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我國水泥行業(yè)屬粗放型行業(yè), 而行業(yè)中的計(jì)量環(huán)節(jié)又相當(dāng)薄弱。隨著新建大中型水泥廠和老水泥廠的技術(shù)改造及自動(dòng)化水平的提高, 以及現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)要求對(duì)生產(chǎn)過程實(shí)行工藝過程控制和質(zhì)量控制,加上生產(chǎn)技術(shù)管理和企業(yè)經(jīng)營管理, 需要能反映各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的情況及數(shù)據(jù), 研制與大中型水泥廠生產(chǎn)配套的高性能、高精度計(jì)量設(shè)備顯得越來越重要。針對(duì)生產(chǎn)時(shí)影響水泥質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)——— 生料配料, 研制出為 1 000 t/d 國產(chǎn)化水泥裝備線配套配料用的“微機(jī)控制定量給料皮帶秤”系統(tǒng)。該系統(tǒng)的研制成功, 對(duì)提高水泥工業(yè)的技術(shù)水平,降低原料消耗, 節(jié)約能源,提高水泥質(zhì)量和生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益都具有重要的意義。

微機(jī)控制定量給料皮帶秤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想是:水泥廠生產(chǎn)時(shí)的入磨生料一般由 3～ 4 種原料組成。要保證生料配料質(zhì)量, 首先要求每臺(tái)皮帶秤能夠精確地輸送和計(jì)量入磨物料; 其次要求所有皮帶秤能夠按照設(shè)定值的要求穩(wěn)定地按比例配料。整個(gè)系統(tǒng)大體可分為 3 個(gè)部分: 機(jī)械部分、電機(jī)控制部分和計(jì)算機(jī)部分。這 3 部分共同組成一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng),來完成按比例精確配料的任務(wù)。機(jī)械部分即秤體,它上面裝有稱重的傳感器, 能準(zhǔn)確地稱出有效稱量段上的物料重量, 同時(shí)秤體上還裝有速度傳感器,它能精確地測出皮帶的速度, 能將以上兩個(gè)量的數(shù)據(jù)迅速地傳送給計(jì)算機(jī), 計(jì)算機(jī)再將兩個(gè)量數(shù)據(jù)計(jì)算后得出物料的實(shí)際流量 ( Q 實(shí)) , 與計(jì)算機(jī)的設(shè)定值 ( Q 設(shè)定) 進(jìn)行比較得出差值,再將該差值信號(hào)傳送到該系統(tǒng)的電氣執(zhí)行部分即控制器?？刂破鹘邮苡?jì)算機(jī)命令經(jīng) PID 調(diào)節(jié)后可改變驅(qū)動(dòng)皮帶的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速, 使皮帶秤給料量與計(jì)算機(jī)設(shè)定值一致并達(dá)到一定精度, 這就是整個(gè)微機(jī)控制定量給料皮帶秤的工作原理。

作為配料皮帶秤定量給料執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制調(diào)節(jié)部分——— 直流電機(jī)調(diào)速控制器,首先要按照系統(tǒng)的工作要求, 準(zhǔn)確地控制精確度,研制的控制器按要求可同時(shí)控制 3 臺(tái)直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速。

該控制器由主回路電源、可控硅裝置、濾波電路等組成, 控制器與計(jì)算機(jī)間能進(jìn)行脫機(jī)和聯(lián)機(jī)運(yùn)行。當(dāng)系統(tǒng)處于連機(jī)狀態(tài)時(shí), 計(jì)算機(jī)傳送來的聯(lián)機(jī)信號(hào)經(jīng)光電隔離后, 再由頻壓轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成直流電壓, 經(jīng)處理后至綜合管,用控制觸發(fā)電路中的放電時(shí)間來控制觸發(fā)脈沖的相位, 能達(dá)到控制調(diào)節(jié)可控硅導(dǎo)通角的目的, 此時(shí)整個(gè)系統(tǒng)處于流量閉環(huán)控制狀態(tài), 物料流量的調(diào)節(jié)與穩(wěn)定由計(jì)算機(jī)通過控制器對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)解來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)系統(tǒng)處于脫機(jī)狀態(tài)時(shí),控制器可單獨(dú)分別對(duì) 3 臺(tái)秤進(jìn)行手動(dòng)無級(jí)調(diào)速, 此時(shí)仍為閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。當(dāng)系統(tǒng)模擬給定旋鈕調(diào)到一個(gè)位置時(shí), 一定的模擬給定電壓加到 ST 的輸入端,通過綜合放大電路來控制觸發(fā)電路輸出脈沖的相位,以控制可控硅導(dǎo)通角的大小, 獲得一定的轉(zhuǎn)速。為了提高皮帶秤運(yùn)行的可靠性, 在皮帶秤上設(shè)置了皮帶跑偏自動(dòng)報(bào)警電路, 當(dāng)皮帶跑偏到一定程度時(shí), 自動(dòng)報(bào)警電路會(huì)自動(dòng)切斷主回路電源,使皮帶秤停止工作, 以免發(fā)生事故。同時(shí),為了防止配料比例的失調(diào), 可通過計(jì)算機(jī)來切斷其他幾臺(tái)配料秤的主回路電源, 這樣可防止計(jì)算機(jī)與控制器相互影響和干擾, 在信號(hào)接收口設(shè)置光電隔離電路,對(duì)于 D/A 轉(zhuǎn)換部分, 可采用高精度集成 F/V 轉(zhuǎn)換器,當(dāng)把 0～ 10 kHz 輸入信號(hào)轉(zhuǎn)化成 0~10 V 輸出電壓時(shí),線性度為 0.02% 能保證頻壓轉(zhuǎn)換的連續(xù)性, 采用任意小數(shù)分頻法輸出調(diào)節(jié)量, 精度達(dá) 0.01% 配合硬件濾波, 使之進(jìn)入綜合點(diǎn)。為提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性, 控制器采用余度技術(shù),除了能與計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī)和脫機(jī)外, 還有 P/PI 雙?？刂?控制器上具有限幅保護(hù)和過流保護(hù), 控制器可安裝在一個(gè)立式柜中,正面有面板, 面板上應(yīng)明確標(biāo)出 3 臺(tái)稱控制旋鈕及3 臺(tái)稱體上電機(jī)的電壓電流表指示值, 控制器通過控制柜后的接線端子與計(jì)算機(jī)及稱體連接, 該系統(tǒng)的研制成功為水泥行業(yè)提供一個(gè)準(zhǔn)確的計(jì)量設(shè)備,可大大提高水泥的質(zhì)量。 

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