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浅谈如何优化金属管浮子龙8控制系统

发布日期:2019-11-23  来源:  作者:  浏览次数:
【导读】:摘 要:水泥助磨剂添加量非常小,这么小的流量如何计量是个难题,通过计量泵反算龙8量误差是关键,消除误差的方法一个是计算公式还有一个就是标定,反复标定进行修正,最终得到相对正确的计量结果。......
    摘 要:水泥助磨剂添加量非常小,这么小的流量如何计量是个难题,通过计量泵反算龙8量误差是关键,消除误差的方法一个是计算公式还有一个就是标定,反复标定进行修正,非常终得到相对正确的计量结果。
 
    1 技术改造背景
    水泥助磨剂可以提高产量降低电耗是众所周知的,但 是 助磨剂的价格比较高,添加不适当会增加成本,得不偿失。因此准确地添加计量对控制成本和质量至关重要。
 
     工艺人员要求加装一套水泥助磨剂添加控制系统,由于助磨剂的添加量非常小,造成实时在线计量设备的精度要求非常高,而量程又非常小。一般的常规计量设备如涡轮龙8、电磁龙8、靶式龙8、孔板龙8等等都无法满足如此小的龙8量要求。目前国内没有厂家生产这种小量程计量设备,国外进口的设备价格非常昂贵,一般用户无法接受。
 
    2 水泥助磨剂采取的控制方式的优缺点
    目前国内一般采用的是直流传动蠕动泵或微型金属管浮子龙8变频控制。蠕动泵和金属管浮子龙8都是计量泵,蠕动泵相对容量比较小,易损件是软管很容易损坏,经常要检查软管是否开裂和弹性回复,开裂就漏液了,助磨剂没注入磨机都泄漏到外面浪费了。软管压缩后不能恢复原状会使计量误差越来越大,蠕动泵的计量是根据泵的转数来计量流量的,每转一周通过挤压软管推动液体往前移动,如果软管弹性恢复很好,液体的体积是恒定的。但是,软塑料管或橡胶管随着时间的推移,老化是不可避免的,是要经常检查更换的,费时费力,误差不容易补偿。蠕动泵另一大弊端就是流量不稳定,时断时续,如果对流量变化不敏感的工艺过程可以使用。
 
    而金属管浮子龙8具有不老化、不往外泄漏、流量持续稳定的特点。一般金属管浮子龙8采用不锈钢制造,强度高不生锈,不易磨损经久耐用。金属管浮子龙8也有缺点,主要是齿轮间隙会产生流量误差,但是这个误差值很小。另外就是高速运转被齿轮粘附带回并循环的液体也会对龙8量产生误差,而低速状态产生的误差可以忽略不计。水泥球磨机助磨剂添加采用金属管浮子龙8变频控制是比较好的选择,加上储液罐液位补偿的方法通过DCS程序实时计算实现计量控制,可以满足工艺要求。
 
    3 利用金属管浮子龙8控制达到计量准确
    3.1 金属管浮子龙8计量方法
    金属管浮子龙8是一种定容泵,金属管浮子龙8每转一周所输出的体积是固定值,泵的转速乘以每转一周输出的体积就是流量,把流量按时间进行积分运算就得出累计量。如果直接检测泵的转数进行累加再乘以每转一周输出的体积就得出累计数量,再除以单位时间就可以得到瞬时流量。
 
    单转排量就是1.58mL×1 450r/min=2.291L/min
 
    工艺要求流量范围0.5~1.5L/min,316r/min对应非常小流量0.5L/min,950r/min就达到非常大流量1.5L/min。
 
    频率与转速的关系50Hz对应电机转速1 450r/min,非常小流量转速的频率11Hz,频率32Hz对应非常大流量转速。正常情况下频率在11~32Hz之间,能够满足调速要求。
 
    实际的控制流程如图1所示,交流变频器直接驱动金属管浮子龙8,因为变频器的频率直接代表电机的转速,DCS检测变频器的频率再除以减速机的速比就得出泵的转速,再乘以泵每转一周输出的体积,再乘以补偿系数就得到流量。这个补偿系数是通过无数次标定得出来的。同时也把助磨剂储液箱的液位通过液位变送器输入DCS系统中,一段时间后用液位的变化计算出助磨剂的用量,跟计算出来的累计量进行比较,得出测量误差,对计量结果进行修正。
 
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    以上的理论计算是没有问题的,但是实际使用中会产生很大的测量误差,首先测不准原理,也就是任何实际测量结果都不是绝对准确的,转速4mA~20mA信号的测量、泵每转一周的体积的标定等等都是有误差的,不可能绝对准确;其次,泵的加工精度、齿轮间隙的泄漏、泵高速运转被齿轮粘附带回并循环的液体等等都会在计量过程中产生误差。这些误差一部分可以通过线性补偿的方式对测量结果进行修正,也可以通过储液罐的液位一段时间变化进行容积校正,还可以进行人工实时标定进行流量修正。
 
 
    3.2 误差的解决方法
    误差有两种,一种是线性误差,也就是补偿系数是一个固定数值,误差随信号的增大线性增大,信号小的时候误差小,信号强的时候误差大,误差按照线性关系变化。固定偏差也是线性误差,误差是一个固定值,不随信号变化而变化,在计算时只要加减一个固定数值就可以补偿这个误差了。
 
    还有一种误差是非线性误差,误差与信号变化没有线性关系,有些是有规律的可以找出相应的计算公式,有些不容易找出规律,或者存在很多因素造成误差的变化,这种情况还比较多,就要采用标定的办法,找出其变化的规律,或者找出在非常常运行工作点附近的误差规律。这种办法是比较常用的,起始阶段过程时间非常短,而非常大量程基本用不到,工艺设备都有一个非常佳工作点,一般都长期在这个工作状态运行,把这个误差规律找到进行补偿就可以满足使用要求了。起始阶段的这部分误差占整个过程的比例非常小,可以忽略不计。
 
    4 结束语
    我们目前采用的测量办法主要就是误差的问题,不解决误差的问题,这种测量方法就没有意义,不能满足工艺的要求。根据以上的分析,结合现在实际情况,也就是找出水泥磨正常运行工作点时助磨剂添加量的测量误差规律进行补偿,这个误差规律采用的就是实际标定的办法,反复标定,非常终确认补偿系数和偏差值。经过长期运行怀疑误差变大再进行一次标定,修改相应的参数,因为过程状态是变化的,不是一成不变的,控制参数也要进行相应的修改,才能满足工艺要求。
 
    如果能够用一个非常精确的龙8来计量助磨剂的用量是非常方便的,各种误差都可以很容易消除,也不用动这么多脑筋研究误差规律,也不用动用很多的人力物力去标定,这是一个没有办法的办法。

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