電子稱重給煤機控制系統的設計與應用分析

安振江

冀中能源股份有限公司東龐礦 河北 邢臺 054201

1 前言

以鍋爐燃燒控制系統的要求為依據稱重給煤機要向燃燒系統均勻、連續的輸送煤炭。同時為了滿足燃燒系統的需求以及能夠匹配鍋爐負荷,需要實際輸送中對煤重量的計量為依據對給煤機的轉速進行調節。煤倉中的煤炭從閘門落到給煤機的皮帶上,之后被給煤機輸送到鍋爐中燃燒,在這個過程中控制開關和啟停進出口閘門、輸送機以及清掃機的是給煤機控制柜上的各種信號,例如:跑偏、堵煤和超溫等等；調節輸送機轉速主要是通過人工預設信號或DCS預設信號與測速信號和稱重信號之間的比較結果來實現的,最終保證給煤的精準性。

2 控制系統的設計

2.1 控制系統的原理 控制系統的工作原理可從兩個方面進行分析:第一,利用順序邏輯來控制輸送機、閘門以及清掃機等設備,進行這一系列操作的根據主要是各個開關量傳感器的監測信號；第二,控制輸送機的轉速。比較稱重和測速傳感器的測量值和預設值然后進行PID 運算是進行控制的主要依據。本文將對如何控制輸送機的轉速進行重點講述:首先測算單位時間內的給煤量Y,要進行測算還需要明確兩個值,一個是r即單位長度的煤重,其單位是千克/米。另一個是v即皮帶的速度,單位是米/秒,這兩個數值全都得到以后相乘的積就是Y 單位時間內的給煤量。之后在時間t上對單位時間內的給煤量Y 進行積分計算,這樣最終的給煤量就能夠計算出來了。然后拿這個結果去比較預設給煤量,計算出它們之間存在的誤差并進行PID運算,之后會輸出4-20 MA 信號對輸送機的轉速進行調節,從而使配煤更加的精準。

2.2 構成控制系統的硬件 西門子S7-1200PLC、稱重傳感器、SCONT-61PL 稱重控制器、測速傳感器以及丹弗斯變頻器FC-360等是構成本文中控制系統的主要硬件設備。啟停或開關清掃機、輸送機以及閘門主要通過變頻器實現的,PLC 數字量模塊接能夠對各開關量檢測信號和就地、遠程的啟停控制信號進行有效的接收,同時能夠把開關量信息輸送給變頻器,從而使變頻器實現對相關設備的驅動控制。測速傳感信號和稱重傳感信號輸送到稱重控制器之后會比較DCS流量預設信號,之后經過相關的運算變頻器就會接收到4-20MA 模擬信號,從而對輸送機的轉速進行調節,最終使給煤量更加的精準。另外,稱重控制器在本控制系統中實際上可以省去,將測速傳感器的信號和稱重傳感器的信號直接輸送到PLC稱重模塊,然后比較DCS流量設定信號,進行相關的運算后變頻器就會接收到4-20MA 模擬信號,對輸送機的轉速進行相應的調節,從而使給煤量更急的精準。

2.3 控制系統的運行方式

2.3.1 給煤運行方式 一,就地操作。將開關調至就地狀態,然后啟動人工操作控制柜上的啟停按鈕,并對就地調速電位計的調節轉速進行相應的調節；二,遠程操作。遠程調節轉速的實現主要是靠DCS系統輸出的兩個信號,一個是啟停信號,另一個是4-20MA 模擬信號。各個開關量檢測信號會限制給煤機的運行看,比如:如果給煤機使得皮帶跑偏那么就會自動停止運行,還有就是要成功啟動給煤機就要保證出口閘門打開到位,否則給煤機無法啟動運行。

2.3.2 清掃機運行方式 一,手動操作。首先將開關調至就地狀態,然后啟動人工操作控制柜上的清掃機旋鈕,這樣清掃機就可以開始進行相應的清掃工作了；二,自動操作。先將調至就地狀態,之后人工調節清掃旋鈕至自動狀態或者設置為DCS遠程控制,這樣在啟動給煤機之后,在通電延時繼電器信號的控制下清掃機就可以自動的進行循環清掃。

2.3.3 進出口閘門運行方式 一,就地操作。首先將開關調至就地狀態,之后的開閘門、停閘門以及關閘門等操作都通過操作控制柜上的三位轉換開關進行；二,遠程操作。先將開關調至遠程狀態,這樣控制閘門的開、關以及停止就可以通過DCS的輸出信號來完成。如果超溫現象被超溫傳感器檢測發現,那么閘門就會通過聯鎖動作關閉,防止皮帶被鍋爐的回火燒毀。

結束語

綜上所述,當前除了煤炭行業廣泛的使用了本系統之外,還在需要高精度、連續定量計量某種物料或者多種物料的各種工業生產過程中實現了廣泛的應用,從而保證生產過程的穩定,并確保物料配比的精確,最終大大提高企業經濟效益,推動企業進一步向前發展。