專利名稱：回轉(zhuǎn)窯恒定給料控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種流量控制方法，具體地說是涉及一種回轉(zhuǎn)窯煅前給料量穩(wěn)定的回轉(zhuǎn)窯恒定給料控制方法。
背景技術(shù)：
炭素回轉(zhuǎn)窯煅前給料量的大小是確?；剞D(zhuǎn)窯生產(chǎn)過程各工序工藝條件的穩(wěn)定和產(chǎn)品質(zhì)量均一的基本前提。目前國(guó)內(nèi)回轉(zhuǎn)窯給料的方式一般是通過振動(dòng)給料機(jī)或圓盤給料機(jī)將煅前倉(cāng)的料輸送到皮帶輸送機(jī)，再由皮帶輸送機(jī)送入回轉(zhuǎn)窯給料溜管，給料量的大小通過調(diào)整振動(dòng)給料機(jī)的振幅或圓盤給料機(jī)的轉(zhuǎn)速來調(diào)整，由安裝在皮帶輸送機(jī)上的重量傳感器測(cè)量，但測(cè)得的結(jié)果不能參與圓盤(振動(dòng))給料機(jī)給料量大小的控制。這種給料方式對(duì)料的波動(dòng)的適應(yīng)性極差。同樣的振動(dòng)幅值或圓盤轉(zhuǎn)速下，瞬時(shí)料量的波動(dòng)范圍在設(shè)定值的±3t/h左右，給料量很不穩(wěn)定，嚴(yán)重影響煅燒工藝及產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種可提高回轉(zhuǎn)窯煅前給料穩(wěn)定性，采用單閉環(huán)計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制的回轉(zhuǎn)窯恒定給料控制方法。
本發(fā)明回轉(zhuǎn)窯恒定給料控制方法通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明回轉(zhuǎn)窯恒定給料控制方法所需的電器硬件包括PID控制器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、變頻器、給料機(jī)、上位機(jī)和重量傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器，皮帶電子稱，所述的控制方法包括以下步驟a、信號(hào)檢測(cè)步驟b、信號(hào)轉(zhuǎn)換及輸入步驟c、比較步驟d、運(yùn)算處理步驟e、調(diào)速步驟。
本發(fā)明回轉(zhuǎn)窯恒定給料控制方法與現(xiàn)有技術(shù)相比較有如下有益效果由于本發(fā)明采用了PID高速閉環(huán)控制單元對(duì)來自重量傳感器輸入的不斷檢測(cè)到的反饋信號(hào)模擬量和給定值進(jìn)行比較，然后按預(yù)定的控制模式進(jìn)行高速閉環(huán)跟隨控制，它把反饋信號(hào)和給定信號(hào)相比較，如果反饋信號(hào)(實(shí)際下料量)和給定信號(hào)(需要的下料量)不一樣，PID控制單元自動(dòng)實(shí)現(xiàn)閉環(huán)高速控制，最終使下料量達(dá)到設(shè)定要求值，PLC通過傳感器隨時(shí)采樣皮帶輸送機(jī)的料量信號(hào)，與設(shè)定的料量相比較，獲得的偏差以及偏差變化率由數(shù)字控制器進(jìn)行運(yùn)算處理，和上位機(jī)設(shè)定的給定值相比較，進(jìn)行PID閉環(huán)跟隨控制，PID單元輸出給變頻器4-20mA模擬量信號(hào)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的模擬量參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，改變變頻器輸入頻率的大小來改變給料機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而使皮帶上的料量逐漸趨近設(shè)定的料量值，達(dá)到穩(wěn)定下料的效果。實(shí)現(xiàn)恒定自動(dòng)給料功能，恒定給料調(diào)節(jié)周期為60秒，保證每小時(shí)下料量的控制精度達(dá)到1％。操作控制更容易，自接在計(jì)算機(jī)上可實(shí)現(xiàn)操作控制，控制更加精細(xì)化。由于采用自動(dòng)控制，控制量比較穩(wěn)定，大窯的工作情況穩(wěn)定，煅燒帶長(zhǎng)度及位置實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定控制，煅后焦的比電阻波動(dòng)范圍減小，且穩(wěn)定控制在550Ωmm2/m以下。煅后焦比電阻值穩(wěn)定，波動(dòng)小，煅后原料性能一致性好。大幅度減小了操作工的勞動(dòng)強(qiáng)度，影響大窯生產(chǎn)穩(wěn)定性的參數(shù)受每班的影響比較小，只要一個(gè)班獲得較好的調(diào)節(jié)參數(shù)，其他班就不必改動(dòng)，避免了人為習(xí)慣的因素。使煅燒生產(chǎn)工況更加穩(wěn)定，回轉(zhuǎn)窯燃燒室燃燒效率大幅度提升，窯尾排煙濃度大幅度下降。本發(fā)明適用于炭素回轉(zhuǎn)窯以圓盤給料機(jī)為給料設(shè)備，以皮帶電子稱為稱量設(shè)備的煅前給料過程中。


本發(fā)明回轉(zhuǎn)窯恒定給料控制方法有如下附圖圖1為本發(fā)明回轉(zhuǎn)窯恒定給料控制方法給料量調(diào)節(jié)原理圖。
其中1、PID控制器；2、數(shù)模轉(zhuǎn)換器；3、變頻器；4、給料機(jī)；5、上位機(jī)；6、重量傳感器；7、模數(shù)轉(zhuǎn)換器；8、皮帶電子稱。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明回轉(zhuǎn)窯恒定給料控制方法技術(shù)方案作進(jìn)一步描述。
如圖1所示，本發(fā)明回轉(zhuǎn)窯恒定給料控制方法所需的電器硬件包括PID控制器1、數(shù)模轉(zhuǎn)換器2、變頻器3、給料機(jī)4、上位機(jī)5和重量傳感器6，模數(shù)轉(zhuǎn)換器7，皮帶電子稱8，所述的控制方法包括以下步驟a、信號(hào)檢測(cè)步驟 由重量傳感器6檢測(cè)皮帶秤的料量信號(hào)；b、信號(hào)轉(zhuǎn)換及輸入步驟 由模數(shù)轉(zhuǎn)換器7將重量傳感器6測(cè)得的模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信號(hào)后輸送到上位機(jī)5。
c、比較步驟 由PLC的PID控制器1根據(jù)重量傳感器6檢測(cè)到的料量信號(hào)通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器7輸送到上位機(jī)5，與上位機(jī)5設(shè)定的料量進(jìn)行比較；d、運(yùn)算處理步驟 由PID控制器1對(duì)獲得的實(shí)際料量與設(shè)定料量的偏差以及偏差率進(jìn)行運(yùn)算處理；e、調(diào)速步驟 由PLC發(fā)出指令，通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器2將4～20mA信號(hào)傳遞給變頻器3，通過改變變頻器3的輸入頻率調(diào)節(jié)給料機(jī)的供電頻率從而改變給料機(jī)的轉(zhuǎn)速。
所述的信號(hào)由皮帶電子稱8下方的重量傳感器6實(shí)時(shí)采集，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器7轉(zhuǎn)換后與上位機(jī)5連接。
所述的PID控制器1為高速閉環(huán)控制單元，其對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的模擬量不斷檢測(cè)，通過CPU計(jì)算后輸出相應(yīng)模擬量，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的模擬量參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制的單元；PID控制器1的反饋信號(hào)來自重量傳感器6，對(duì)重量傳感器6隨時(shí)采樣皮帶電子稱8的料量信號(hào)反饋量與上位機(jī)5設(shè)定的料量給定值相比較，獲得的偏差以及偏差變化率由數(shù)字控制器CPU進(jìn)行運(yùn)算處理，進(jìn)行PID閉環(huán)跟隨控制；PID單元將運(yùn)算結(jié)果輸出給變頻器4-20mA模擬量信號(hào)，改變變頻器輸入頻率的大小來改變給料機(jī)的轉(zhuǎn)速，使皮帶上的料量逐漸趨近設(shè)定的料量數(shù)據(jù)值。
實(shí)施例1。
圖中的圓盤給料機(jī)4驅(qū)動(dòng)電機(jī)選用三相異步電機(jī)，以實(shí)現(xiàn)變頻驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)給料機(jī)給料量的調(diào)節(jié)。
圖中的PID為可編程控制器PLC的高速閉環(huán)控制單元，PLC與上位機(jī)5連接，PID與數(shù)模轉(zhuǎn)換器2連接，數(shù)模轉(zhuǎn)換器2與給料機(jī)4連接，重量傳感器6設(shè)置在皮帶電子稱8的下方并與皮帶接觸；重量傳感器6的反饋信號(hào)與模數(shù)轉(zhuǎn)換器7連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換器7與上位機(jī)5連接。PID單元的作用是對(duì)不斷檢測(cè)到的模擬量和給定值進(jìn)行比較，然后按預(yù)定的控制模式進(jìn)行高速閉環(huán)跟隨控制，它把反饋信號(hào)和給定信號(hào)相比較，如果反饋信號(hào)即實(shí)際下料量和給定信號(hào)即需要的下料量不一樣，PID控制單元自動(dòng)實(shí)現(xiàn)閉環(huán)高速控制，使下料量達(dá)到給定的數(shù)據(jù)。
圖中的重量傳感器6對(duì)皮帶上的料量大小進(jìn)行不間斷實(shí)時(shí)采集，模數(shù)轉(zhuǎn)換器7將重量傳感器6采集并傳遞到的模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字量信號(hào)，該數(shù)字量在PLC中與設(shè)定值即數(shù)字量進(jìn)行對(duì)比，對(duì)比的結(jié)果偏差值e由PID控制器1進(jìn)行整定，整定結(jié)果即數(shù)字量由數(shù)模轉(zhuǎn)換器2轉(zhuǎn)化為4～20mA電流信號(hào)，以改變變頻器3的供電頻率，變頻器3為MM440變頻器，使給料機(jī)4的三相異步電機(jī)轉(zhuǎn)速得到改變，從而改變給料機(jī)4的給料量。
權(quán)利要求
1.一種回轉(zhuǎn)窯恒定給料控制方法，所需的電器硬件包括PID控制器(1)、數(shù)模轉(zhuǎn)換器(2)、變頻器(3)、給料機(jī)(4)、上位機(jī)(5)和重量傳感器(6)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(7)，皮帶電子稱(8)，PLC與上位機(jī)5連接，PID與數(shù)模轉(zhuǎn)換器2連接，數(shù)模轉(zhuǎn)換器2與給料機(jī)4連接，重量傳感器6設(shè)置在皮帶電子稱8的下方并與皮帶接觸；重量傳感器6的反饋信號(hào)與模數(shù)轉(zhuǎn)換器7連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換器7與上位機(jī)5連接，其特征在于所述的控制方法包括以下步驟a、信號(hào)檢測(cè)步驟 由重量傳感器(6)檢測(cè)皮帶秤的料量信號(hào)；b、信號(hào)轉(zhuǎn)換及輸送步驟 由模數(shù)轉(zhuǎn)換器(7)將重量傳感器(6)測(cè)得的模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信號(hào)后輸送到上位機(jī)(5)；c、比較步驟 由PLC的PID控制器(1)將來自模數(shù)轉(zhuǎn)換器(7)料量信號(hào)數(shù)字量與上位機(jī)(5)設(shè)定的料量信號(hào)數(shù)字量進(jìn)行比較；d、運(yùn)算處理步驟 由PID控制器(1)對(duì)獲得的實(shí)際料量與設(shè)定料量的偏差以及偏差率進(jìn)行運(yùn)算處理；e、調(diào)速步驟 由PLC發(fā)出指令，數(shù)模轉(zhuǎn)換器(2)將4～20mA電流信號(hào)傳遞給變頻器(3)，通過改變變頻器(3)的輸入頻率來調(diào)節(jié)給料機(jī)的三相異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回轉(zhuǎn)窯恒定給料控制方法，其特征在于所述的模擬量信號(hào)由皮帶輸送機(jī)(8)下方的重量傳感器(6)實(shí)時(shí)采集，通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器(7)轉(zhuǎn)換后與上位機(jī)(5)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回轉(zhuǎn)窯恒定給料控制方法，其特征在于所述的PID控制器(1)為高速閉環(huán)控制單元，其對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的模擬量不斷檢測(cè)，通過CPU計(jì)算后輸出相應(yīng)模擬量，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的模擬量參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制的單元；PID控制器(1)的反饋信號(hào)來自重量傳感器(6)，對(duì)重量傳感器(6)隨時(shí)采樣皮帶輸送機(jī)(8)的料量信號(hào)反饋量與上位機(jī)(5)設(shè)定的料量給定值相比較，獲得的偏差以及偏差變化率由數(shù)字控制器進(jìn)行運(yùn)算處理，進(jìn)行PID閉環(huán)跟隨控制；PID單元將運(yùn)算結(jié)果輸出給變頻器4-20mA模擬量信號(hào)，改變變頻器輸入頻率的大小來改變給料機(jī)三相異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而改變給料機(jī)的給料量，最終使皮帶電子稱(8)上的料量逐漸趨近設(shè)定的料量數(shù)據(jù)值。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種流量控制方法，具體地說是涉及一種回轉(zhuǎn)窯煅前給料量穩(wěn)定的回轉(zhuǎn)窯恒定給料控制方法。本發(fā)明回轉(zhuǎn)窯恒定給料控制方法包括PID控制器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、變頻器、給料機(jī)、上位機(jī)和重量傳感器，所述的控制方法包括以下步驟a、信號(hào)檢測(cè)步驟 b、比較步驟 c、運(yùn)算處理步驟 d、調(diào)速步驟。本發(fā)明的有益效果由于本發(fā)明采用了PID高速閉環(huán)控制單元對(duì)來自重量傳感器輸入的不斷檢測(cè)到的反饋信號(hào)模擬量和給定值進(jìn)行比較后進(jìn)行調(diào)節(jié)，達(dá)到穩(wěn)定下料的效果。實(shí)現(xiàn)恒定自動(dòng)給料功能，操作控制更容易，控制更加精細(xì)化?？刂屏勘容^穩(wěn)定。本發(fā)明適用于炭素回轉(zhuǎn)窯以圓盤給料機(jī)為給料設(shè)備，以皮帶電子稱為稱量設(shè)備的煅前給料過程中。
文檔編號(hào)G05B11/42GK1996403SQ20061002273
公開日2007年7月11日 申請(qǐng)日期2006年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月28日
發(fā)明者趙永金, 何文建, 王寶軍, 王春龍, 曹培軍, 王洪宇, 劉航東, 孫成晶, 馬萬(wàn)勝, 尤祥勝, 楊笠, 張亮, 韓偉波, 馮剛, 楊懷蓉 申請(qǐng)人:中國(guó)鋁業(yè)股份有限公司