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我國水泥行業(yè)屬粗放型行業(yè), 而行業(yè)中的計量環(huán)節(jié)又相當薄弱。隨著新建大中型水泥廠和老水泥廠的技術(shù)改造及自動化水平的提高, 以及現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)要求對生產(chǎn)過程實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、高精度計量設備顯得越來越重要。針對生產(chǎn)時影響水泥質(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“微機控制定量給料皮帶秤”系統(tǒng)。該系統(tǒng)的研制成功, 對提高水泥工業(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)濟效益都具有重要的意義。

微機控制定量給料皮帶秤系統(tǒng)的設計思想是:水泥廠生產(chǎn)時的入磨生料一般由 3～ 4 種原料組成。要保證生料配料質(zhì)量, 首先要求每臺皮帶秤能夠精確地輸送和計量入磨物料; 其次要求所有皮帶秤能夠按照設定值的要求穩(wěn)定地按比例配料。整個系統(tǒng)大體可分為 3 個部分: 機械部分、電機控制部分和計算機部分。這 3 部分共同組成一個閉環(huán)控制系統(tǒng),來完成按比例精確配料的任務。機械部分即秤體,它上面裝有稱重的傳感器, 能準確地稱出有效稱量段上的物料重量, 同時秤體上還裝有速度傳感器,它能精確地測出皮帶的速度, 能將以上兩個量的數(shù)據(jù)迅速地傳送給計算機, 計算機再將兩個量數(shù)據(jù)計算后得出物料的實際流量 ( Q 實) , 與計算機的設定值 ( Q 設定) 進行比較得出差值,再將該差值信號傳送到該系統(tǒng)的電氣執(zhí)行部分即控制器?？刂破鹘邮苡嬎銠C命令經(jīng) PID 調(diào)節(jié)后可改變驅(qū)動皮帶的電動機轉(zhuǎn)速, 使皮帶秤給料量與計算機設定值一致并達到一定精度, 這就是整個微機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)行機構(gòu)的控制調(diào)節(jié)部分——— 直流電機調(diào)速控制器,首先要按照系統(tǒng)的工作要求, 準確地控制精確度,研制的控制器按要求可同時控制 3 臺直流電機的轉(zhuǎn)速 。

該控制器由主回路電源、可控硅裝置、濾波電路等組成, 控制器與計算機間能進行脫機和聯(lián)機運行。當系統(tǒng)處于連機狀態(tài)時, 計算機傳送來的聯(lián)機信號經(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)電路中的放電時間來控制觸發(fā)脈沖的相位, 能達到控制調(diào)節(jié)可控硅導通角的目的, 此時整個系統(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)定由計算機通過控制器對電機進行調(diào)解來實現(xiàn)。當系統(tǒng)處于脫機狀態(tài)時,控制器可單獨分別對 3 臺秤進行手動無級調(diào)速, 此時仍為閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。當系統(tǒng)模擬給定旋鈕調(diào)到一個位置時, 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,以控制可控硅導通角的大小, 獲得一定的轉(zhuǎn)速。為了提高皮帶秤運行的可靠性, 在皮帶秤上設置了皮帶跑偏自動報警電路, 當皮帶跑偏到一定程度時, 自動報警電路會自動切斷主回路電源,使皮帶秤停止工作, 以免發(fā)生事故。同時,為了防止配料比例的失調(diào), 可通過計算機來切斷其他幾臺配料秤的主回路電源, 這樣可防止計算機與控制器相互影響和干擾, 在信號接收口設置光電隔離電路,對于 D/A 轉(zhuǎn)換部分, 可采用高精度集成 F/V 轉(zhuǎn)換器,當把 0～ 10 kHz 輸入信號轉(zhuǎn)化成 0~10 V 輸出電壓時,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 0.01% 配合硬件濾波, 使之進入綜合點。為提高系統(tǒng)運行的可靠性, 控制器采用余度技術(shù),除了能與計算機聯(lián)機和脫機外, 還有 P/PI 雙?？刂?控制器上具有限幅保護和過流保護, 控制器可安裝在一個立式柜中,正面有面板, 面板上應明確標出 3 臺稱控制旋鈕及3 臺稱體上電機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算機及稱體連接, 該系統(tǒng)的研制成功為水泥行業(yè)提供一個準確的計量設備,可大大提高水泥的質(zhì)量。 

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