采用變頻器實(shí)現(xiàn)皮帶稱重給料系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1 工作原理與應(yīng)用

封閉式稱重給料機(jī)經(jīng)常用于電力或其它行業(yè)鍋爐用煤以及固體物料上料的計(jì)量給料。給料過程為皮帶連續(xù)給料。

給料機(jī)工作原理膠帶/螺旋給料機(jī)把經(jīng)過的物料通過稱重橋架進(jìn)行檢測(cè)重量，以確定膠帶上的物料重量，裝在尾部的數(shù)字式測(cè)速傳感器，連續(xù)測(cè)量給料機(jī)的運(yùn)行速度，該速度傳感器的脈沖輸出正比于給料機(jī)的速度，速度信號(hào)和重量信號(hào)一起送入給料機(jī)控制器，控制器中的微處理器進(jìn)行處理，產(chǎn)生并顯示累計(jì)量/瞬時(shí)流量。該流量與設(shè)定流量進(jìn)行比較，由控制儀表輸出信號(hào)控制變頻器改變給料機(jī)的驅(qū)動(dòng)速度，使給料機(jī)上的物料流量發(fā)生變化，接近并保持在所設(shè)定的給料流量，從而實(shí)現(xiàn)定量給料的要求。 給料機(jī)將來自于給料倉或其它給料設(shè)備的物料輸送并通過稱重橋架進(jìn)行重量檢測(cè)；同時(shí)裝于尾輪的測(cè)速傳感器對(duì)皮帶進(jìn)行速度檢測(cè)；被檢測(cè)的重量信號(hào)及速度信號(hào)一同送入6150B積算器進(jìn)行微積分處理并顯示以t/h為單位的瞬時(shí)流量及噸為單位的累計(jì)量。

其內(nèi)部調(diào)節(jié)器將實(shí)測(cè)的瞬時(shí)流量信號(hào)值與經(jīng)過通訊板來自于（工控機(jī)）DCS的設(shè)定流量值進(jìn)行比較，工控機(jī)即工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，但現(xiàn)在，更時(shí)髦的叫法是產(chǎn)業(yè)電腦或工業(yè)電腦，英文簡(jiǎn)稱IPC，全稱Industrial Personal Computer。工控機(jī)通俗的說就是專門為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)。并根據(jù)偏離大小輸出相應(yīng)的信號(hào)值，通過變頻器改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的快慢以改變給料量使之與設(shè)定值一致，從而完成恒定給料流量的控制。累積量信號(hào)被送入（工控機(jī)）DCS，實(shí)現(xiàn)設(shè)定給料總量達(dá)標(biāo)停機(jī)功能。運(yùn)輸機(jī)計(jì)量均在堅(jiān)固的耐壓腔體內(nèi)進(jìn)行。在輸送機(jī)計(jì)量下部設(shè)有刮板式清掃裝置，撒落料及飛灰都能被清理到出料口。

1.1結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

稱重給料機(jī)的殼體是由鋼板拼焊成的密封槽體，其兩端及側(cè)面開有密封良好，方便安裝、檢修的活動(dòng)門。輸送、計(jì)量各部件均固定在槽體兩側(cè)壁上，整體剛性好，有利于計(jì)量。

電子稱重橋架采用N30B型結(jié)構(gòu)全懸浮式，稱重傳感器精度高、穩(wěn)定性能好，具有良好的溫度補(bǔ)償性。秤體不須維護(hù)，秤架無物料堆積，由此產(chǎn)生的零點(diǎn)漂移的可能性不復(fù)存在。零點(diǎn)漂移概念零點(diǎn)漂移可描述為：指當(dāng)放大電路輸入信號(hào)為零（即沒有交流電輸入）時(shí)，由于受溫度變化，電源電壓不穩(wěn)等因素的影響，使靜態(tài)工作點(diǎn)發(fā)生變化，并被逐級(jí)放大和傳輸，導(dǎo)致電路輸出端電壓偏離原固定值而上下漂動(dòng)的現(xiàn)象。

頭尾部設(shè)有頭部清掃器和內(nèi)部清掃器，能夠清掃掉皮帶里、外面粘附的粉料，可以避免物料的重復(fù)計(jì)量和由于粉料粘結(jié)而導(dǎo)致的皮帶跑偏。頭部清掃器刮板為高分子聚乙烯板，內(nèi)部清掃器刮板為橡膠板。

在底部槽體內(nèi)還設(shè)有鏈傳動(dòng)式刮板清掃裝置。刮板清掃鏈用于清理飛灰和撒落料。給料機(jī)機(jī)殼上四周開有觀察窗，頂部裝有照明燈?？梢噪S時(shí)觀察給料機(jī)里的運(yùn)行情況，而不須打開門或停止給料機(jī)的運(yùn)行。

主驅(qū)動(dòng)和清掃刮板驅(qū)動(dòng)采用軸裝式減速機(jī)，結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量可靠，維護(hù)量小。減速機(jī)是一種動(dòng)力傳達(dá)機(jī)構(gòu)，利用齒輪的速度轉(zhuǎn)換器，將電機(jī)（馬達(dá)）的回轉(zhuǎn)數(shù)減速到所要的回轉(zhuǎn)數(shù)，并得到較大轉(zhuǎn)矩的機(jī)構(gòu)。在目前用于傳遞動(dòng)力與運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)中，減速機(jī)的應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛。

1.2主要配置

每臺(tái)含有全封閉稱重給料機(jī)主機(jī)一臺(tái)（含膠帶輸送機(jī)及稱重橋架和測(cè)速傳感器）；并配置6105B積算器一只。傳感器工作原理的分類物理傳感器應(yīng)用的是物理效應(yīng)，諸如壓電效應(yīng)，磁致不同樣式的傳感器（16張）伸縮現(xiàn)象，離化、極化、熱電、光電、磁電等效應(yīng)。被測(cè)信號(hào)量的微小變化都將轉(zhuǎn)換成電信號(hào)?；瘜W(xué)傳感器包括那些以化學(xué)吸附、電化學(xué)反應(yīng)等現(xiàn)象為因果關(guān)系的傳感器。

2 操作及控制原理

2.1手動(dòng)操作：

2.1.1給料機(jī)接通主電源前，要注意檢查各按鈕開關(guān)位置，使之處于斷開位置，在控制柜操作面板上使給料機(jī)工作方式選擇開關(guān)處于“就地”位置，控制柜中的總電源開關(guān)及其它電源斷路器置于斷開位置。斷路器按其使用范圍分為高壓斷路器和低壓斷路器，高低壓界線劃分比較模糊，一般將3kV以上的稱為高壓電器。 低壓斷路器又稱自動(dòng)開關(guān)，俗稱＂空氣開關(guān)＂也是指低壓斷路器，它是一種既有手動(dòng)開關(guān)作用，又能自動(dòng)進(jìn)行失壓、欠壓、過載、和短路保護(hù)的電器。

2.1.2檢查機(jī)械秤體部分有無異物卡住或其它影響開機(jī)故障，檢查皮帶是否跑偏，跑偏開關(guān)是否復(fù)位。

2.1.3檢查機(jī)械部分正常后，閉合總電源開關(guān)，閉合變頻器電源開關(guān)，此時(shí)控制柜內(nèi)變頻器得電，變頻器上的LED顯示相關(guān)信息。操作面板上可以顯示變頻器輸出的運(yùn)行頻率、電流、電壓等相關(guān)參數(shù)，也可以顯示變頻器的輸入狀態(tài)及輸入端連接是否錯(cuò)誤或斷線等信息。

2.1.4在控制柜中給儀表送電，儀表6105B得電并有顯示，流量為0。

2.1.5閉合控制電源開關(guān)，此時(shí)運(yùn)行前的準(zhǔn)備工作就緒，注意觀察系統(tǒng)及故障情況，如有報(bào)警需檢查故障原因并及時(shí)排除故障。

2.1.6設(shè)定變頻器參數(shù)，啟動(dòng)給料機(jī)，在變頻器操作面板上按“頻率增大”按鈕，使變頻器輸出頻率增大，輸出的電壓、電流發(fā)生變化且現(xiàn)場(chǎng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速也發(fā)生相應(yīng)變化；在輸送機(jī)運(yùn)行過程中要檢查皮帶是否跑偏，若跑偏要及時(shí)停輸送機(jī)通過螺旋張緊器對(duì)皮帶進(jìn)行跑偏校正。

2.1.7啟動(dòng)清掃鏈：

通過按鈕啟動(dòng)、停止清掃鏈。

2.1.8儀表參數(shù)設(shè)定：

在運(yùn)行一段時(shí)間皮帶趨于穩(wěn)定后，可對(duì)6105B儀表參數(shù)設(shè)定，如輸入儀表小數(shù)點(diǎn)位置、秤的單位、秤容量、傳感器容量及其靈敏度，皮帶一周長(zhǎng)度、標(biāo)定方式、低流量報(bào)警設(shè)定等原始參數(shù)。

2.1.9稱重給料機(jī)的標(biāo)定

首先獲取測(cè)試周期，然后進(jìn)行零點(diǎn)標(biāo)定，零點(diǎn)穩(wěn)定后可進(jìn)行間隔標(biāo)定。間隔標(biāo)定有實(shí)物標(biāo)定、鏈碼標(biāo)定、掛碼標(biāo)定等方法。經(jīng)過幾次的間隔標(biāo)定，使秤達(dá)到了稱重計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，就可以用于物料的正常稱重計(jì)量、累計(jì)。

2.1.10秤標(biāo)定完成后，就可以進(jìn)行PID自動(dòng)控制的調(diào)整。PID控制器的參數(shù)整定是控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容。它是根據(jù)被 控過程的特性確定PID控制器的比例系數(shù)、積分時(shí)間和微分時(shí)間的大小。PID控制器參數(shù)整定的方法很多，概括起來有兩大類：一是理論計(jì)算整定法。它主要是 依據(jù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，經(jīng)過理論計(jì)算確定控制器參數(shù)。這種方法所得到的計(jì)算數(shù)據(jù)未必可以直接用，還必須通過工程實(shí)際進(jìn)行調(diào)整和修改。

首先將變頻器的頻率設(shè)定命令設(shè)置在“電壓和電流輸入”狀態(tài)，6105B儀表處于“自動(dòng)”狀態(tài)，通過鍵盤設(shè)定給料量設(shè)定值，則系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)恒量給料狀態(tài)，適當(dāng)調(diào)整PID參數(shù)，使系統(tǒng)響應(yīng)快、超調(diào)小，達(dá)到最佳控制狀態(tài)。6105B儀表根據(jù)給料量設(shè)定值，通過輸出4～20mA信號(hào)控制變頻器自動(dòng)調(diào)整皮帶機(jī)轉(zhuǎn)速，使動(dòng)態(tài)流量盡可能接近設(shè)定值，同時(shí)儀表顯示出控制誤差值。

2.1.11故障處理及信息顯示：

在手動(dòng)運(yùn)行時(shí)，可能出現(xiàn)的故障會(huì)以指示燈量顯示于控制柜上。指示燈分別代表電源指示、輸送機(jī)運(yùn)行指示、清掃鏈運(yùn)行指示、堵料報(bào)警指示、清掃斷鏈報(bào)警、變頻器故障指示、跑偏報(bào)警指示和斷料報(bào)警指示等。

2.2遠(yuǎn)程自動(dòng)控制

進(jìn)入自動(dòng)工作方式之前，請(qǐng)注意將所有給料機(jī)按上述方法調(diào)試，只有經(jīng)過調(diào)試確認(rèn)給料機(jī)完全工作正常后才可以進(jìn)行自動(dòng)工作。

2.2.1需自動(dòng)運(yùn)行，系統(tǒng)全部送電，這時(shí)將控制柜的操作旋鈕旋到遠(yuǎn)程位置，在接收到遠(yuǎn)程啟停指令信號(hào)后（在出料閘門開時(shí)），輸送機(jī)自動(dòng)運(yùn)行。

2.2.2這時(shí)，控制柜上的指示燈表明：系統(tǒng)控制回路得電；輸送機(jī)正在運(yùn)行。

2.2.3在接到遠(yuǎn)程停止指令信號(hào)時(shí)，系統(tǒng)將停止輸送機(jī)運(yùn)行。

2.2.4在輸送機(jī)運(yùn)行過程中，如果清掃機(jī)控制開關(guān)處于自動(dòng)運(yùn)行位置，清掃機(jī)將進(jìn)行間歇自動(dòng)運(yùn)行。

2.2.5在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，設(shè)備的運(yùn)行和報(bào)警情況都會(huì)有顯示，并這些信號(hào)按照一定的要求送給DCS使用。

3 結(jié)束語

自從稱重給料機(jī)系統(tǒng)的投運(yùn)以后，皮帶輸送機(jī)通過變頻器的控制，使得固體物料的稱重給料系統(tǒng)得到穩(wěn)定運(yùn)行，為下道工序的生產(chǎn)提供了重要的基礎(chǔ)。