基于PLC的增濕預(yù)混機(jī)自動(dòng)噴水系統(tǒng)

蔡少剛 韓冬生 吳慧雅 曹偉 張德秀

摘 要：增濕預(yù)混機(jī)在砂處理線上的應(yīng)用可以有效增加舊砂水分、降低舊砂溫度;實(shí)踐證明為混砂機(jī)提供含水量2%的舊砂，不但能減少混砂機(jī)混碾時(shí)間，同時(shí)混砂機(jī)還能提供優(yōu)質(zhì)型砂。

關(guān)鍵詞：增濕預(yù)混;舊砂冷卻;舊砂增濕;比例-積分

鑄造車間砂處理工部中，型砂的質(zhì)量對(duì)鑄件的質(zhì)量和廢品率影響很大，在型砂鑄造中，型砂性能對(duì)鑄件的質(zhì)量、鑄件廢品率有明顯影響。實(shí)踐證明為混砂機(jī)提供含水量2%的舊砂，不但能減少混砂機(jī)混碾時(shí)間，同時(shí)利于混砂機(jī)提供優(yōu)質(zhì)型砂。本文所提的增濕預(yù)混機(jī)主要作用就是增加舊砂水分和降低舊砂溫度。

增濕預(yù)混機(jī)（以下簡(jiǎn)稱預(yù)混機(jī)）工作時(shí)，舊砂由加砂口落到預(yù)混機(jī)入口，預(yù)混機(jī)通過雙螺旋軸（旋轉(zhuǎn)方向相反）推動(dòng)舊砂翻滾著向前運(yùn)動(dòng)，砂層成波浪式翻騰狀態(tài)，同時(shí)預(yù)混機(jī)上方的噴水系統(tǒng)在舊砂上方噴水霧，與翻騰狀的舊砂在預(yù)混機(jī)中進(jìn)行換熱冷卻、均勻增濕，流態(tài)化的舊砂從進(jìn)口向出口方向運(yùn)動(dòng)，從預(yù)混機(jī)出口卸出。

1 舊砂冷卻控制數(shù)學(xué)原理

預(yù)混機(jī)降溫原理實(shí)質(zhì)是熱交換過程，其中包含鼓風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)帶走的熱量、水份蒸發(fā)帶走的熱量、粉塵帶走的熱量、其它熱交換形式。

4 加水系統(tǒng)的投運(yùn)

本系統(tǒng)采用比例-積分控制，系統(tǒng)投運(yùn)遵循先比例，后積分[1];前面我們通過分析，降溫系統(tǒng)和增濕系統(tǒng)的都可看成比例環(huán)節(jié)，所以比例環(huán)節(jié)起作用后，就能近似的得到理想的輸出值，引入積分環(huán)節(jié)目的是消除誤差，系統(tǒng)也可以在運(yùn)行過程中自身動(dòng)態(tài)調(diào)整。

系統(tǒng)初步調(diào)試時(shí)，需先確定降溫系統(tǒng)的比例環(huán)節(jié)系數(shù)。

預(yù)混機(jī)運(yùn)行時(shí)，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)預(yù)混機(jī)內(nèi)有砂時(shí)，冷卻系統(tǒng)啟動(dòng)，比例環(huán)節(jié)首先起作用（選用較小的比例系數(shù)），積分環(huán)節(jié)不起作用，觀察沸騰預(yù)混機(jī)出口砂溫，逐漸加大比例系數(shù)，當(dāng)出口溫度接近并小于設(shè)定值時(shí)記錄下此時(shí)的數(shù)值作為比例系數(shù);

系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，比例環(huán)節(jié)先起作用，當(dāng)出口溫度接近穩(wěn)定時(shí)，積分環(huán)節(jié)投入運(yùn)行，這時(shí)系統(tǒng)根據(jù)溫度變化可以自動(dòng)調(diào)整加水量。延時(shí)啟用積分環(huán)節(jié)去消除系統(tǒng)誤差，可以避免大的超調(diào)量，也可以保證系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。

增濕系統(tǒng)的投運(yùn)，和降溫系統(tǒng)類似，但它啟動(dòng)應(yīng)滯后于降溫系統(tǒng)，原因是，降溫系統(tǒng)對(duì)砂的水份含量存在影響，系統(tǒng)要對(duì)此判別后計(jì)算出預(yù)置值A(chǔ)，再使增濕系統(tǒng)投運(yùn)。

5 結(jié)語

比例-積分控制原理應(yīng)用于增濕預(yù)混機(jī)的加水系統(tǒng)，可以使加水系統(tǒng)通過檢測(cè)舊砂溫度和濕度，自動(dòng)調(diào)整加水量，實(shí)現(xiàn)對(duì)舊砂溫度、水份的自動(dòng)控制。

參考文獻(xiàn)

[1]王樹青 等編著， 《工業(yè)過程控制工程》 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003

[2]于海巖 姚繼成， 《鑄造車間舊砂冷卻問題淺析》 太原：鑄造設(shè)備研究 ?2005年4期

[3]楊玉祥. 《淺析大規(guī)模粘土砂的舊砂冷卻設(shè)備》 太原：鑄造設(shè)備研究 ?2008年2期