劉艾明 曾傳駿 張琬君 劉 超

中材建設(shè)有限公司（100176）

基于SIMATIC平臺(tái)水泥廠料位控制的研究

劉艾明 曾傳駿 張琬君 劉 超

中材建設(shè)有限公司（100176）

通過(guò)某公司為提高水泥生產(chǎn)過(guò)程中系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，提高生產(chǎn)效率，介紹了基于SIMATIC平臺(tái)料位控制的研究。文章主要分析JERD815型雷達(dá)料位檢測(cè)傳感器探測(cè)原理，料位控制的流程以及通過(guò)對(duì)比稱重倉(cāng)說(shuō)明對(duì)料位控制研究的重要性。

SIMATIC平臺(tái)；料位控制；雷達(dá)料位檢測(cè)傳感器

水泥粉磨生產(chǎn)線是一個(gè)冗雜的多變量耦合生產(chǎn)系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備多而分布不集中。需關(guān)注的控制變量多，僅靠有限的操作人員對(duì)多種物理變量同時(shí)操作和監(jiān)控顯然會(huì)力不從心，一些關(guān)鍵的變量精度只靠人工調(diào)節(jié)，其精度和效率也無(wú)法滿足大批量生產(chǎn)的需求。因此，需要在控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)著重考慮幾個(gè)關(guān)鍵的物理變量的控制。文章主要研究稱重倉(cāng)的料位控制，料倉(cāng)料位的自動(dòng)控制目的是保證進(jìn)入整個(gè)生產(chǎn)線的物料保持在一個(gè)相對(duì)平衡的物料狀態(tài),不但能保持料位的平衡,還能保持球磨機(jī)以及選粉機(jī)的整體物料流動(dòng)平衡，其重要性不言而喻。

1 料位的檢測(cè)

首先,基于SIMATIC平臺(tái)水泥廠料位的檢測(cè)是由JERD815型雷達(dá)料位檢測(cè)傳感器的采樣數(shù)據(jù)作為實(shí)測(cè)值的，傳感器的安裝位置如圖1所示。雷達(dá)料位器通過(guò)向固體的物料頂端發(fā)射雷達(dá)信號(hào)，物料反射雷達(dá)信號(hào)之后被雷達(dá)料位傳感器接受。通過(guò)傳感器內(nèi)部的雷達(dá)信號(hào)強(qiáng)度電子傳感器判定，將0～10 m的物料高度進(jìn)行運(yùn)算放大，最終輸出 4～20 mA的電流信號(hào)輸送給PLC實(shí)現(xiàn)實(shí)際物料的采集。

圖1 雷達(dá)料位傳感器料位探測(cè)原理圖

2 料位控制流程與結(jié)構(gòu)

按操作流程,設(shè)料位信號(hào)的實(shí)測(cè)值為Dact，理想的料位信號(hào)值為Dsct，偏差為△Dact，由于料倉(cāng)的電動(dòng)閥打開(kāi)送出的物料下落至輸送輥道之間還有一段距離,而輸送的速度V也是一個(gè)參考變量。將△Dact與輸送速度V作為料位控制器的輸入?yún)?shù)，經(jīng)過(guò)控制器的運(yùn)算，將電動(dòng)閥門(mén)調(diào)節(jié)量△O以及料倉(cāng)的入料速度調(diào)節(jié)量△P作為輸出，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)閥門(mén)的動(dòng)態(tài)調(diào)整，最終以實(shí)現(xiàn)△Dact趨近于零?？刂七^(guò)程如圖2所示。

圖2 料位控制流程示意圖

3 運(yùn)行效果的對(duì)比

1）未引入料位平衡控制器時(shí)，輸送輥道速度增大后，料位的實(shí)測(cè)曲線如圖3所示。

圖3 未引入自動(dòng)料位控制器前輸送輥道速度增大時(shí)料位變化圖

2）引入料位平衡控制器時(shí)，輸送輥道速度增大后，料位的實(shí)測(cè)曲線如圖4所示。

圖4 引入自動(dòng)料位控制器后輸送輥道速度增大時(shí)料位變化圖

4 結(jié)論

分析圖3、圖4可知，未引入料位平衡器之前，若增大輸送輥道的速度，系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中由于磨機(jī)效率的提升，料位信號(hào)則出現(xiàn)明顯的偏移，料位控制不穩(wěn)定。引入料位平衡控制器后，系統(tǒng)運(yùn)行比較平穩(wěn)，料位沒(méi)有出現(xiàn)明顯的大幅度波動(dòng)。通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，料位控制器的控制效果較好，實(shí)用性強(qiáng)，系統(tǒng)的自動(dòng)化程度明顯提高。