应用案例

烧结工艺自动加水
来源: | 作者:pro96037f | 发布时间: 550天前 | 1063 次浏览 | 分享到:

烧结工艺加水点分别位于烧结机的一次混合机、二次混合机滚筒内,因此微波水分仪分别安装在一混后皮带、二混后皮带(工艺要求),可以更快速的测量混合后烧结料含水量,利于智能加水系统及时进行水分值调整,把水分控制在工艺要求的目标值,达到稳定烧结矿质量的目的。
                         

   1、下图所示配料室通过配料称下料,将不同料种的料下到混1皮带机上,混1皮带机将料运送到混合机内进行混合并且加水,混1皮带机上装有计量称,实时称出混1上的过料量。混合机在运行过程中,物料从混合机头部进入,加水管从头部进行加水,经过数分钟混合后,从尾部排出,尾部的微波水分仪实时检测出物料水分,物料排出水分要保持在一个合理的范围。头部加水量的具体数值是自动加水系统的关键。

2、现场控制系统情况

控制系统硬件包括一台模型服务器、一台数据库服务器以及相关烧结过程控制模型软件及研华工控机等

3、影响物料加水量的因素

(1)物料水分率的变化,会直接影响进混合机物料的水分,对于这种情况,由于变化前是不可知的,只能通过微波水分仪检测到的水分值进行判断。

(2)混合机入料量的变化,入料量越多需要的加水量越多,入料量越少需要的加水量越少。

(3)加水装置本身的误差;加水装置本身加水量也存在滞后或者误差,这其中包括流量计误差,变频器的响应速度,控制系统产生的超调等等,这也会影响物料的最终水分率,所以正确选择加水系统的硬件设备,对整个系统非常重要。加水系统的硬件一般有两种,通过变频器调节加水或者使用调节阀门调节加水。两种方法类似,我们以变频器为例。

 

4、加水中影响加水量的因素及采用的控制方法

 在本工程中,为了得到满意的目标水分率,我采用了多种控制方式来保证加水的及时准确,而其中最重要的控制方法是前馈和反馈。现在我们结合实际使用分别对两种方法进行介绍,由于混1上的计量称到混合机头部有一段距离,皮带从计量称到混合机头部所需时间为T1秒,所以混合机称得的重量也需要延迟T1秒后才是混合机头部实时的入料量。

(1)前馈控制:由于生产的需要,配料室下料量会不断变化,而加水量和下料量成正比,因此系统必须实时对此原因引起的加水量需求变化进行调节,否则将会严重影响出料口的物料水分率,为此我们引入前馈控制。在前馈计算中混合机初次入料时,由操作人员根据经验人工设置变频器频率HZ调节加水量,混合机加水量FI,下料量延迟T1秒后的值WI,物料实际水分率MI1,当实际水分率达到生产要求并平稳运行一段时间和,由程序自动截取该种料的加水量FI1,料量WI1,水分率MI1的值。在接下来的计算中,我们将以此时的加水量FI1的加水基准值,此时的料量WI1为下料量基准值,作为前馈计算的依据。将原料的实时进料量WI2延迟T1秒后与基准值WI1进行相除得出系数WS,再用WS乘以基准加水量FI1,其结果为FI2作为前馈加水量(非总加水量)。由于前馈的加水量与实际料量成简单的正比关系,所以其在料量称量准确,皮带运行时间精确的情况下,前馈控制的各方面都十分让人满意。

(2)反馈控制:混合机出料口出料并经微波水分仪检测得出实际水分值。而此时实际水分值和目标水分值仍有偏差。引起这种情况的原因,既有可能是前馈加水误差引起的,也有可能是原料含水量变化引起的。由于混合机物料混合时间长,料从入料口到出料口需要数分钟,如果使用PID控制,则时间滞后过大,调节效果差强人意,因此再设计时候并未使用PID控制,而是采用了一种更为简单的计算方式。在本设计中,我首先对实际水分率最近十秒内的数值进行平均,以降低干扰信号的扰动。随后,用目标水分率减去实际水分率,取得差值乘以进料量,其值为FI2。但因为混合机混合时间为T2秒,所以不能将补偿值实时的传给计算中,而应该每T2秒取一次值,且将历次取值进行叠加,叠加后的值再与重量系数WS相乘后为FI3

 手动修正:在自动加水时,当出现非正常情况,或者当操作人员想对加水进行快速干预时,还可以使用手动加入修正值的办法。例如当操作人员想在现在的加水量设定值的基础上,增加或减少加水量,便可以输入相应修正量FI4(正负数均可),程序则可以迅速与前馈值FI2反馈至FI3相加,并将最终结果FI5作为系统加水量设定值。

FI2:前馈计算加水量

FI3:反馈计算加水量

FI4:手动修改值

FI5:总加水量

FI5=FI2+FI3+FI4

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