電子稱重給煤機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)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(tǒng)的要求為依據(jù)稱重給煤機(jī)要向燃燒系統(tǒng)均勻、連續(xù)的輸送煤炭。同時為了滿足燃燒系統(tǒng)的需求以及能夠匹配鍋爐負(fù)荷,需要實(shí)際輸送中對煤重量的計量為依據(jù)對給煤機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)。煤倉中的煤炭從閘門落到給煤機(jī)的皮帶上,之后被給煤機(jī)輸送到鍋爐中燃燒,在這個過程中控制開關(guān)和啟停進(jìn)出口閘門、輸送機(jī)以及清掃機(jī)的是給煤機(jī)控制柜上的各種信號,例如:跑偏、堵煤和超溫等等；調(diào)節(jié)輸送機(jī)轉(zhuǎn)速主要是通過人工預(yù)設(shè)信號或DCS預(yù)設(shè)信號與測速信號和稱重信號之間的比較結(jié)果來實(shí)現(xiàn)的,最終保證給煤的精準(zhǔn)性。

2 控制系統(tǒng)的設(shè)計

2.1 控制系統(tǒng)的原理 控制系統(tǒng)的工作原理可從兩個方面進(jìn)行分析:第一,利用順序邏輯來控制輸送機(jī)、閘門以及清掃機(jī)等設(shè)備,進(jìn)行這一系列操作的根據(jù)主要是各個開關(guān)量傳感器的監(jiān)測信號；第二,控制輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速。比較稱重和測速傳感器的測量值和預(yù)設(shè)值然后進(jìn)行PID 運(yùn)算是進(jìn)行控制的主要依據(jù)。本文將對如何控制輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行重點(diǎn)講述:首先測算單位時間內(nèi)的給煤量Y,要進(jìn)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(shù)值全都得到以后相乘的積就是Y 單位時間內(nèi)的給煤量。之后在時間t上對單位時間內(nèi)的給煤量Y 進(jìn)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(jié)果去比較預(yù)設(shè)給煤量,計算出它們之間存在的誤差并進(jìn)行PID運(yùn)算,之后會輸出4-20 MA 信號對輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié),從而使配煤更加的精準(zhǔn)。

2.2 構(gòu)成控制系統(tǒng)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(gòu)成本文中控制系統(tǒng)的主要硬件設(shè)備。啟停或開關(guān)清掃機(jī)、輸送機(jī)以及閘門主要通過變頻器實(shí)現(xiàn)的,PLC 數(shù)字量模塊接能夠?qū)Ω鏖_關(guān)量檢測信號和就地、遠(yuǎn)程的啟?？刂菩盘栠M(jìn)行有效的接收,同時能夠把開關(guān)量信息輸送給變頻器,從而使變頻器實(shí)現(xiàn)對相關(guān)設(shè)備的驅(qū)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(yù)設(shè)信號,之后經(jīng)過相關(guān)的運(yùn)算變頻器就會接收到4-20MA 模擬信號,從而對輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié),最終使給煤量更加的精準(zhǔn)。另外,稱重控制器在本控制系統(tǒng)中實(shí)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(shè)定信號,進(jìn)行相關(guān)的運(yùn)算后變頻器就會接收到4-20MA 模擬信號,對輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié),從而使給煤量更急的精準(zhǔn)。

2.3 控制系統(tǒng)的運(yùn)行方式

2.3.1 給煤運(yùn)行方式 一,就地操作。將開關(guān)調(diào)至就地狀態(tài),然后啟動人工操作控制柜上的啟停按鈕,并對就地調(diào)速電位計的調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)；二,遠(yuǎn)程操作。遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的實(shí)現(xiàn)主要是靠DCS系統(tǒng)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(guān)量檢測信號會限制給煤機(jī)的運(yùn)行看,比如:如果給煤機(jī)使得皮帶跑偏那么就會自動停止運(yùn)行,還有就是要成功啟動給煤機(jī)就要保證出口閘門打開到位,否則給煤機(jī)無法啟動運(yùn)行。

2.3.2 清掃機(jī)運(yùn)行方式 一,手動操作。首先將開關(guān)調(diào)至就地狀態(tài),然后啟動人工操作控制柜上的清掃機(jī)旋鈕,這樣清掃機(jī)就可以開始進(jìn)行相應(yīng)的清掃工作了；二,自動操作。先將調(diào)至就地狀態(tài),之后人工調(diào)節(jié)清掃旋鈕至自動狀態(tài)或者設(shè)置為DCS遠(yuǎn)程控制,這樣在啟動給煤機(jī)之后,在通電延時繼電器信號的控制下清掃機(jī)就可以自動的進(jìn)行循環(huán)清掃。

2.3.3 進(jìn)出口閘門運(yùn)行方式 一,就地操作。首先將開關(guān)調(diào)至就地狀態(tài),之后的開閘門、停閘門以及關(guān)閘門等操作都通過操作控制柜上的三位轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)行；二,遠(yuǎn)程操作。先將開關(guān)調(diào)至遠(yuǎn)程狀態(tài),這樣控制閘門的開、關(guān)以及停止就可以通過DCS的輸出信號來完成。如果超溫現(xiàn)象被超溫傳感器檢測發(fā)現(xiàn),那么閘門就會通過聯(lián)鎖動作關(guān)閉,防止皮帶被鍋爐的回火燒毀。

結(jié)束語

綜上所述,當(dāng)前除了煤炭行業(yè)廣泛的使用了本系統(tǒng)之外,還在需要高精度、連續(xù)定量計量某種物料或者多種物料的各種工業(yè)生產(chǎn)過程中實(shí)現(xiàn)了廣泛的應(yīng)用,從而保證生產(chǎn)過程的穩(wěn)定,并確保物料配比的精確,最終大大提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益,推動企業(yè)進(jìn)一步向前發(fā)展。