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1 采用料位開(kāi)關(guān)的簡(jiǎn)易預(yù)給料控制系統(tǒng)
前文中曾提到：只有在料層較薄、物料不積滿的情況下，皮帶秤的流量（反饋值）才是上游設(shè)備（電動(dòng)流量閥、剛性葉輪等預(yù)給料設(shè)備）真實(shí)流量的體現(xiàn)，控制好料層厚度即是解決問(wèn)題的關(guān)鍵。北京水泥廠在粉煤灰的預(yù)給料中使用了膜片式料位開(kāi)關(guān)。膜片傳感來(lái)自于自由流動(dòng)的干物料的壓力，該壓力導(dǎo)致開(kāi)關(guān)動(dòng)作從而控制卸料機(jī)械。對(duì)于粘濕物料，可用阻旋料位開(kāi)關(guān)代替膜片式料位開(kāi)關(guān)。
最初狀態(tài)是皮帶秤上無(wú)料，料位開(kāi)關(guān)使用常閉觸點(diǎn)，預(yù)給料機(jī)（剛性葉輪給料機(jī)）的電源被接通，剛性葉輪給料機(jī)開(kāi)始下料。當(dāng)秤體表面粉煤灰達(dá)到料位開(kāi)關(guān)安裝高度時(shí)開(kāi)關(guān)動(dòng)作，剛性葉輪給料機(jī)失電，粉煤灰停止下料。皮帶秤連續(xù)喂料，秤面粉煤灰逐漸減少，料位下降，當(dāng)料位低于安裝高度時(shí)，膜片式料位開(kāi)關(guān)釋放，剛性葉輪給料機(jī)得電，粉煤灰恢復(fù)下料。周而復(fù)始，使秤面粉煤灰總能保持一定的儲(chǔ)量。
在采用料位開(kāi)關(guān)的預(yù)給料系統(tǒng)中，料層控制回路與皮帶秤的定量給料回路相互獨(dú)立，皮帶秤的工作方式與直接給料時(shí)的工作方式基本相同：由荷重傳感器測(cè)得粉煤灰荷重信號(hào)，由測(cè)速傳感器測(cè)得皮帶秤速度信號(hào)，這兩個(gè)模擬量被轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后，送到微處理器由軟件處理；荷重信號(hào)和速度信號(hào)做乘法運(yùn)算得到粉煤灰實(shí)際流量，并與設(shè)定值進(jìn)行比較，得到偏差信號(hào)并經(jīng)PID運(yùn)算處理，經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換后輸出，用于調(diào)整皮帶速度，達(dá)到粉煤灰實(shí)際流量跟蹤設(shè)定值的目的。
這種控制方式也可以說(shuō)是預(yù)給料的雛型。采用料位開(kāi)關(guān)控制預(yù)給料機(jī)的開(kāi)停，預(yù)給料機(jī)間歇工作，料層必然是波動(dòng)的，喂料的穩(wěn)定性有待于提高。但它的優(yōu)點(diǎn)是控制簡(jiǎn)單、投資小，推薦在改造項(xiàng)目中使用。
2 單回路調(diào)節(jié)的預(yù)給料控制系統(tǒng)這種方式通過(guò)皮帶負(fù)荷來(lái)控制預(yù)給料機(jī)的流量。
皮帶秤恒速運(yùn)行，計(jì)量系統(tǒng)測(cè)出通過(guò)皮帶的物料流量；控制系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定值與反饋值的差值，調(diào)節(jié)預(yù)給料機(jī)的速度，用來(lái)控制物料的流量并使之恒定。控制方式比較簡(jiǎn)單，但有如下缺點(diǎn)：
（1）由于是單回路調(diào)節(jié)，皮帶秤恒速運(yùn)行，預(yù)給料機(jī)的給料精度決定了整個(gè)系統(tǒng)的喂料精度，對(duì)預(yù)給料機(jī)的給料線性度和設(shè)備本身加工精度的要求都比較高。
（2）單回路調(diào)節(jié)方式需物料流量
變化到稱重區(qū)才能顯現(xiàn)，因此控制明顯滯后。而且秤體越長(zhǎng)、帶速越慢，滯后時(shí)間也越長(zhǎng)，容易引起振蕩和超調(diào)。
（3）皮帶秤恒速運(yùn)行時(shí)，一般不設(shè)測(cè)速或速度補(bǔ)償環(huán)節(jié)。但實(shí)際運(yùn)行時(shí)，由于電網(wǎng)頻率、電壓和設(shè)備負(fù)荷變化，帶速并不能保持恒定，從而帶來(lái)不可忽略的誤差。如果電網(wǎng)頻率變化1Hz就可以造成2％的誤差。
在生產(chǎn)過(guò)程中，即使預(yù)給料機(jī)的開(kāi)度或速度保持不變，若倉(cāng)壓、物料流動(dòng)性、容重發(fā)生變化，皮帶秤上的料層也會(huì)隨之變化，若皮帶秤調(diào)速運(yùn)行，形成雙回路調(diào)節(jié)，可及時(shí)調(diào)整喂料量，消除時(shí)滯。這需要增加一個(gè)控制回路，但其好處是顯而易見(jiàn)的。
3 雙回路調(diào)節(jié)的預(yù)給料控制系統(tǒng)隨著皮帶秤的引進(jìn)、消化吸收和近年來(lái)控制理論的發(fā)展，雙回路閉環(huán)調(diào)節(jié)已經(jīng)日趨成熟，大冶有色金屬公司諾蘭達(dá)工程將之應(yīng)用于銅精礦的定量給料，控制原理見(jiàn)圖3，控制過(guò)程如下：
通過(guò)測(cè)速傳感器和荷重傳感器，分別將預(yù)給料機(jī)的輸送速度信號(hào)、皮帶秤的輸送速度信號(hào)及物料的荷重信號(hào)傳送給微處理器進(jìn)行計(jì)算、對(duì)比和分析。如果計(jì)算出的輸出量(實(shí)際流量)與預(yù)置標(biāo)準(zhǔn)量(給定值)出現(xiàn)偏差，微處理器經(jīng)過(guò)分析判斷后，自動(dòng)發(fā)送一相應(yīng)的電信號(hào)給自動(dòng)聯(lián)鎖裝置（控制器的處理單元），聯(lián)鎖裝置按預(yù)先設(shè)定的聯(lián)鎖條件將信號(hào)合理分配給預(yù)給料機(jī)和皮帶秤的變頻調(diào)速器，調(diào)整電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，最終使得輸出量(實(shí)際流量)等于預(yù)先設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)量(給定值)，以滿足生產(chǎn)工藝的要求。
借助于軟件，微處理器如何進(jìn)行分析判斷是控制系統(tǒng)的核心，國(guó)內(nèi)水泥行業(yè)在控制軟件方面也做出了自己的貢獻(xiàn)。皮帶秤在速度較高時(shí)也達(dá)不到流量設(shè)定值，說(shuō)明料層薄了，可加大預(yù)給料機(jī)的給料量；皮帶秤在速度較低時(shí)也能達(dá)到流量設(shè)定值，說(shuō)明料層厚了，要根據(jù)荷重判斷是否有堵秤的危險(xiǎn)，如有則需減小預(yù)給料機(jī)的給料量，如沒(méi)有則保持。
在實(shí)際應(yīng)用中，可根據(jù)皮帶秤的量程，將喂料量按大小劃分，對(duì)應(yīng)某個(gè)喂料量，將其精度最高時(shí)的荷重與帶速數(shù)據(jù)設(shè)置成給定值，成組預(yù)置于系統(tǒng)中，喂料量一經(jīng)給定，荷重和帶速即給定。根據(jù)設(shè)定荷重與檢測(cè)荷重的差值來(lái)調(diào)節(jié)預(yù)給料機(jī)，根據(jù)設(shè)定流量與檢測(cè)流量的差值來(lái)調(diào)節(jié)皮帶秤，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定給料、精確計(jì)量。傳統(tǒng)的調(diào)速皮帶秤流量偏小，限制了它在大型水泥生產(chǎn)線中的應(yīng)用，近年來(lái)，隨著大型調(diào)速皮帶秤的研制成功，這一缺點(diǎn)得到克服。
安徽皖維水泥有限公司6000t/d熟料生產(chǎn)線在入窯生料控制系統(tǒng)中，采用調(diào)速皮帶秤代替沖板流量計(jì)作為稱量裝置。入窯生料皮帶秤的皮帶寬度為2200mm，秤體長(zhǎng)度為8000mm，是目前國(guó)產(chǎn)最寬最大的皮帶秤，它與流量閥、截止閥、稱重倉(cāng)以及稱重控制儀表構(gòu)成入窯生料控制系統(tǒng)，控制上采用預(yù)置控制加前饋的自適應(yīng)PID調(diào)節(jié)方式，它是雙回路調(diào)節(jié)的閉環(huán)控制系統(tǒng)。根據(jù)設(shè)定流量預(yù)置閥門的輸出，實(shí)現(xiàn)初步預(yù)給料，再根據(jù)設(shè)定荷重與檢測(cè)荷重的差值來(lái)調(diào)節(jié)閥門，同時(shí)對(duì)閥門的調(diào)節(jié)加約束條件，保證皮帶秤上物料的負(fù)荷維持在設(shè)定的水平，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定給料。這僅是定性的粗調(diào)環(huán)節(jié)，因此對(duì)預(yù)給料機(jī)的線性度要求較為寬松。根據(jù)設(shè)定流量與檢測(cè)流量的差值來(lái)調(diào)節(jié)皮帶秤，這屬于精調(diào)環(huán)節(jié)，相對(duì)于沖板流量計(jì)，調(diào)速皮帶秤更容易達(dá)到相對(duì)較高的精度，若料層有變化，皮帶秤會(huì)自動(dòng)調(diào)速，從而實(shí)現(xiàn)精確計(jì)量。該生產(chǎn)線生料正常用量大約在420t/h左右，系統(tǒng)應(yīng)用非常穩(wěn)定，波動(dòng)僅在5‰以內(nèi)。

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