0 引言

水泥行業對生料配料微機系統的要求是能適應惡劣的現場環境，運行穩定，抗干擾能力強，計量準確，有數據加工處理能力，易于維修，同時具有良好的經濟性。水泥生料配料控制系統是新推出的新一代工業控制系統，它集水泥生料配料，成分控制，磨機負荷控制和多元素分析儀為一體，在國家火炬產品WPK-III型水泥配料控制系統的基礎上，采用國際流行的工業PC總線結構，使系統具有更高的可靠性、更強的性能、更優良的控制軟件及美觀的外型。適用于各種工藝的水泥配料生產控制。微機配料系統是采用優選16位工業計算機開發而成的新一代配料系統，具有實用可靠、功能強、結構簡單、易學易用等優點。該機使用靜態RAM代替動態RAM，有效提高了抗干擾能力;采用無(軟、硬)盤DOS引導技術，用無運動部件的EPROM盤取代容易磨損的軟盤驅動器，使該機能適用于像水泥廠這樣多粉塵、強振動的惡劣控制現場;由于微機采用實時PID方式直接控制TDG調速皮帶秤，系統具有配方計算及根據生料成分實測值自動調整各物料配比等功能，并具有報表打印及斷料(卡料或打滑)自動報警等功能。本系統最多可控制15臺皮帶秤，還可以配接多元素分析儀、磨機負荷(電耳、提升機功率)，可以聯網，以適應現代水泥生產的新要求及節能降耗的經濟指標。在水泥生產過程中，生料配料的合格率是影響水泥煅燒質量的重要因素。生料配料是將經過粗加工后的水泥原材料按一定比例混合在一起的過程。由于原材料礦物質組分含量有差異，目前大多數水泥生產企業質量控制采用的是每小時對生料質量取樣一次并進行成分化驗，根據化驗的結果對下一小時的配料比例進行調整控制。采用人工的配料方法無法快速、準確、實時地控制生料配料過程。近年來由PC機與單板機、單片機、控制器組成的系統在水泥生料配料中得到了較為廣泛的應用。但大都采用的是通過控制勵磁電機調速實現的，勵磁電機的勵磁電壓控制容易受干擾，穩定性較差，難以實現皮帶秤速度的精確調整。隨著變頻調速技術的發展，皮帶秤采用變頻調速已成現實。

1 水泥生料配料微機控制系統的硬件組成

水泥生料配料微機控制系統的硬件組成如圖1所示。

此系統包括1臺微型工業計算機，打印機，多功

能板(包括A/D，D/A)，帶光隔離的I/O 板，稱重傳感器，轉速傳感器，變頻器等。稱重傳感器、速度傳感器的信號均為0~l0 V的標準信號，經整流濾波后送入多功能板。微機發出的電機調速信號經由多功能板再經過濾波后(0~10 V)接入變頻器的模擬電壓頻率設定輸入端。也可單獨采用手動方式實現變頻器對電機速度的調整。圖2顯示了系統主要部件外形圖。

2 水泥生料配料微機控制系統介紹

2.1 系統工作過程

水泥生產原料經過破碎后分別存入原料庫中，庫底由棒狀卸料閥進行卸料，并安裝一臺皮帶秤。當系統啟動運行時，依據生產需要，需要下料的原料庫卸料閥打開，原料流到皮帶秤上，電機帶動皮帶機按照設定的速度轉動，隨著皮帶的轉動下料口的原料被拉出。系統通過對皮帶機上的原料稱重和皮帶機的速度計算出流量與設定流量比較，若有偏差則進行PID調節，調整皮帶機的轉速以達到按一定比例和流量進行配料之目的。此系統無須人工干預，保證了連續可靠高準確度地配料;并且具有很強的自動排錯功能，常見的錯誤操作將被提示拒絕執行;還具有較完善的報警功能，當不正?，F象發生時，系統將聲光報警并指出故障環節，此時可以用手動方式進行調速配料。

2.2 系統軟件及實現的功能

本系統軟件采用Windows 下C+ + builder 語言編程。由實時監控數據處理和信息數據輸入及管理等三部分組成。

2.3 監控數據處理

包括對各稱重傳感器信號、電機轉速信號等數據的采集，以及依據設定的物料配比值自動控制皮帶機的速度達到控制物料流量的目的。依據生產實際應用情況設計了皮帶秤去皮程序，實現了轉速轉換平穩、流量穩定、計量準確的功能。

2.4 信息數據的輸人

采用圖形用戶界面，對系統需要用戶輸入的各種數據用按鈕提示輸入，操作簡單明了，操作工易學好用。

2.5 信息數據的管理

可隨時對總產量、班產量、單秤產量、日報、月報以及各秤的即時流量等進行查詢、顯示和打印。對壓力、轉速、流量等參數異常進行聲光報警。

2.6 系統的特點

1)系統使用微機通過變頻器對皮帶秤調速，控制穩定、抗干擾強、節能耐用、性能價格比高、操作方便，即使計算機出現故障也可使用變頻器直接手動調速生產，大大增加了系統的可靠性。

2)系統對有關信號采用屏蔽電纜傳送，經過光耦及整流濾波防止了強電和脈沖干擾，增加了測量的準確性。

3)精確的質量控制可使配料合格率達90%以上，產量也得到提高。可在線輸入原料成分的化驗結果，根據給定的飽和比(KH)、硅配比(N)和鋁氧率(P)，自動給出各原料的配比;可根據多元素分析儀或化驗結果自動調整配比;也可與磨機的多元素分析儀相連，構成配料閉環控制系統，從而實現質量控制。

4)簡捷的人機對話軟件提供由高清晰度彩色屏幕顯示的豐富的菜單信息和出錯信息;能設定各控制點的參數值;可跟蹤顯示生產過程中各下料口下料情況以及各物料的設定稱值、實測稱值、累計重量和班次，及時報警并顯示故障位置;隨時打印各種物料的配比情況和累計稱數、自動打印班產量、日產量和月產量及實際配比、給定配比和故障情況。

3 變頻器控制系統及工作原理

圖3所示為變頻器控制系統接線圖。

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