瀝青攪拌站烘干滾筒的負(fù)壓智能控制技術(shù)

吳炫辰 楊振華 任水祥

（三一汽車(chē)制造有限公司，湖南長(zhǎng)沙 410100）

0.引言

烘干滾筒是瀝青攪拌站的重要組成部分，屬于烘干系統(tǒng)的主要部件。烘干系統(tǒng)是用于加熱與烘干骨料，并將它們加熱到能夠獲得高質(zhì)量瀝青混合料所需要的溫度。為了排除骨料中的水份，烘干系統(tǒng)必須要提供一定量的熱量，以便將骨料中水份烘干轉(zhuǎn)化為水蒸氣，同時(shí)將骨料加熱到需要的溫度，如圖1所示。

烘干滾筒為旋轉(zhuǎn)的、長(zhǎng)圓柱型的筒體結(jié)構(gòu)。冷料倉(cāng)單元的上料皮帶出來(lái)的骨料從進(jìn)料箱進(jìn)入滾筒，與燃燒器產(chǎn)生的熱氣直接接觸而被干燥，同時(shí)升溫至設(shè)定的溫度，從骨料出口斜槽流出進(jìn)入熱骨料提升機(jī)，如圖2所示。

烘干滾筒內(nèi)部負(fù)壓是其重要技術(shù)參數(shù)，若烘干滾筒內(nèi)部負(fù)壓偏低，會(huì)引起冒灰、回火現(xiàn)象，造成環(huán)境污染和設(shè)備損壞；若烘干滾筒內(nèi)部負(fù)壓偏高，又會(huì)導(dǎo)致將細(xì)極料吸走，造成生產(chǎn)過(guò)程原材料的浪費(fèi)和能耗損失。所以烘干滾筒負(fù)壓控制的好壞直接影響生產(chǎn)，同時(shí)也對(duì)設(shè)備的使用壽命造成了影響。

1.傳統(tǒng)方式

傳統(tǒng)的瀝青攪拌站烘干滾筒負(fù)壓控制方式為：根據(jù)負(fù)壓值的大小，由操作人員人工調(diào)整引風(fēng)機(jī)的頻率，從而達(dá)到調(diào)節(jié)烘干滾筒內(nèi)部負(fù)壓的目的。

該方式存在以下弊端：當(dāng)由于燃燒器火焰開(kāi)度或冷骨料輸送量的變化導(dǎo)致滾筒負(fù)壓突然變小時(shí)，需要手動(dòng)調(diào)大引風(fēng)機(jī)輸出頻率，如果調(diào)整的不合適，則需要二次調(diào)整；如果滾筒負(fù)壓突然變大時(shí)，需要手動(dòng)調(diào)小引風(fēng)機(jī)輸出頻率，如果調(diào)整的不合適，則需要二次調(diào)整，因此，對(duì)操作人員的操作經(jīng)驗(yàn)有比較高的要求，同時(shí)負(fù)壓調(diào)節(jié)的效率較低。

由于瀝青站是連續(xù)生產(chǎn)模式，如果烘干滾筒負(fù)壓得不到及時(shí)的調(diào)節(jié)，則會(huì)造成批量的生產(chǎn)質(zhì)量問(wèn)題，所以通常會(huì)單獨(dú)配備一個(gè)操作人員控制烘干滾筒負(fù)壓。故傳統(tǒng)方式既不能及時(shí)高效地調(diào)節(jié)烘干滾筒負(fù)壓，又增加了人力成本。

2.負(fù)壓智能控制技術(shù)

2.1 總體方案設(shè)計(jì)

負(fù)壓智能控制技術(shù)，采集滾筒負(fù)壓值、引風(fēng)機(jī)輸出頻率，經(jīng)CAN總線(xiàn)傳輸?shù)娇刂破髦?，通過(guò)智能控制算法自動(dòng)控制引風(fēng)機(jī)輸出頻率，實(shí)現(xiàn)滾筒負(fù)壓智能控制。

負(fù)壓控制算法能實(shí)現(xiàn)滾筒負(fù)壓智能控制，新增負(fù)壓目標(biāo)值參數(shù)、調(diào)整時(shí)間參數(shù)，以及自調(diào)整引風(fēng)機(jī)輸出頻率算法。同時(shí)，上位機(jī)規(guī)劃負(fù)壓自控人機(jī)界面及相關(guān)操作。顯示如圖3所示。

根據(jù)滾筒負(fù)壓實(shí)時(shí)反饋值、引風(fēng)機(jī)輸出頻率等重要參數(shù)，實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)生產(chǎn)以后滾筒負(fù)壓能智能穩(wěn)定在目標(biāo)范圍的目的，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)引風(fēng)量和燃燒器當(dāng)前工況實(shí)時(shí)匹配，達(dá)到聯(lián)動(dòng)控制的效果。

負(fù)壓智能控制算法：引風(fēng)機(jī)目標(biāo)輸出頻率=引風(fēng)機(jī)實(shí)際輸出頻率+調(diào)整系數(shù)＊（負(fù)壓目標(biāo)值-負(fù)壓實(shí)際值）。

負(fù)壓智能閉環(huán)控制算法流程圖如圖4所示。

2.2 方案實(shí)施

根據(jù)以上流程圖，在實(shí)施過(guò)程中配置上位機(jī)程序，增加負(fù)壓智能控制設(shè)置按鈕，同時(shí)保留手動(dòng)操作按鈕，具體參數(shù)設(shè)置如圖5所示。

在這個(gè)參數(shù)設(shè)置界面中，可以看到負(fù)壓自控所需的所有參數(shù)。

（1）負(fù)壓設(shè)定值：設(shè)定期望的負(fù)壓值。

（2）負(fù)壓死區(qū)值：設(shè)定的負(fù)壓波動(dòng)范圍，允許負(fù)壓值在負(fù)壓設(shè)定值的正負(fù)值范圍內(nèi)波動(dòng)。

（3）報(bào)警上限：負(fù)壓報(bào)警高限位，負(fù)壓值大于設(shè)定值，則主界面出現(xiàn)負(fù)壓高報(bào)警提示。

（4）報(bào)警下限：負(fù)壓報(bào)警低限位，負(fù)壓值小于設(shè)定值，則主界面出現(xiàn)負(fù)壓低報(bào)警提示。

（5）延時(shí)時(shí)間：進(jìn)行完一次調(diào)整之后等待反饋的時(shí)間。

（6）取樣次數(shù)：設(shè)定求平均值的總次數(shù)。

（7）取樣時(shí)間：兩次取樣之間的間隔時(shí)間。

（8）S1、T1：實(shí)際負(fù)壓與設(shè)定負(fù)壓，誤差范圍在S1與S2之間時(shí)，每次調(diào)整T1時(shí)間的風(fēng)機(jī)頻率。

（9）S2、T2：實(shí)際負(fù)壓與設(shè)定負(fù)壓，誤差范圍在S2與S3之間時(shí)，每次調(diào)整T2時(shí)間的風(fēng)機(jī)頻率。

（10）S3、T3：實(shí)際負(fù)壓與設(shè)定負(fù)壓，誤差范圍在S3與S4之間時(shí)，每次調(diào)整T3時(shí)間的風(fēng)機(jī)頻率。

（11）S4、T4：實(shí)際負(fù)壓與設(shè)定負(fù)壓，誤差范圍在S4與S5之間時(shí)，每次調(diào)整T4時(shí)間的風(fēng)機(jī)頻率。

（12）S5、T5：實(shí)際負(fù)壓與設(shè)定負(fù)壓，誤差范圍大于S5時(shí)，每次調(diào)整T5時(shí)間的風(fēng)機(jī)頻率。

2.3 小結(jié)

綜上所述，負(fù)壓智能控制的技術(shù)路線(xiàn)包括以下3點(diǎn)：引風(fēng)機(jī)啟動(dòng)和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)采用變頻器控制，實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速；烘干滾筒端負(fù)壓實(shí)時(shí)檢測(cè)，滾動(dòng)濾波算法采集數(shù)據(jù)；引風(fēng)機(jī)當(dāng)前轉(zhuǎn)速和燃燒器工況數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字通訊，聯(lián)動(dòng)控制，如圖6所示。

3.結(jié)論

目前，瀝青站仍對(duì)操作人員技能要求較高，基本上還是靠操作人員手動(dòng)控制整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程，操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度大、設(shè)備維護(hù)清理的成本高。本文探討了一種烘干滾筒自動(dòng)調(diào)節(jié)滾筒內(nèi)部負(fù)壓的負(fù)壓智能控制技術(shù)，有效解決了“冒灰、回火、環(huán)境污染、勞動(dòng)強(qiáng)度大”等痛點(diǎn)，減少了人工干預(yù)，提高了工作效率，解決了瀝青站環(huán)境污染問(wèn)題，同時(shí)向智能化、無(wú)人化的主流發(fā)展方向邁進(jìn)了一步，具有重大的推廣意義。