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0前言
某水泥股份有限公司第二條生產(chǎn)流水線為在我國第一條日產(chǎn)4000t的國內(nèi)示范性化混凝土生產(chǎn)流水線，其水泥配料秤釆用的是歷經(jīng)更新改造的原民主德國的二手設(shè)備。操縱基本原理如圖所示1所顯示。

圖1原系統(tǒng)控制原理圖

該年久失修，操縱落伍，系統(tǒng)軟件釆用的是單控制回路操縱，其特性是：
(1)該自動(dòng)控制系統(tǒng)無總流量控制器，系統(tǒng)軟件的總流量給出值和意見反饋值都給到交流電變速模塊上；
(2)測(cè)速發(fā)電機(jī)立即做為荷重傳感器的供電系統(tǒng)開關(guān)電源,荷重傳感器的輸出數(shù)據(jù)信號(hào)即是具體總流量數(shù)據(jù)信號(hào)。
圖1原控制系統(tǒng)電路原理圖
更是這種特性造成 了本系統(tǒng)軟件的缺陷：
(1)線性度低，抗干擾性差；
(2)交流電變速單電子器件老化，常見故障不斷，但無配件和可取代的配件；
(3)當(dāng)場(chǎng)煙塵對(duì)交流電電機(jī)換向器危害很大；
(4)因?yàn)闇y(cè)速發(fā)電機(jī)和直流無刷電機(jī)同軸輸出，傳動(dòng)帶跑偏時(shí)，中控臺(tái)仍顯示信息上料一切正常，常導(dǎo)致調(diào)料不過關(guān)；
(5)因?yàn)楹芍貍鞲衅鞯臉驂河蓽y(cè)速發(fā)電機(jī)出示，故傳動(dòng)帶上無料時(shí)必導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)飛車，因而，零點(diǎn)的校準(zhǔn)不但繁雜,并且難以確保精密度。
以上難題的存在,立即危害了二線水泥磨的一切正常生產(chǎn)制造，因而，于2000年底到二零零一年初對(duì)這三臺(tái)水泥配料秤開展了更新改造。
1改造方案的明確
因?yàn)楸鞠到y(tǒng)軟件最后要操縱的加工工藝主要參數(shù)為原材料總流量,而總流量的操縱是根據(jù)調(diào)節(jié)傳動(dòng)帶速率來完成的，因而大家選用串級(jí)控制系統(tǒng)軟件來完成對(duì)原材料總流量的操縱，以提升 系統(tǒng)軟件的操縱品質(zhì)，挑選總流量為主導(dǎo)控量，而傳動(dòng)帶速率為副控量?，F(xiàn)階段變頻器原理已十分完善，為了更好地融入現(xiàn)場(chǎng)煙塵大的自然環(huán)境特性，挑選直流變頻變速系統(tǒng)軟件來操縱傳動(dòng)帶速率，為了更好地?cái)[脫原系統(tǒng)軟件中存有的別的缺陷，大家將限速設(shè)備安裝于傳動(dòng)帶上，而荷重傳感器釆用穩(wěn)恒直流穩(wěn)壓電源供電系統(tǒng),其輸出數(shù)據(jù)信號(hào)為原材料凈重?cái)?shù)據(jù)信號(hào)。系統(tǒng)軟件構(gòu)成如圖2所顯示。

圖2新控制系統(tǒng)電路原理圖
在其中總流量控制器釆用日本大和的新一代高精密運(yùn)算控制器CFC-100,軟啟動(dòng)器采用日本富士的G11S系列產(chǎn)品，限速感應(yīng)器釆用TH—26。
高精密運(yùn)算控制器CFC—100釆用了8位CPU處理芯片，PI調(diào)整作用徹底由手機(jī)軟件完成,并加強(qiáng)了自我診斷功能，對(duì)秤的運(yùn)作情況開展監(jiān)控，具備故障檢測(cè)、常見故障警報(bào)、常見故障維持作用。電腦編程根據(jù)主要參數(shù)設(shè)置的方式完成，方便使用，實(shí)用性強(qiáng)，對(duì)不一樣工作能力的秤都能用數(shù)字設(shè)置的方式調(diào)整零點(diǎn)和測(cè)量范圍，全自動(dòng)測(cè)算調(diào)節(jié)值，一次調(diào)節(jié)就能記憶力，不必人工控制。此外,CFC—100的抗干擾性極強(qiáng)，可融入惡劣的環(huán)境，與強(qiáng)干擾信號(hào)軟啟動(dòng)器同裝于一個(gè)木柜中，仍能靠譜工作中,確保計(jì)量檢定線性度。
限速感應(yīng)器釆用的是磁電式脈沖計(jì)數(shù)器，其外觀設(shè)計(jì)像一個(gè)小轎車，如圖所示3所顯示。
限速車重約20kg,以0點(diǎn)為支撐點(diǎn)，將限速車安裝于皮帶輸送機(jī)的往返傳動(dòng)帶上，規(guī)定限速車水準(zhǔn)，并可以以0點(diǎn)為軸在垂直平行面旋轉(zhuǎn)。當(dāng)傳動(dòng)帶旋轉(zhuǎn)時(shí)，可推動(dòng)限速車車轱轆無拖動(dòng)地旋轉(zhuǎn),進(jìn)而測(cè)得傳動(dòng)帶速率。當(dāng)傳動(dòng)帶與轉(zhuǎn)動(dòng)軸跑偏時(shí)，仍能測(cè)出傳動(dòng)帶真正速率。

圖3限速感應(yīng)器安裝平面圖
2操縱基本原理剖析
當(dāng)原材料根據(jù)計(jì)量檢定傳動(dòng)帶的合理稱重段時(shí)，原材料的凈重根據(jù)稱重架構(gòu)功效在荷重傳感器上，荷重傳感器造成與原材料凈重正相關(guān)的工作電壓數(shù)據(jù)信號(hào)，另外限速感應(yīng)器將傳動(dòng)帶速度轉(zhuǎn)換為差分信號(hào)，高精密運(yùn)算控制器CFC-100對(duì)荷重傳感器收集到的原材料凈重?cái)?shù)據(jù)信號(hào)與限速感應(yīng)器收集到的傳動(dòng)帶速率數(shù)據(jù)信號(hào)開展綜合性，得到具體總流量，再與總流量給出值開展較為，輸出實(shí)際操作值給軟啟動(dòng)器，軟啟動(dòng)器為此做為傳動(dòng)帶速率預(yù)設(shè)值來操縱電動(dòng)機(jī)速率。那樣就做到了操縱總流量的目地。顯而易見，重量數(shù)據(jù)信號(hào)的起伏及其傳動(dòng)帶跑偏就變成主控芯片控制回路的電磁干擾,總流量控制器會(huì)對(duì)于這種影響，開展PI調(diào)整，以擺脫影響的危害，進(jìn)行定量分析給料。
3調(diào)節(jié)與校準(zhǔn)
依據(jù)加工工藝規(guī)定設(shè)置好控制器CFC-100與軟啟動(dòng)器G11S的全部主要參數(shù)，并且用頻率計(jì)對(duì)CFC—100的全部仿真模擬安全通道開展零點(diǎn)和測(cè)量范圍的校準(zhǔn)——確保與上臺(tái)DCS系統(tǒng)軟件的靠譜通信，隨后對(duì)皮帶秤開展標(biāo)準(zhǔn)砝碼校準(zhǔn)。下邊以熟料秤為例子詳細(xì)介紹標(biāo)準(zhǔn)砝碼校準(zhǔn)的全過程和一些關(guān)鍵技術(shù)。
3.1當(dāng)場(chǎng)調(diào)節(jié)
a.調(diào)節(jié)稱重架構(gòu)的平整度。使稱重段上的3個(gè)緩沖托輥在同一個(gè)水準(zhǔn)表面，其平整度不超過士毫米時(shí)，就可確保0.5%的計(jì)量檢定精密度；
2調(diào)節(jié)稱重架構(gòu)的平衡塊，使荷重傳感器輸出略大0MV。啟秤,慢慢旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)帶，在傳動(dòng)帶轉(zhuǎn)過一周的全過程中，使荷重傳感器每一刻的輸都超過0MV,那樣就能確保原材料切切實(shí)實(shí)地壓在荷重傳感器上，防止秤虛。水泥熟料秤荷重傳感器輸出在0.63.8米V中間起伏；
c.精確測(cè)量傳動(dòng)帶直徑。水泥熟料秤傳動(dòng)帶直徑為8.53m。
3.2置單脈沖
將CFC—100打手動(dòng)式，給一操用值。在P運(yùn)作情況下啟秤。將傳動(dòng)帶掉轉(zhuǎn)5圈時(shí)限速感應(yīng)器造成的脈沖數(shù)嵌入CFC—100的功能數(shù)據(jù)信息06號(hào)詳細(xì)地址中。該脈沖數(shù)意味著了傳動(dòng)帶長短，在零點(diǎn)和測(cè)量范圍校準(zhǔn)全過程中，當(dāng)起動(dòng)校準(zhǔn)程序流程后，系統(tǒng)軟件將全自動(dòng)積累單脈沖，當(dāng)傳動(dòng)帶掉轉(zhuǎn)5圈時(shí)，系統(tǒng)軟件將全自動(dòng)終止校準(zhǔn)程序流程。使校準(zhǔn)簡(jiǎn)易精確。
3.3標(biāo)零點(diǎn)
將CFC—$據(jù)打Z運(yùn)作情況。起動(dòng)零點(diǎn)校準(zhǔn)程序流程，系統(tǒng)軟件剛開始積累總流量，當(dāng)傳動(dòng)帶掉轉(zhuǎn)5
圈時(shí),系統(tǒng)軟件自動(dòng)終止積累。將積累量的換算值嵌入CFC-100的00號(hào)詳細(xì)地址中，就可以去皮重。反復(fù)起動(dòng)零點(diǎn)校準(zhǔn)程序流程，紀(jì)錄積累值，不改動(dòng)00號(hào)詳細(xì)地址中的內(nèi)容。
3.4標(biāo)量程
測(cè)算基準(zhǔn)值,基準(zhǔn)值&標(biāo)準(zhǔn)砝碼換算值(kg/m)*傳動(dòng)帶直徑(m)*傳動(dòng)帶匝數(shù)(N)水泥熟料秤稱重架構(gòu)長0.5m,一切正常運(yùn)行時(shí)料厚約為245kg/m。此次校準(zhǔn)掛125kg標(biāo)準(zhǔn)砝碼，因而，水泥熟料秤基準(zhǔn)值=240*8.53*5=10236(kg)
將此基準(zhǔn)值嵌入CFC—100的04號(hào)詳細(xì)地址中。隨后將CFC—100打T運(yùn)作情況?，F(xiàn)場(chǎng)加標(biāo)準(zhǔn)砝碼125kg,起動(dòng)測(cè)量范圍校準(zhǔn)程序流程，系統(tǒng)軟件剛開始積累總流量，當(dāng)傳動(dòng)帶轉(zhuǎn)過5圈時(shí)，系統(tǒng)軟件全自動(dòng)終止積累，將積累值與基準(zhǔn)值開展較為，全自動(dòng)測(cè)算出積累量的換算值，將該換算值嵌入CFC—100的02號(hào)詳細(xì)地址中，測(cè)量范圍校準(zhǔn)結(jié)束。反復(fù)起動(dòng)測(cè)量范圍校準(zhǔn)程序流程，紀(jì)錄積累值，不改動(dòng)02號(hào)詳細(xì)地址中的內(nèi)容。
標(biāo)準(zhǔn)砝碼校準(zhǔn)結(jié)束后,將系統(tǒng)軟件投全自動(dòng)，開展PID整定值。將CFC—100打遙控器運(yùn)作情況，主控室給一總流量預(yù)設(shè)值，啟秤，因?yàn)榉Q重架構(gòu)上面有標(biāo)準(zhǔn)砝碼，故系統(tǒng)軟件有總流量意見反饋值。當(dāng)意見反饋值相當(dāng)于給出值時(shí)，忽然除掉一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)砝碼一給系統(tǒng)軟件一個(gè)階躍振蕩，觀查系統(tǒng)軟件的調(diào)整姿勢(shì)，調(diào)節(jié)PI主要參數(shù)，直到考慮加工工藝規(guī)定已經(jīng)。水泥熟料秤PI主要參數(shù)最終整時(shí)間常數(shù)為p=120,I=5。在那樣的PI主要參數(shù)調(diào)整下，階躍振蕩約2s就可以清除一考慮加工工藝。
4更新改造實(shí)際效果
此次更新改造徹底消除了原系統(tǒng)軟件中存在的不足，并獲得了下列好多個(gè)層面的實(shí)際效果：
4.1完成串級(jí)調(diào)整，使系統(tǒng)軟件抗干擾性提高，改進(jìn)了操縱品質(zhì)，并考慮與DCS系統(tǒng)軟件的通信以及它機(jī)器設(shè)備的互鎖；
4.2提升手動(dòng)式變速方式和機(jī)旁操縱方式，便于設(shè)備維護(hù)管理；
4.3解決了配件、傳動(dòng)帶跑偏等難題；

4.4校準(zhǔn)全過程簡(jiǎn)易、精確。線性度低于±1%,計(jì)量檢定精密度低于士0.5%。因?yàn)樵到y(tǒng)軟件中荷重傳感器的橋壓是由測(cè)速發(fā)電機(jī)出示的，因而荷重傳感器的輸出數(shù)據(jù)信號(hào)即是具體總流量數(shù)據(jù)信號(hào)。當(dāng)荷重傳感器上無工作壓力時(shí),具體數(shù)據(jù)信號(hào)為零，變速模塊持續(xù)調(diào)整，導(dǎo)致飛車。因而，零點(diǎn)校準(zhǔn)也務(wù)必再加上標(biāo)準(zhǔn)砝碼，根據(jù)間接性的方式開展校準(zhǔn)，該方式十分繁雜，需不斷調(diào)節(jié)。而且因?yàn)樵偌由蠘?biāo)準(zhǔn)砝碼標(biāo)零點(diǎn)，就不可以確保傳動(dòng)帶滿載時(shí)，荷重傳感器上面有預(yù)工作壓力，換句話說，傳動(dòng)帶上一定存有一些部位使傳動(dòng)帶懸在空中，當(dāng)傳動(dòng)帶上的重物做到一定水平時(shí)，才對(duì)荷重傳感器造成工作壓力。因而,那樣標(biāo)明的零點(diǎn)一定不是精確的。而新系統(tǒng)從零點(diǎn)的校準(zhǔn)全過程中就可看得出，徹底擺脫了這一點(diǎn)，使零點(diǎn)的校準(zhǔn)簡(jiǎn)易、精確。
此外，因?yàn)樵到y(tǒng)軟件中的交流電變速模塊由分立元件搭成，主要參數(shù)調(diào)節(jié)極不方便，電子器件脆化、元器件主要參數(shù)飄移等難題的存在，立即危害了皮帶秤平穩(wěn)地運(yùn)行。而且傳動(dòng)帶跑偏不可以及時(shí)處理常導(dǎo)致混凝土調(diào)料不過關(guān)。而新系統(tǒng)徹底擺脫了以上缺陷。
不在更改零點(diǎn)和測(cè)量范圍校準(zhǔn)主要參數(shù)時(shí)，反復(fù)做零點(diǎn)和測(cè)量范圍校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)，積累量的相對(duì)偏差都會(huì)士0.5%以內(nèi)，這充分證明新系統(tǒng)運(yùn)作是平穩(wěn)的。在之后的具體生產(chǎn)制造中也證實(shí)了這一點(diǎn),混凝土配制長期性平穩(wěn)。
總而言之,根據(jù)此次更新改造，使維護(hù)保養(yǎng)量顯著降低，設(shè)備故障率大幅度降低，操縱品質(zhì)明顯增強(qiáng)，確保了水泥磨的一切正常運(yùn)行和混凝土品質(zhì)，造就了優(yōu)良的經(jīng)濟(jì)收益。

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