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現(xiàn)場儀表

用軟件程序替代配料秤控制儀表系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用

2025China.cn   2008年01月24日
  天山水泥股份有限公司(以下簡稱我公司)二分廠原料制備、7號水泥磨配料設(shè)備均為進(jìn)口設(shè)備,從1992年使用至今已14年,不但設(shè)備開始老化,備件在市場上也已經(jīng)不再生產(chǎn),配料秤控制儀表一旦出現(xiàn)問題?穴一臺配料秤儀表在2.5萬元以上?雪,其所在工藝的質(zhì)量將無法控制,而如果更換新的配料設(shè)備,則投入太大。2002年我公司擴(kuò)建技改,使用了昆騰系列的自動控制系統(tǒng),使用的編程軟件為Concept2.5,監(jiān)控軟件為Monitor pro7.0,運(yùn)行至今一直比較穩(wěn)定。為此,我們決定利用這些軟件的編程來替代配料秤控制儀表的控制功能,以期徹底解決這一問題。
1 現(xiàn)在使用的配料秤控制方式(圖1)


  秤儀表的硬件結(jié)構(gòu)復(fù)雜,出現(xiàn)問題很難找到故障點(diǎn)。秤的速度信號和重量信號是通過秤的儀表處理后,轉(zhuǎn)換為流量信號,傳到中央控制室對調(diào)配秤進(jìn)行調(diào)節(jié),操作人員無法知道計(jì)量秤實(shí)際運(yùn)行情況。
對配料秤的關(guān)鍵參數(shù),如:流量的計(jì)算、設(shè)定、反饋?熏參數(shù)設(shè)定,零點(diǎn)效驗(yàn),自重效驗(yàn),稱重效驗(yàn)等都在秤的儀表中完成。
顯然,配料秤的儀表一旦出現(xiàn)問題,配料秤的配料將無法進(jìn)行,給生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量帶來無法估量的損失。
2 開發(fā)調(diào)試
  應(yīng)用計(jì)量秤控制軟件,更能直接反映物料輸送的狀況,用數(shù)據(jù)代替經(jīng)驗(yàn),找出最佳物料控制方案。從現(xiàn)場看,秤傳感器輸出的電壓信號與現(xiàn)有模塊所能接收的4~20mA信號不匹配。重量信號通過模塊進(jìn)入軟件,信號波動大。軟件中的PID功能塊進(jìn)行調(diào)節(jié)其參數(shù)的設(shè)置存在不確定性。通過原因分析,我們確定以下四點(diǎn)為此軟件編程的重點(diǎn):
(1)要用軟件來解決現(xiàn)場傳來的負(fù)荷信號波動較大的問題;
(2)根據(jù)數(shù)字模型編寫流量計(jì)算程序;
(3)運(yùn)用PID功能塊對流量進(jìn)行控制;
(4)編寫控制程序。


  首先,我們將工控機(jī)的上位機(jī)與現(xiàn)場控制模塊相聯(lián),對現(xiàn)場配料秤傳來的重量信號進(jìn)行采集,并在軟件中作歷史趨勢進(jìn)行觀察。我們采用取平均值的方法進(jìn)行濾波,由于不同采集時間將得到不同的濾波效果,我們在精度允許范圍內(nèi),分別采用0.1s0.2s0.3s0.5s四個采集時間進(jìn)行對比,經(jīng)過六天歷史趨勢的對比,濾波效果最好的采集時間是0.2s。
其次,根據(jù)數(shù)學(xué)模型編寫程序。
再其次,根據(jù)調(diào)節(jié)要求,經(jīng)過反復(fù)挑選研究,決定使用PID功能塊。
比較給定流量和反饋流量,進(jìn)行PID調(diào)節(jié)后的值,通過模塊輸出4~20mA信號給變頻器,從而以控制電機(jī)轉(zhuǎn)速來控制流量。
  最后編制程序,如圖2所示。自重效驗(yàn):秤空轉(zhuǎn)時皮帶自身的重量;零點(diǎn)效驗(yàn):秤空轉(zhuǎn)時對零點(diǎn)的調(diào)整;稱重效驗(yàn):秤的掛碼效驗(yàn),比較理論值與實(shí)際值的偏差。注:0.95<校正系數(shù)K<1.05,否則認(rèn)為傳感器壞或有機(jī)械故障。
  全部的編程工作完成后,在生料磨9號秤上試運(yùn)行,對一周的長趨勢進(jìn)行觀察,投料穩(wěn)定,與計(jì)量人員多次的實(shí)物標(biāo)秤結(jié)果進(jìn)行比較,偏差較小,完全可以替代配料秤儀表。
  從各方面的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)看軟件的故障率是最低的,且容易查找故障點(diǎn)(表1)。
  通過數(shù)據(jù)分析,誤差波動不大,滿足配料秤計(jì)量精度≤3.0%的要求。這不僅為我廠解決了生產(chǎn)上的問題,而且也降低了生產(chǎn)成本。

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