皮帶秤流量優(yōu)化控制方法

楊小東，陳 凌，張 軍，劉云龍

YANG Xiao-dong, CHEN Ling, ZHANG Jun, LIU Yun-long

（北新集團(tuán)建材股份有限公司 技術(shù)中心，北京 100096）

1 概述

定量給料機(jī)是連續(xù)稱量給料設(shè)備，用于固體物料的定量輸送。它能自動按照預(yù)定的程序，依據(jù)設(shè)定的給料量，自動調(diào)節(jié)皮帶轉(zhuǎn)速，使物料流量等于設(shè)定值，以恒定的給料速率連續(xù)不斷地控制給料設(shè)備輸送散狀物料。在實(shí)際應(yīng)用中，給料系統(tǒng)要求下料量與設(shè)定值基本達(dá)到一致，下料過程中料量波動盡量小，在炒料后，合格率才能隨之提高。所以控制下料恒定是實(shí)現(xiàn)提高炒料合格率的關(guān)鍵。

2 定量給料機(jī)的工作原理

如何實(shí)現(xiàn)下料恒定，首先要簡單介紹定量給料機(jī)的工作原理。

由圖1可以看出，電柜中的變頻器控制稱電機(jī)轉(zhuǎn)速（皮帶速度V）從而控制給料量。

在圖2中，皮帶載荷Q是由預(yù)給料機(jī)（給料料斗，氣動給料機(jī)，振動給料機(jī)等）給定的。當(dāng)皮帶以速度V運(yùn)行時(shí)，物料的實(shí)際流量為：

圖1 給料機(jī)的優(yōu)化前工作原理示意圖

圖2 稱量段示意圖

P＝3.6×Q×V（經(jīng)驗(yàn)公式）；P為流量（t/h），Q為皮帶上有效稱量段部分的物料重量（kg/m），V為皮速度（m/s）。

把實(shí)際流量P與設(shè)定流量I進(jìn)行比較，得到其差值，將該差值通過PI調(diào)節(jié)后（在皮帶程序控制器的CPU中PI環(huán)節(jié)），系統(tǒng)控制輸出再到變頻器的信號輸入端，通過變頻器控制交流電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而調(diào)整輸送皮帶速度，改變V值，使得P與I一致，達(dá)到定量給料的目的。

3 工藝環(huán)節(jié)控制優(yōu)化

上述傳統(tǒng)控制在實(shí)際應(yīng)用中存在波動缺點(diǎn)，控制還存在一些欠缺（只調(diào)節(jié)了V，未考慮調(diào)節(jié)Q）。如果同時(shí)調(diào)節(jié)Q值，就可以得到穩(wěn)定的流量，響應(yīng)曲線也就平滑多了。優(yōu)化后的關(guān)鍵點(diǎn)就是我們將皮帶秤PI調(diào)節(jié)皮帶速度的信號值通過信號變送器同時(shí)對皮帶秤下料風(fēng)格輪M2進(jìn)行變頻控制（增加一臺變頻器），以達(dá)到有效稱量段Q值的最大穩(wěn)定。

定量給料機(jī)的優(yōu)化控制是通過對皮帶秤上有效稱量段物料的前饋控制，盡量的實(shí)現(xiàn)物料值的恒定。在北新建材石膏板一控制板線中，我們根據(jù)脫硫石膏的流動性、物料的含水率和分格輪的額定下料量等因素，把通過通訊卡給定的信號值4~20mA對應(yīng)的下料分格輪變頻器調(diào)節(jié)為23-60HZ，實(shí)現(xiàn)了物料恒定。

圖3 皮帶秤優(yōu)化控制系統(tǒng)圖

4 結(jié)束語

1）使用皮帶秤流量優(yōu)化控制后，下料量與設(shè)定值基本達(dá)到一直，波動大大降低，在炒料環(huán)節(jié)中，料性較原系統(tǒng)有重大提高，合格率也隨之提高。

2）系統(tǒng)運(yùn)行比較可靠，故障率降低。

[1]胡壽松.自動控制原理.

[2]LCXK—Ⅲ型定量給料機(jī).承德承信自動化工程有限公司.