1、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。球磨機的振動聲音、電流、壓差信號分別取自各自的變送器,自動/手動狀態(tài)信號取自給煤機操作裝置的輸出接點,手動狀態(tài)時的跟蹤信號從給煤機操作器送入自動控制系統(tǒng)。振動聲音變送器使用探頭直接采集球磨機簡體的振動信號,然后經(jīng)過放大、濾波和轉(zhuǎn)換,zui終輸出(4~20)mA或(1~5)V的標(biāo)準(zhǔn)信號送入I/O通道。這個部分可以對信號進行零點和滿度的整定。變送器的頻帶是5000Hz以下。I/O通道采用進口模塊,接收來自振動、電流和壓差變送器輸入的標(biāo)準(zhǔn)信號,經(jīng)過A/D變換后轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號送人工控機,再經(jīng)過程序的處理,zui終送出標(biāo)準(zhǔn)的電流或電壓控制信號至給煤機手操器。從而達到料位自動控制的目的。
系統(tǒng)采用研華工業(yè)控制計算機作為上位機,采用該公司生產(chǎn)的ADAM4000系列模塊作為A/D、D/A轉(zhuǎn)換器,同時采用性能可靠的變送器作為二次測量元件。
球磨機料位自動控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖1,系統(tǒng)配置見圖2。
2、軟件編制
控制系統(tǒng)軟件包括信號處理程序、PID調(diào)節(jié)程序和信號輸出程序3個部分。
該系統(tǒng)輸入信號主要有磨煤機運行時簡體發(fā)出的音頻信號、磨煤機電機的電流信號和磨煤機筒體的差壓信號。這3個信號首先通過I/O通道的硬件濾波,進入控制系統(tǒng)后,又經(jīng)過軟件的平均值和中值濾波,變成程序可用的信號。
為了準(zhǔn)確地反映球磨機內(nèi)部的實際料位情況,需要建立一個較為準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型f=f(Hz、dB、P、I)。根據(jù)現(xiàn)場采集信號的實際情況,發(fā)現(xiàn)當(dāng)音頻信號、電流信號、筒體差壓信號所占份額為30:20:50時,系統(tǒng)能夠很好地反映磨煤機實際運行情況??刂品绞讲捎肞ID控制算法。
由于制粉系統(tǒng)屬于一種大時間滯后系統(tǒng),所以只采用PI控制方式,比例常數(shù)選擇得較?。ù蠹s在0.1~0.2之間),積分常數(shù)選擇得較大(大約在30~40之間)。
PID模塊的輸出zui終達到系統(tǒng)的輸出模塊,轉(zhuǎn)變成(4~20)mA或(1~5)V的標(biāo)準(zhǔn)信號送至給煤機控制器,控制給煤機轉(zhuǎn)速,從而達到控制球磨機料位的目的,實現(xiàn)對球磨機負荷的*控制。
在手動方式下,系統(tǒng)輸出一直跟蹤手動輸出,這樣就做到了自動/手動的無擾切換。
為了便于現(xiàn)場調(diào)試,本軟件還專門做了調(diào)試窗口,在此窗口可以改變所有的控制參數(shù)。
該軟件可以實現(xiàn)以下基本功能:
?。?)球磨機料位的實時測量;
(2)料位歷史趨勢圖;
?。?)球磨機料位*控制;
?。?)控制參數(shù)調(diào)整;
?。?)自動/手動無擾切換;
?。?)系統(tǒng)自檢功能;
(7)軟件界面友好,多種料位顯示方式
(8)抗干擾功能。
3、投運情況
大慶石化公司熱電廠5號爐為HG-410/9.8-MQ14型,四角切圓燃燒、固態(tài)排渣、自然循環(huán)爐。制粉系統(tǒng)為鋼球磨煤機(DTM-350/600)中間貯倉式,乏氣作為三次風(fēng)送入爐內(nèi)。
投入球磨機料位自動控制系統(tǒng)前后進行了制粉系統(tǒng)常規(guī)試驗。從試驗結(jié)果來看,投入該系統(tǒng)之前,磨煤機出力為(35.6~37.4)t/h,制粉系統(tǒng)電耗為(32.1~33.4)(kW·h)/t;投入該系統(tǒng)之后,磨煤機出力為(45.6~47.4)t/h,較系統(tǒng)投入前有明顯提高,制粉系統(tǒng)電耗為(25.3~26.1)(kW·h)/t,較系統(tǒng)投入前有明顯降低。
4、結(jié)論
經(jīng)過2個月的試運行,該系統(tǒng)運行平穩(wěn),數(shù)據(jù)真實可靠,運行人員操作量少,且畫面顯示直觀,取得了理想的效果。
球磨機料位自動控制系統(tǒng)可以提高制粉系統(tǒng)效率,實現(xiàn)制粉系統(tǒng)的*控制;減少磨煤機啟停次數(shù),降低鋼球和襯瓦的磨損,提高磨煤機設(shè)備的健康水平。從現(xiàn)場實際情況看,投入該系統(tǒng)后,一般能使磨煤機出力提高27.8%,制粉系統(tǒng)電耗降低21.8%。