相對水平,從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定喂料;通過設(shè)定流量與檢測流量的差值來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子秤,從而實(shí)現(xiàn)精確計量。
上述雙環(huán)調(diào)節(jié)既相互配合又相互影響,為了防止兩環(huán)振蕩,軟件上采取了許多特殊的措施,如調(diào)節(jié)時間的選擇、步長的選擇、PID參數(shù)的優(yōu)化等。在調(diào)節(jié)時間上我們選擇外環(huán)時間T大于內(nèi)環(huán)時間T的3倍,步長上我們選擇分段可變步長,PID參數(shù)的整定上我們選擇具有控制參數(shù)收斂快,計算工作量相對較小,實(shí)用的單純形加速法自適應(yīng)控制方式,它既能反映動態(tài)性能又能反映穩(wěn)態(tài)特性。我們選用
作為性能指標(biāo)的目標(biāo)函數(shù),將之離散化可得
在采樣周期T固定時,T2為常量,上式可簡化為
對于本系統(tǒng),J是極值函數(shù),最優(yōu)化理論表明:在經(jīng)過有限步搜索以后能夠找到極值點(diǎn)。軟件框圖如下:
可變權(quán)系數(shù):
可變權(quán)系數(shù):
可變權(quán)系數(shù):
其中流量差值e1(t)、流量差值變化率△e1(t)及荷重差值變化率△e2(t)決定流量環(huán)的自適應(yīng)PID,荷重差值變化率的引入有抑制系統(tǒng)對于流量環(huán)的擾動;荷重差值e2(t)、荷重差值變化率△e2(t)及轉(zhuǎn)子秤轉(zhuǎn)速的變化率△n(t)決定荷重環(huán)的自適應(yīng)PID,荷重差值變化率及轉(zhuǎn)子秤轉(zhuǎn)速的變化率的引入相當(dāng)于對預(yù)給料機(jī)加了前饋,從而能有效抑制系統(tǒng)擾動特別是倉內(nèi)煤粉流態(tài)改變導(dǎo)致的下料擾動。
5、應(yīng)用實(shí)例
某公司1000td熟料的水泥生產(chǎn)線,采用了轉(zhuǎn)子秤煤粉計量控制系統(tǒng)作為窯頭和分解爐喂煤計量,自2000年投運(yùn)以來,一直運(yùn)行穩(wěn)定,計量準(zhǔn)確。
以下是摘錄的一些運(yùn)行數(shù)據(jù)和圖表:
表12000年2月29日用倉在線標(biāo)定的標(biāo)定數(shù)據(jù)圖3煤粉流量歷史趨勢圖表2煤磨正常喂煤時的喂料量 | |
| |
原作者:合肥水泥研究設(shè)計院侯貴斌李童玉王偉剛 | |
- 敖漢旗大型180混凝土攪拌站建下來多少錢
- 溫塘yhzs60移動式混凝土攪拌站價格多少錢
- 永吉1600型3倉配料機(jī)哪里有賣
- 哈爾濱JS500強(qiáng)制式攪拌機(jī)-半方混凝土攪拌機(jī)
|
|
|