【水泥知识】介绍一个高效稳定的磨机自控系统
发布时间 2014-07-10 来源 -
  目前的水泥工业,特别是水泥粉磨系统,还有大量的球磨机在使用中,如何稳定这些系统的生产,使其长期处于最佳运行状态,实现优质高产低消耗,是自控系统始终追求的目标。到目前为止,国内厂家对球磨机自控系统也做了大量的工作,系统主要以磨音信号反馈控制喂料量,虽取得了不可否定的效果,但始终不尽人意。
 笔者有幸操作过某国际著名公司设计的球磨机自控系统,不论是生料磨还是水泥磨,都感觉非常顺手,除开磨初期需要人工干预,防止较长时间的调节震荡外,正常运行中几乎不用操心。
  现将该系统粗略介绍如下,供有关开发人员参考:
   该磨机控制系统如图1所示。不带括号的参数(原图为白色)为瞬时显示参数,带括号的参数(原图为蓝色)为调节参数,包括控制调节参数和工艺调节参数。

 

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1  设备简介

 Feedes 喂料设备。


 PDM 脉宽调节器。 该系统对喂料秤的控制输出采用脉冲信号,即输出一个信号后要维持一定的时间后再输出下一个信号,这个维持的时间就是脉宽。


 MAX 限幅调节器。 对通过调节器的数值进行限幅处理,限幅值可根据需要设定,对超过限幅的数据,一律以限幅值输出。

  PD-CO 比例微分调节器。 它不但能对输出参数与给定值的偏差进行比例调节,而且能对该信号进行微分处理,即可根据输出参数(被调参数)的变化速度进行“超前调节”,从而提高调节系统的稳定性。


 PT1 数字滤波器。它的功能是对采集的原始信号进行滤波处理,不但减少采集信号的外来干扰,而且能缓慢信号的变化速度。


  IP-CO 比例调节器。根据被调节参数与给定值的偏差进行比例调节。


  L(W) 数字校正器。用于校正某一参数对采集信号的影响。


  MAX、MIN 双向限幅调节器。即能限制最大的输出,也能限制最小的输出。


2  参数简介
  

    (1)S.FRESH M 表示喂料量;
  

    (2)F.MDEMAND

  N1G08-OUT Cement mill feed demand   %
  水泥磨要求喂料量:此值为喂料需求量4)经限幅处理后,给出的喂料秤的百分比开度。比如此值50%时,表示喂料量为150×60%=90t/h。
  

    (3)MAX

 N1FM MAX       Fresh material maxlmum  %
 喂料最大值:它的主要作用是对输出的喂料参数进行限幅处理。此值根据需要进行人为设定,一般取60~65%。避免由于过激调节引起反复震荡。
 其功能关系式如下:2)=  MIN [ 3),  4)]
  

     (4)FMD
  N1FMD          Fresh material demand   %
  喂料需求量:此值为限幅处理前的实际需求值,是经过回粉、磨位调整后的设定喂料量,其功能关系式为:4)= 5)+  6)
  

     (5)FMYD

  N1FMYD   Fresh material  %
 设定喂料量:此值由操作员根据磨机能力初步设定,然后再由计算机根据回粉及磨位与设定值的偏差进行调节,最终建立一个相对平衡。
 此值设定较高时,平衡后回粉及磨位也较高,此值设定较低时,平衡后的回粉及磨位较低。
  

    (6)GRCO

  N1 GRCO   Backflow controller output
 回粉控制器输出值:此值是在设定喂料量的基础上,根据回粉及磨位与各自设定值的偏差,而给出的调节量。当8)= 0.000时,6)= 0.3 ×7)×9)
  

    (7)P-FACT
 N1 GRCP   Backflow controller P-FACT
 回粉控制器比例调节系数
  

    (8)D-FACT
 N1 GRCD   Backflow controller D-FACT
 回粉控制器微分调节系数
  

    (9)GRCXW
 N1 GRCXW   Backflow controller deviation TP
 回粉控制器输入偏差值 吨/小时  9)= 13)-  12)+  14)
  

    (10)Back Flow
 选粉机的回粉量
  

    (11)F-FACT
 N1 GRFF  Backflow filter factor
 回粉过滤器系数
  

    (12)B.F. Filtered
 N1 GRF   Backflow filtered TP.
 滤波后的回粉量 吨/时
  

    (13)GRYO
 N1 GRYO   Backflow YO TP.
 设定回粉量:存在回粉是闭路系统具有较高产质量的根本所在,因此就选粉系统而言,如果提升机、选粉机的能力允许,应该尽量选择较高的回粉量,这样能够及时的将合格产品选出,减少过粉磨现象;

  但从另一个角度来讲,回粉太大势必增高磨位。如果磨位太高,势必影响研磨体对物料的冲击与研磨,从而使粉磨效率降低。


  鉴于上述两点,当磨位不是太高时(≥60%)应尽量选择较大的回粉,以充分体现闭路系统的功能。
  就该厂而言,出磨物料一般控制在280t/h左右(计算和设计控制基准,实际中也可适当突破,在300t/h左右提升机仍能正常生产),还要考虑留出20t/h的波动能力,故回粉量的选择式一般为:回粉量=280-20-台时产量
  

    (14)LEVCO
 N1 LEVCO   level controller output TP.
 磨位控制器输出值    14)= 15)× 16)
  

    (15)P-FACT
 N1 LEVCP   level controller P-FACT
 磨位控制器比例调节系数:磨位控制器比例调节系数,即磨位百分比调节量对回粉相当吨的转换系数,它的大小在一定程度上反映着粉磨系统的稳定性。


 如果此系数较小,对系统以回粉调节为主,而回粉调节存在着滞后时间长且缺少稳定调节的弱点,易造成喂料、磨位、回粉三个参数的反复振荡。既不利于提高台时产量,又易造成水泥波动,影响斜槽输送。


 如能适当的提高此参数,比如控制在10或15,就可以增加磨位调节的比重。而磨位调节不但滞后时间较短,而且具有稳定调节能力,虽然喂料调节频率提高了,显得操作不稳,但磨位却被大大地稳定下来,从而使回粉也稳定了下来,这对粉磨系统是相当重要的。但此参数也不可控制的过高,否则,由于调节幅度较大,不利于磨位的回粉调节,容易造成反复振荡。

 因此,当磨位处于回粉调节状态时,应将此参数设的较小一点,比如:5.或者干脆手控等等;而当磨位处在稳定调节状态时,可将该参数设的大一些。


 值得注意的是,当该参数设的较高时,由磨位调节比例的增加,同时降低了回粉调节比例,要求磨位上限设定值给与适当降低。提早进行回控调节,以免回粉过高引起振荡或压住提升机。
  

    (16)LEVCXW
 N1 LEVCXW   level controller deviation %
 磨位控制器输入偏差值  16)= 20)- 19)
  

    (17)LEVEL 磨位信号  % 
 此信号由磨音测量电耳测得。
  

    (18)W-FACT
 N1 WATKF   water injection factor
 磨内喷水校正系数
  

    (19)LEVEL CORRECTED
 N1 LEVK LEVEL CORRECTED %
 校正后的磨位信号。
  

   (20)LEV FIL
 N1 LEVF   level filtered %
 滤波(限幅)后的磨位信号
 当19)> 22时,20)= min [ 21),19)] ; 当19)< 22)时,20)= 22)
  

    (21)MAX  磨位限幅调节器的最大值 %;
  

    (22)MIN  磨位限幅调节器的最小值 %。

 此限幅调节器具有双向限幅调节功能和范围内的稳定调节功能。磨位最大最小值的设定,除与填充率、通风量、喷水、回粉及磨位有关外,设定时还应考虑到它是一个相对信号,并不能指示真正的磨位。


 有时甚至相差很大(调整不当时),只有在设定磨位最大最小值时,将此偏差考虑在内,才能更好的适应控制系统的需要,进行优化生产。
  

    (23)F-FACT
 N1 LEVFF   level filter factor
 磨位滤波器系数;

3  系统功能浅析


 该控制系统的特点是,在设定喂料量的基础上,进行以回粉、磨位两个参数的调节。

 该系统以回粉调解为主,进行“回粉定量”调节,以磨位调节为辅,当磨位在上下限之间时,只进行稳定调节,延缓磨位的变化。只有在磨位超出上限或下限时,才进行磨位“回粉调节”。


 磨位的调节是在比例调节器将磨位百分比转换为“相当吨”后,与回粉调节量叠加输出的,整个控制系统是以磨位稳定并达到合理的比表面积为目标的。

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