基于SIMATIC平臺水泥廠料位控制的研究

劉艾明 曾傳駿 張琬君 劉 超

中材建設(shè)有限公司（100176）

基于SIMATIC平臺水泥廠料位控制的研究

劉艾明 曾傳駿 張琬君 劉 超

中材建設(shè)有限公司（100176）

通過某公司為提高水泥生產(chǎn)過程中系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，提高生產(chǎn)效率，介紹了基于SIMATIC平臺料位控制的研究。文章主要分析JERD815型雷達(dá)料位檢測傳感器探測原理，料位控制的流程以及通過對比稱重倉說明對料位控制研究的重要性。

SIMATIC平臺；料位控制；雷達(dá)料位檢測傳感器

水泥粉磨生產(chǎn)線是一個冗雜的多變量耦合生產(chǎn)系統(tǒng)，現(xiàn)場的設(shè)備多而分布不集中。需關(guān)注的控制變量多，僅靠有限的操作人員對多種物理變量同時操作和監(jiān)控顯然會力不從心，一些關(guān)鍵的變量精度只靠人工調(diào)節(jié)，其精度和效率也無法滿足大批量生產(chǎn)的需求。因此，需要在控制系統(tǒng)設(shè)計時著重考慮幾個關(guān)鍵的物理變量的控制。文章主要研究稱重倉的料位控制，料倉料位的自動控制目的是保證進(jìn)入整個生產(chǎn)線的物料保持在一個相對平衡的物料狀態(tài),不但能保持料位的平衡,還能保持球磨機(jī)以及選粉機(jī)的整體物料流動平衡，其重要性不言而喻。

1 料位的檢測

首先,基于SIMATIC平臺水泥廠料位的檢測是由JERD815型雷達(dá)料位檢測傳感器的采樣數(shù)據(jù)作為實測值的，傳感器的安裝位置如圖1所示。雷達(dá)料位器通過向固體的物料頂端發(fā)射雷達(dá)信號，物料反射雷達(dá)信號之后被雷達(dá)料位傳感器接受。通過傳感器內(nèi)部的雷達(dá)信號強(qiáng)度電子傳感器判定，將0～10 m的物料高度進(jìn)行運算放大，最終輸出 4～20 mA的電流信號輸送給PLC實現(xiàn)實際物料的采集。

圖1 雷達(dá)料位傳感器料位探測原理圖

2 料位控制流程與結(jié)構(gòu)

按操作流程,設(shè)料位信號的實測值為Dact，理想的料位信號值為Dsct，偏差為△Dact，由于料倉的電動閥打開送出的物料下落至輸送輥道之間還有一段距離,而輸送的速度V也是一個參考變量。將△Dact與輸送速度V作為料位控制器的輸入?yún)?shù)，經(jīng)過控制器的運算，將電動閥門調(diào)節(jié)量△O以及料倉的入料速度調(diào)節(jié)量△P作為輸出，實現(xiàn)電動閥門的動態(tài)調(diào)整，最終以實現(xiàn)△Dact趨近于零。控制過程如圖2所示。

圖2 料位控制流程示意圖

3 運行效果的對比

1）未引入料位平衡控制器時，輸送輥道速度增大后，料位的實測曲線如圖3所示。

圖3 未引入自動料位控制器前輸送輥道速度增大時料位變化圖

2）引入料位平衡控制器時，輸送輥道速度增大后，料位的實測曲線如圖4所示。

圖4 引入自動料位控制器后輸送輥道速度增大時料位變化圖

4 結(jié)論

分析圖3、圖4可知，未引入料位平衡器之前，若增大輸送輥道的速度，系統(tǒng)運行過程中由于磨機(jī)效率的提升，料位信號則出現(xiàn)明顯的偏移，料位控制不穩(wěn)定。引入料位平衡控制器后，系統(tǒng)運行比較平穩(wěn)，料位沒有出現(xiàn)明顯的大幅度波動。通過對比發(fā)現(xiàn)，料位控制器的控制效果較好，實用性強(qiáng)，系統(tǒng)的自動化程度明顯提高。