水煤漿跟蹤配料控制系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種水煤漿跟蹤配料控制系統(tǒng)，包括上級(jí)控制裝置和下級(jí)控制裝置，所述上級(jí)控制裝置為一臺(tái)嵌入式微機(jī)，設(shè)立數(shù)學(xué)模型程序，用于完成水煤漿制備成分配比及實(shí)際用量的計(jì)算，并向下級(jí)控制裝置發(fā)出流量指令。所述下級(jí)控制裝置包括至少二臺(tái)微機(jī)控制器和與之相關(guān)的變頻器；所述變頻器控制給料設(shè)備速度，所述給料設(shè)備均配置計(jì)量器。所述每臺(tái)微機(jī)控制器通過(guò)接收來(lái)自所述上級(jí)控制裝置的流量指令和采集計(jì)量器的流量信息來(lái)控制和調(diào)整給料設(shè)備的給料量。本發(fā)明操作簡(jiǎn)易、直觀、方便，無(wú)需具備專(zhuān)業(yè)知識(shí)的人員操作，降低了人為因素的干擾和影響，省去了多次配方驗(yàn)證步驟，大大節(jié)約操作成本。
【專(zhuān)利說(shuō)明】水煤漿跟蹤配料控制系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水煤漿生產(chǎn)領(lǐng)域，具體涉及一種水煤漿跟蹤配料控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]水煤漿制備的主要原料為煤粉、添加劑及工藝水，水煤漿配比控制是水煤漿制備質(zhì)量的關(guān)鍵?，F(xiàn)有的水煤漿制備生產(chǎn)線(xiàn)無(wú)水煤漿制備原料自動(dòng)跟蹤配料控制技術(shù)，絕大部分企業(yè)采用人工稱(chēng)量配比，少部分企業(yè)采用了自動(dòng)配比設(shè)備，但其配比僅是重量配比，而非成分配比。水煤漿原料配比的準(zhǔn)確度需在水煤漿制備工藝后期的化驗(yàn)環(huán)節(jié)獲知，每次原料配比的每次調(diào)整均需通過(guò)化驗(yàn)驗(yàn)證。即使如此，水煤漿制備原料品種規(guī)格的每次變動(dòng)，均需重新確定水煤漿制備的成分比例，下一次的調(diào)整意味著上一次配比原料的浪費(fèi)及效益損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明目的:本發(fā)明的目的是為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，提供一種可以對(duì)水煤漿生產(chǎn)線(xiàn)上進(jìn)入磨機(jī)的原煤、工藝水和添加劑進(jìn)行計(jì)量給料、配比控制和流量監(jiān)控的水煤漿自動(dòng)跟蹤配料系統(tǒng)。
[0004]技術(shù)方案:本發(fā)明所述的一種水煤漿跟蹤配料控制系統(tǒng)，包括上級(jí)控制裝置和下級(jí)控制裝置，所述上級(jí)控制裝置為一臺(tái)嵌入式微機(jī)，其內(nèi)設(shè)立數(shù)學(xué)模型程序，用于完成水煤漿制備成分配比及實(shí)際用量的計(jì)算，并向下級(jí)控制裝置發(fā)出流量指令；所述下級(jí)控制裝置包括至少二臺(tái)微機(jī)控制器及與之相關(guān)的變頻器，所述變頻器控制給料設(shè)備速度，所述給料設(shè)備均配置計(jì)量器，所述每臺(tái)微機(jī)控制器通過(guò)接收來(lái)自所述上級(jí)控制裝置的流量指令和采集所述計(jì)量器的流量信息來(lái)控制和調(diào)整給料設(shè)備的給料量。
[0005]優(yōu)選地，所述下級(jí)控制裝置包括三臺(tái)微機(jī)控制器，分別為煤粉微機(jī)控制器、添加劑微機(jī)控制器和工藝水微機(jī)控制器。
[0006]優(yōu)選地，所述煤粉微機(jī)控制器采集的流量信號(hào)來(lái)自與煤粉給料機(jī)相連的稱(chēng)重傳感器和測(cè)速傳感器；所述添加劑微機(jī)控制器采集的流量信號(hào)來(lái)自與添加劑給料泵配套的管道流量計(jì)；所述工藝水微機(jī)控制器采集的流量信號(hào)來(lái)自與工藝水給料泵配套的管道流量計(jì)。
[0007]優(yōu)選地，所述給料設(shè)備包括煤粉給料設(shè)備、添加劑給料設(shè)備和工藝水給料設(shè)備。
[0008]優(yōu)選地，所述煤粉給料設(shè)備為皮帶給料機(jī)、螺旋給料機(jī)或斗式給料機(jī)中的一種。
[0009]優(yōu)選地，所述工藝水給料設(shè)備為螺桿泵或離心泵。
[0010]優(yōu)選地，所述添加劑給料設(shè)備由添加劑的種類(lèi)決定，當(dāng)添加劑為液體時(shí)，所述給料設(shè)備為螺桿泵或離心泵，當(dāng)添加劑為干粉狀或顆粒狀時(shí)，所述給料設(shè)備為失重式微給料機(jī)或斗式給料機(jī)。
[0011]有益效果:
[0012]1、采用水煤漿自動(dòng)跟蹤配料系統(tǒng)，企業(yè)大大降低了對(duì)專(zhuān)業(yè)人員的依賴(lài)性，降低了水煤漿行業(yè)入門(mén)門(mén)檻其次，自動(dòng)跟蹤配料控制系統(tǒng)操作簡(jiǎn)易、直觀、方便，無(wú)需具備專(zhuān)業(yè)知識(shí)的人員操作，尤其對(duì)水煤漿制備質(zhì)量而言，完全降低了人為因素的干擾和影響。
[0013]2、采用水煤漿自動(dòng)跟蹤配比控制技術(shù)所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益是顯而易見(jiàn)的:以年產(chǎn)25萬(wàn)噸的水煤漿生產(chǎn)線(xiàn)為例，僅開(kāi)啟前半段水煤漿制備工藝設(shè)備，其電力功耗為1700kw多。水煤漿從原料投入至可采用化驗(yàn)，約耗時(shí)I小時(shí)，即每次配方驗(yàn)證的功耗為1700kw，電費(fèi)2950元；消耗煤量20噸，煤價(jià)按950元/噸算，折價(jià)19760元；添加劑消耗量?jī)r(jià)約7110元；消耗水量11立方，按4元/立方算,折價(jià)44元。僅上述內(nèi)容,不包括設(shè)備折舊費(fèi)、人工費(fèi)等費(fèi)用，配方驗(yàn)證需耗資29850元，可見(jiàn)每減少一次配方驗(yàn)證可少支出3萬(wàn)元，如果每年減少十次配方驗(yàn)證，其節(jié)省的費(fèi)用對(duì)一個(gè)企業(yè)來(lái)說(shuō)是不能低估的。而如果水煤漿生產(chǎn)線(xiàn)采用了自動(dòng)跟蹤配比控制系統(tǒng)，配方驗(yàn)證幾乎一次就成，僅作微調(diào)即可。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]為了加深對(duì)本發(fā)明的理解，下面將結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述，該實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。
[0016]實(shí)施例1
[0017]如圖1所示，一種水煤漿跟蹤配料控制系統(tǒng)，包括上級(jí)控制裝置和下級(jí)控制裝置，所述上級(jí)控制裝置為一臺(tái)嵌入式微機(jī)，其內(nèi)設(shè)立數(shù)學(xué)模型程序，采用可與DCS系統(tǒng)通訊聯(lián)絡(luò)的人機(jī)觸摸屏界面，用于完成水煤漿制備成分配比和實(shí)際用量的計(jì)算，并向下級(jí)控制裝置發(fā)出流量指令；所述下級(jí)控制裝置包括三臺(tái)微機(jī)控制器，分別為煤粉微機(jī)控制器、添加劑微機(jī)控制器和工藝水微機(jī)控制器；
[0018]所述煤粉微機(jī)控制器通過(guò)變頻器控制煤粉皮帶給料機(jī)的速度，稱(chēng)重傳感器和測(cè)速傳感器作為計(jì)量器，其重量信號(hào)進(jìn)入煤粉微機(jī)控制器，煤粉微機(jī)控制器再根據(jù)采集的實(shí)時(shí)重量信號(hào)調(diào)整煤粉皮帶給料機(jī)的額定給料量。
[0019]所述添加劑微機(jī)控制器通過(guò)變頻器控制添加劑給料泵的轉(zhuǎn)速，與添加劑給料泵配套的管道流量計(jì)的流量信號(hào)進(jìn)入添加劑微機(jī)控制器，添加劑微機(jī)控制器再根據(jù)采集的實(shí)時(shí)流量信號(hào)調(diào)整添加劑給料泵的額定流量。
[0020]所述工藝水微機(jī)控制器通過(guò)變頻器控制工藝水給水泵的轉(zhuǎn)速，與工藝水給水泵配套的管道流量計(jì)的流量信號(hào)進(jìn)入工藝水微機(jī)控制器，工藝水微機(jī)控制器再根據(jù)采集的實(shí)時(shí)流量信號(hào)調(diào)整工藝水給水泵的額定流量。
[0021]球磨機(jī)作為后道工藝設(shè)備，用來(lái)接收煤、工藝水和添加劑等物料，進(jìn)行混合研磨。
[0022]實(shí)施例2
[0023]本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處在于給料設(shè)備，將實(shí)施例1中的煤粉皮帶給料機(jī)替換為煤粉螺旋給料機(jī)，其余設(shè)備與實(shí)施例1相同。
[0024]實(shí)施例3
[0025]本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處在于給料設(shè)備，將實(shí)施例1中的添加劑給料泵替換為為失重式微給料機(jī)，剔除管道流量計(jì)，其余設(shè)備與實(shí)施例1相同。
[0026]水煤漿跟蹤配料控制系統(tǒng)的工作原理:[0027]本實(shí)施例選用可與DCS系統(tǒng)通訊聯(lián)絡(luò)的嵌入式微機(jī)做人機(jī)界面，在觸摸屏上設(shè)置煤粉、工藝水、添加劑的入磨比例值、各自的流量值及其它參數(shù)，所述嵌入式微機(jī)根據(jù)水煤漿工藝所要求的濃度值以及所用原料的含水率，演算出水煤漿制備工藝煤粉、添加劑的實(shí)際需用量，同時(shí)演算出工藝水的實(shí)際補(bǔ)充量，由此完成水煤漿制備的成分配比計(jì)算。當(dāng)成分配比確定后，所述嵌入式微機(jī)根據(jù)純煤粉、純添加劑及工藝水的實(shí)際需用量，將其折算成選用原料的重量配方，即確定下級(jí)控制層次功能所需煤粉流量值、添加劑流量值和工藝水流量值。
[0028]三臺(tái)微機(jī)控制器分別執(zhí)行煤粉、添加劑及工藝水的流量指令，啟動(dòng)給料設(shè)備，當(dāng)水煤漿的某種原料流量值達(dá)不到或超過(guò)重量配方的規(guī)格值，微機(jī)控制器則通過(guò)變頻控制器不斷地加快或減慢給料設(shè)備的運(yùn)行速度，使之流量值不斷地逼近重量配方的規(guī)格值，實(shí)現(xiàn)原料給料機(jī)的自整定、自選優(yōu)，將其流量波動(dòng)的影響控制在最小狀態(tài)。在控制過(guò)程中，以煤粉給料機(jī)的流量波動(dòng)為主控參數(shù)，添加劑給料泵和工藝水給料泵則按重量比例配方跟蹤煤粉給料機(jī)同比例波動(dòng)，確保水煤漿制備過(guò)程中各原料實(shí)時(shí)流量比例的準(zhǔn)確度。
[0029]煤粉皮帶給料機(jī)、煤粉螺旋給料機(jī)控制原理:當(dāng)皮帶給料機(jī)或螺旋給料機(jī)處于自動(dòng)控制狀態(tài)時(shí)，微機(jī)控制器接收觸摸屏的煤粉流量值指令(脫離觸摸屏控制時(shí)可直接在微機(jī)控制器上設(shè)置煤粉流量值)，通過(guò)變頻器控制皮帶給料機(jī)或螺旋給料機(jī)的轉(zhuǎn)速；同時(shí)微機(jī)控制器實(shí)時(shí)采集稱(chēng)重傳感器給出的皮帶給料機(jī)或螺旋給料機(jī)上煤粉的重量信號(hào)及皮帶給料機(jī)電機(jī)或螺旋給料機(jī)電機(jī)的速度信號(hào)，由微處理器進(jìn)行運(yùn)算。將運(yùn)算出的實(shí)時(shí)流量值與設(shè)定的流量值相比較，然后進(jìn)行偏差值調(diào)整，即通過(guò)變頻器即時(shí)調(diào)節(jié)皮帶給料機(jī)或螺旋給料機(jī)的電機(jī)轉(zhuǎn)速，使實(shí)時(shí)流量值趨近于設(shè)定流量值，實(shí)現(xiàn)定量給料之目的。手動(dòng)控制狀態(tài)時(shí)，直接在微機(jī)控制器上設(shè)置皮帶給料機(jī)或螺旋給料機(jī)的轉(zhuǎn)速值，通過(guò)變頻器對(duì)皮帶給料機(jī)或螺旋給料機(jī)的定速實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)定量給料之目的。
[0030]給料泵(與流量計(jì)同步使用)控制原理:處于自動(dòng)控制狀態(tài)時(shí)，微機(jī)控制器接收觸摸屏的工藝水流量值和稀釋添加劑流量值指令(脫離觸摸屏控制時(shí)可直接在微機(jī)控制器上設(shè)置流量值)，通過(guò)變頻器控制管道給料泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速；同時(shí)微機(jī)控制器實(shí)時(shí)采集管道流量計(jì)給出的工藝水或稀釋添加劑的流量信號(hào)，由微處理器進(jìn)行運(yùn)算。將運(yùn)算出的實(shí)時(shí)流量值與設(shè)定的流量值相比較，然后進(jìn)行偏差值調(diào)整，即通過(guò)變頻器即時(shí)調(diào)節(jié)管道給料泵的電機(jī)轉(zhuǎn)速，使實(shí)時(shí)流量值趨近于設(shè)定流量值，實(shí)現(xiàn)定量給料要求。手動(dòng)控制狀態(tài)時(shí)，直接在微機(jī)控制器上設(shè)置給料泵的轉(zhuǎn)速值，通過(guò)變頻器對(duì)給料離心泵的定速實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)定量給料要求。
[0031]失重式微給料機(jī)控制原理:自動(dòng)控制狀態(tài)下，當(dāng)小料倉(cāng)首次加滿(mǎn)原料后，微機(jī)控制器按設(shè)定的給定值(kg/h)控制微給料機(jī)開(kāi)始按預(yù)定流量值給料。當(dāng)小料倉(cāng)內(nèi)原料的減少量通過(guò)稱(chēng)重傳感器直接將重量轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的電信號(hào)傳送給微機(jī)控制器，將預(yù)置的流量值與實(shí)際流量值比較，根據(jù)偏差值輸出調(diào)節(jié)量信號(hào)控制微給料機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到定量給料的目的。當(dāng)小倉(cāng)內(nèi)原料低于規(guī)定值時(shí)，加料器往小料倉(cāng)加料至滿(mǎn)倉(cāng)。期間微給料機(jī)按前一瞬間速度恒定運(yùn)行，待加料完畢，微給料機(jī)又轉(zhuǎn)入重量給料計(jì)量。
[0032]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種水煤漿跟蹤配料控制系統(tǒng)，其特征在于:包括上級(jí)控制裝置和下級(jí)控制裝置，所述上級(jí)控制裝置為一臺(tái)嵌入式微機(jī)，其內(nèi)設(shè)立數(shù)學(xué)模型程序，用于完成水煤漿制備成分配比及實(shí)際用量的計(jì)算，并向下級(jí)控制裝置發(fā)出流量指令；所述下級(jí)控制裝置包括至少二臺(tái)微機(jī)控制器及與之相關(guān)的變頻器，所述變頻器控制給料設(shè)備速度，所述給料設(shè)備均配置計(jì)量器，所述每臺(tái)微機(jī)控制器通過(guò)接收來(lái)自所述上級(jí)控制裝置的流量指令和采集所述計(jì)量器的流量信息來(lái)控制和調(diào)整給料設(shè)備的給料量?；貪{計(jì)量器的流量信號(hào)作為輔助參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水煤漿跟蹤配料控制系統(tǒng)，其特征在于，所述下級(jí)控制裝置包括三臺(tái)微機(jī)控制器，分別為煤粉微機(jī)控制器、添加劑微機(jī)控制器和工藝水微機(jī)控制器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水煤漿跟蹤配料控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的回漿為恒定給料，其計(jì)量器的流量信號(hào)作為輔助參數(shù)實(shí)時(shí)參與水煤漿制備成分配比的計(jì)算。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種水煤漿跟蹤配料控制系統(tǒng)，其特征在于，所述煤粉微機(jī)控制器采集的流量信號(hào)來(lái)自與煤粉給料機(jī)相連的稱(chēng)重傳感器和測(cè)速傳感器；所述添加劑微機(jī)控制器采集的流量信號(hào)來(lái)自與添加劑給料泵配套的管道流量計(jì)；所述工藝水微機(jī)控制器采集的流量信號(hào)來(lái)自與工藝水給料泵配套的管道流量計(jì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種水煤漿跟蹤配料控制系統(tǒng)，其特征在于，所述給料設(shè)備包括煤粉給料設(shè)備、添加劑給料設(shè)備和工藝水給料設(shè)備。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種水煤漿跟蹤配料控制系統(tǒng)，其特征在于，所述煤粉給料設(shè)備為皮帶給料機(jī)、螺旋給料機(jī)或斗式給料機(jī)中的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種水煤漿跟蹤配料控制系統(tǒng)，其特征在于，所述工藝水給料設(shè)備為螺桿泵或離心泵。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種水煤漿跟蹤配料控制系統(tǒng)，其特征在于，所述添加劑給料設(shè)備由添加劑的種類(lèi)決定，當(dāng)添加劑為液體時(shí)，所述給料設(shè)備為螺桿泵或離心泵，當(dāng)添加劑為干粉狀或顆粒狀時(shí)，所述給料設(shè)備為失重式微給料機(jī)或斗式給料機(jī)。
【文檔編號(hào)】G05D11/13GK103744444SQ201410028056
【公開(kāi)日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2014年1月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月22日
【發(fā)明者】何龍 申請(qǐng)人:無(wú)錫建苑自動(dòng)控制工程研究設(shè)計(jì)有限公司