水泥配料控制系统的设计(1)

自动化仪表#第23卷第10期 2002年10月

水泥配料控制系统的设计

TheDesignofCementBlendingControlSystem

徐志玲1 蒋方炎2

(中国计量学院计量技术工程分院1,杭州 310034;浙江大学计算机系2,杭州 310013)

摘 要 针对水泥生产中存在的小剂量添加剂投料量控制不准确的问题,分析了现有称量装置存在的缺点,设计了能满足相应要求的秤体和计算机配料控制系统。具体介绍了秤体设计及实现方法,水泥配料检测、控制系统的结构,系统控制软件的工作流程。该系统性能稳定、可靠,有效地提高了生产效率和产品的质量。关键词 控制 水泥配料 平衡秤

Abstract Toagainsttheproblemofincorrectquantityoffeedingofsmalldosageadditivesincementproduction,thedisadvantagesoftheexistingweigh ingdevicesareanalyzed.Tomeetcertainrequirements,thescalebodyandcomputerizedblendingcontrolsystemaredesigned.Thedesignofscalebodyanditsimplementation,thestructureofthecementblendingdetectingsystemandtheflowchartofsystemcontrolsoftwareareintroducedconcretely.Thesystemisstableandreliable.lteffectivelyenhancedproductionefficiencyandproductquality.Key words Control Cementblending Balancescale

0 引言

随着经济的发展,对水泥质量的要求越来越高,特别是国家开始实行国际通用水泥质量的检测标准,对水泥配料有了更高的要求。在水泥厂生料、熟料配料生产过程中需要一些小剂量添加剂(如石膏、莹石、铜渣等),这些小剂量添加剂在水泥生产过程中占有很重要的地位,如果对这些添加剂的投料量控制不准确,将会严重地影响产品质量。为此我们针对常遇到的小剂量配料问题(如生料中的铁粉、莹石、高硫,熟料中的石膏配比都属小剂量配料的范畴)进行了分析。

从图1、图2所示常用配料翻斗秤、失重秤的结构和工作原理来看,它们存在着明显的缺点:

当进行小剂量物料配料时,不能充分利用传感器的全部量程

;

量配料时卸料装置的动作对配料精度存在一定的计量影响。

要解决以上两个问题,在实际的配料生产中需要这样一种秤体,它应该具有以下特征:

该秤体能够充分利用传感器的测量范围,以便尽可能地提高计量精度;

秤体的卸料装置尽可能连续可调,以降低卸料装置在动作时对秤体称量精度带来的影响;

!考虑到对熟料配料的适用性,秤体应具有较好

的耐高温性。

1 秤体的设计

针对上述问题,设计了如图3、图4两种结构的平衡秤。由于整个秤的结构中最主要的机构是卸料装置的平衡机构,

所以称之为平衡秤。

图3

适用大流量称量的平衡秤

图1 翻斗秤 图2 失重秤

由于卸料装置只有开、关两种状态,进行小剂

图4 适用小剂量称量的平衡秤

23,10,,

水泥配料控制系统的设计 徐志玲,等

对图3、图4中所示各部分说明如下: 秤体:整个控制机构的受力部分;

卸料装置:为可拆卸式,针对不同的物料特性采用不同的卸料装置,以便能分别适应熟料、生料和其它不同的添加剂;

!平衡物:用于把秤体上卸料装置的重量通过杠杆装置进行平衡;

杠杆机构:整个控制结构中的主要部分,用于对物料的作用力进行放大或缩小;

%传力机构:用于传递秤体所受的力;

&传感器:整个机构中的测力装置,压力(见图3)或拉力(见图4);

支点:杠杆机构的支点。

图5是图3、图4简化之后的杠杆原理图。图5中,F为秤体下料机构和物料的总重量;a为F的力臂;P为平衡装置的重量;b为p的力臂;W为传感器的受力;c为W

的力臂。

量;

当检测到的下料量达到Gs+Gi(0 75时,记录下料时间t1,开始减速下料,模拟量输出的递减量为A0/10/(T-1-t1);

%当检测到的下料量达到Ge或下料周期内到达,停止下料;

&系统静止1s;

图5 平衡秤的杠杆原理图

下以梯形曲线表示的流量变化趋势进行下料。保证了卸料装置不是瞬间启动与停止,而是以一定斜率缓慢地启动和停止。

系统采用周期下料方式,在每个下料周期中以10Hz的频率对下料量进行监测和控制,系统的工作流程如下:

设系统设定的下料周期为T,正常模拟量输出为A0,按配方设定每周期下料量为Gi。

检测秤体皮重Gs,并计算结束下料时秤体毛重为Ge=Gs+Gi;

启动下料装置,并控制下料装置在T/5内到达正常下料速度,模拟量输出的递增量为A0/[10/(T/5)];

!开始正常下料,以10Hz的频率开始检测下料

检测实际毛重Ge,计算本周期的下料偏差值 G=Gs+Gi-Ge;

)判断t1的值,若t1>T(3/5,则设定的A0偏小,重新设定A0=A0+ a;若t1<T/2,则设定A0偏大,重新设定A0=A0- a; a为系统设定的模拟调节量;

+设定下一周期的下料量为Gi+1=Gi+ G,开始下一周期的控制;通过以上的工作过程可以得出图6的下料曲线和图7

的控制曲线。

通过计算可以得到以下公式:

W=(Fa-Pb)/c

假设物料重量为G,平衡装置把秤体重量的影响完全消除,则上式可以简化为

W=Ga/c

图3的结构可用于大流量物料的称量中,这种结构中c>a,物料的重量通过杠杆原理进行了缩小,使得整个机构可以使用量程范围比较小的传感器就可以检测较大的流量。

而图4的结构适合用于小剂量添加剂的称量中,这种结构中c<a,物料的重量进行了放大,使整个机构不必使用小量程的传感器。

该秤体的结构解决了失重秤系统中的传感器测量范围 …… 此处隐藏：1888字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……