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自從上世紀(jì)90年代中以來，水泥廠的3條濕法生產(chǎn)線由于原材料方面的因素，熟料質(zhì)量較差，其主要原因是熟料中的fCaO居高不下。為了降低熟料中的fCaO，提高熟料質(zhì)量，工藝上提出在石灰石中按一定比例自動連續(xù)地?fù)郊游炇拇胧?原生料工段每班由鏟車加螢石，未計量)。1998年6月，我們根據(jù)濕法線的實際工藝，在石灰石原料庫附近增加1個螢石庫，并在其庫底安裝了預(yù)給料機(jī)，1臺全荷式配料皮帶秤，同時在石灰石至生料磨頭倉的皮帶運輸機(jī)上安裝1臺懸浮式計量皮帶秤，通過STD總線工業(yè)控制計算機(jī)，以單閉環(huán)比值隨動控制的方式實現(xiàn)了螢石自動配料的技術(shù)改造，通過近2年的運行，控制效果良好，達(dá)到了工藝的要求。
1　單閉環(huán)比值隨動控制原理
單閉環(huán)比值隨動控制實際上是一個以從動量Q2為閉環(huán)控制，而Q2又按一定比值關(guān)系隨動于主動量Q1的控制系統(tǒng)。
單閉環(huán)比值隨動控制原理　
在自動配料系統(tǒng)穩(wěn)定的情況下，兩種物料量應(yīng)滿足Q2=KQ1(K是比值系數(shù))。當(dāng)主動量Q1不變時，若從動量Q2受到干擾，則通過從動回路自動調(diào)節(jié)，迅速克服干擾，以保持從動量Q2不變，進(jìn)而保持設(shè)定的比值關(guān)系。當(dāng)主動量Q1發(fā)生變化時，比值器的輸出去改變調(diào)節(jié)器的給定值，使從動量Q2以新的量值與主動量的變化相適應(yīng)，從而保持設(shè)定的比值關(guān)系。若主、從動量Q1、Q2一起受到干擾，則調(diào)節(jié)器在克服從動量Q2的干擾的同時，又根據(jù)主動量Q1經(jīng)比值器輸出的新的設(shè)定值去改變從動量Q2，以保持原來的比值不變。
在該控制方式中，從動量Q2閉環(huán)回路的任務(wù)是快速準(zhǔn)確地隨動于主動量Q1變化。比值器的任務(wù)是將主動量Q1按要求的比例乘上某一倍數(shù)，作為從動量Q2流量調(diào)節(jié)的給定值，使從動量Q2與主動量Q1之間始終保持一定比值不變。　　
由于該控制方式能比較準(zhǔn)確地實現(xiàn)主、從物料之間的比值隨動控制，而且結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整操作方便。因此，我們采用了該控制方式來實現(xiàn)石灰石中按比例摻加螢石的自動配料系統(tǒng)。其中:石灰石為主動量Q1，螢石為從動量Q2。
2　配料控制系統(tǒng)組成
根據(jù)配料系統(tǒng)的功能要求，本著操作簡單、設(shè)計合理、使用可靠、維修方便、價格適宜為原則，我們選用四川建材科研所自控室提供的STD總線工業(yè)控制計算機(jī)為配料控制系統(tǒng)的主機(jī)。該機(jī)的模板器件全部為抗干擾能力強(qiáng)、溫度性能好的CMOS器件，具有標(biāo)準(zhǔn)度高、可靠性好、功能齊全、使用方便等優(yōu)點?！?br /> 主機(jī)硬件系統(tǒng)與外界6個部分聯(lián)系，完成自動配料。這6個部分是:毫伏放大器、富士通FVR型變頻調(diào)速控制器、螢石皮帶給料機(jī)、螢石全荷式恒速皮帶秤、生料石灰石懸浮式皮帶秤和獨立的穩(wěn)壓電源。
3　控制系統(tǒng)的調(diào)試
3.1　比值系數(shù)K1的計算
由于工藝上所要求的石灰石、螢石兩物料的比值是重量之比，而計算機(jī)上體現(xiàn)參數(shù)與參數(shù)之間的關(guān)系是相應(yīng)的電信號，因此，比值系數(shù)的計算就是把工藝上要求的流量比折算成在計算機(jī)上設(shè)置對應(yīng)的電信號之比。
石灰石計量秤與螢石自動配料秤上的瞬時流量與其壓力傳感器輸出的毫伏電信號成線性關(guān)系。而流量由零變至最大值時，信號放大后所對應(yīng)的電壓值為0～5V，則流量的任一中間值Q所對應(yīng)的電壓U為:
自動配料比值系數(shù)K1的計算
那么，比值系數(shù)K1與K的關(guān)系為:
K=K1·A
兩臺皮帶秤量程分別為:Q1max=100t/h，Q2max=5t/h，根據(jù)原材料的質(zhì)量，工藝下達(dá)的比值系數(shù)K=0.7%～1.2%，因此，比值系數(shù)K1=0.14～0.24。
3.2　控制參數(shù)的整定
從動控制回路選用比例積分(PI)的控制算法。整定時，將Ti放在最大檔，然后，逐步減小比例度δ，直到過渡過程處于振蕩與不振蕩的臨界狀態(tài)。繼之，再適當(dāng)提高比例度，逐步減少積分時間，直到過渡過程稍有一點過調(diào)。此時，δ=42%，Ti=1.4，控制回路工作在最佳狀態(tài)，調(diào)整完畢。
4　配料系統(tǒng)應(yīng)用效果分析
系統(tǒng)安裝調(diào)試完后，于1998年6月20日進(jìn)行了首次實物標(biāo)定，其當(dāng)量誤差、控制精度都小于1%。在以后的多次實物標(biāo)定中，當(dāng)量誤差、控制精度仍小于1%。系統(tǒng)投運兩年來，效果良好，故障率為零，逐步降低了fCaO，提高了熟料質(zhì)量。
但配料系統(tǒng)不足之處是石灰石皮帶秤未實現(xiàn)測速，設(shè)計時將皮帶的速度1.25m/s作為常數(shù)C與其單位長度上的重量G相乘而得出瞬時量，即:Q=CG。由于實際電網(wǎng)頻率變化，電壓變化或皮帶張力的變化，皮帶速度不可能是恒定不變的，因此整個系統(tǒng)的精度必將受到影響。

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