原料场定量排料自动控制系统0测距仪
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原料场定量排料自动控制系统
原料场定量排料自动控制系统 2011年12月09日 来源： 原料场的混匀设施包括混匀配料槽、匀矿输入系统、混匀料场、匀矿输出系统等。混匀控制是按照匀矿配矿和堆积作业计划，将需要混匀的各种原料由矿石料场、副原料场、矿石破碎筛分设施的成品矿槽分别有计划地输送到混匀配料槽，混匀配料槽的每个料槽分别设有一套称重式料位计，用作对矿槽料位的检测。混匀配料槽槽下的定量排料装置按照设定值向匀矿输入系统的胶带机供料，并送到混匀料场进行混匀堆积作业。参与混匀作业的原料一般有20～30个品种。定量排料控制系统是原料场混匀设施控制的核心。 某钢铁厂定量排料控制系统是一个相对独立的控制系统(如图1所示)，与基础自动化的PLC系统相连。原料场的自动控制系统为两级控制系统，即由PLC实现的仪电一体化控制的基础自动化控制级和过程计算机控制级。基础自动化级对整个原料场进行数据采集、连续控制、顺序控制及过程监视等。过程计算机控制级主要用于原料场运输作业计划编制、料仓库存管理及混匀计算等。二者通过接口进行通信。LC—负荷传感器；AMP—放大器；WY—乘法运算单元；XT—脉冲发生单元；WQ—偏差累积单元；WIC—控制运算单元
1 控制系统 原料场混匀系统共设有10个混匀配料槽，在混匀配料槽槽下设有圆盘给料机及装有电子皮带秤的给料皮带机。定量排料控制系统由电子皮带秤、复合运算控制器、顺序控制器、电流/电压变换器、变频调速控制器及传动电机等部分组成。定量排料装置按照各自的设定值，排出相应的物料。 一般情况下，各混匀配料槽的配比设定值由过程计算机通过PLC系统给出。在混匀作业过程中，各定量排料装置将测得的排料量信号、运行状态信号(包括圆盘给料机运行信号和给料皮带机运行信号)和控制异常信号(累积偏差过大)通过PLC送到过程计算机，计算机对接收到的各个信号进行监视、判断，在确认状态完好无误后，选定所需的定量排料装置，根据本批次原料的总排料量及要求的成分计算各槽的配合比，按水分率的大小进行水分补正，求出所需的各物料量作为定量排料装置排料量的设定值。另一方面，定量排料装置以过程计算机给出的排料量设定值为基准，调节设置在混匀配料槽槽下的圆盘给料机和给料皮带机的转速，实现排料量的自动控制。 在以某种配比方式进行排料控制的过程中，当物料因某种原因(例如：定量排料装置发生故障)发生变化时，由过程计算机根据所采集的信息进行判断，如需要及时变换或调整正在排料的料槽，过程计算机会重新计算各槽的配合比，并按照新的配合比修正各设定值，使定量排料装置能及时按调整后的设定值进行自动排料控制，以确保产品成分均匀稳定。 排料量的设定值也可以由操作员通过PLC键盘直接输入。 (1)排料量的测量 物料排料量的测量由安装在给料皮带机上的电子皮带秤实现。 (2)传动电机转速控制 圆盘给料机和给料皮带机分别用1台变频调速电动机驱动，变频调速电动机的转速由变频调速控制器进行控制。 (3)控制原理 控制系统如图1所示，它是由排料量和转速构成的串级调节系统，其主环是由复合运算控制器构成的排料量调节回路，副环是由变频调速控制器构成的圆盘给料机和称量皮带的速度调节回路[1>。 由电子皮带秤的负荷传感器测得的单位长度上的物料重量W，与速度传感器测得的皮带速度V相乘，得瞬时排料量Q，即 Q=W．V 该值在偏差累积单元中进行运算处理(对设定值与测量值进行偏差累积运算)，并经控制单元控制运算后，输出值MV作为副回路——速度调节(即变频调速控制器)回路的设定。图1中，变换器的作用是将复合运算控制器输出的4～20mADC电流信号转换为0～10VDC的电压信号，作为变频调速控制器的频率设定值。变频调速控制器按照该设定值(即复合运算控制器的输出)自动调节传动电机的转速，以改变圆盘给料机和给料皮带机的运行速度，从而实现排料量的自动控制。2 控制方式 定量排料控制系统控制方式有瞬时值控制方式和累积值控制方式两种，如图2、图3所示。本原料场采用后者。 累积值控制方式是相对于瞬时值控制方式而言的，常用的瞬时值控制方式如图2所示，SP为瞬时排料量设定值，如测量值PV大于设定值SP，控制输出就使驱动给料机的传动电机转速减小，反之，如PV小于SP，控制输出就使传动电机转速增大。累积值控制方式则是以一段时间实际排料量与所希望的排料量进行比较，其差值作为控制偏差。如图3所示，0ABC为所希望的排料量，而实际排料量为曲线下的阴影部分，二者之差即为控制偏差。这种控制方式下一边累积排料量的给定值与测量值的偏差，一边向给料机发出计算所得速度输出指令，以调节给料机的电机转速，使二者之差趋近于零。当累积偏差过大时发出控制异常报警信号。