水煤浆跟踪配料控制系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种水煤浆跟踪配料控制系统，包括上级控制装置和下级控制装置，所述上级控制装置为一台嵌入式微机，设立数学模型程序，用于完成水煤浆制备成分配比及实际用量的计算，并向下级控制装置发出流量指令。所述下级控制装置包括至少二台微机控制器和与之相关的变频器；所述变频器控制给料设备速度，所述给料设备均配置计量器。所述每台微机控制器通过接收来自所述上级控制装置的流量指令和采集计量器的流量信息来控制和调整给料设备的给料量。本发明操作简易、直观、方便，无需具备专业知识的人员操作，降低了人为因素的干扰和影响，省去了多次配方验证步骤，大大节约操作成本。
【专利说明】水煤浆跟踪配料控制系统【技术领域】
[0001]本发明属于水煤浆生产领域，具体涉及一种水煤浆跟踪配料控制系统。
【背景技术】
[0002]水煤浆制备的主要原料为煤粉、添加剂及工艺水，水煤浆配比控制是水煤浆制备质量的关键。现有的水煤浆制备生产线无水煤浆制备原料自动跟踪配料控制技术，绝大部分企业采用人工称量配比，少部分企业采用了自动配比设备，但其配比仅是重量配比，而非成分配比。水煤浆原料配比的准确度需在水煤浆制备工艺后期的化验环节获知，每次原料配比的每次调整均需通过化验验证。即使如此，水煤浆制备原料品种规格的每次变动，均需重新确定水煤浆制备的成分比例，下一次的调整意味着上一次配比原料的浪费及效益损失。
【发明内容】
[0003]发明目的:本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种可以对水煤浆生产线上进入磨机的原煤、工艺水和添加剂进行计量给料、配比控制和流量监控的水煤浆自动跟踪配料系统。
[0004]技术方案:本发明所述的一种水煤浆跟踪配料控制系统，包括上级控制装置和下级控制装置，所述上级控制装置为一台嵌入式微机，其内设立数学模型程序，用于完成水煤浆制备成分配比及实际用量的计算，并向下级控制装置发出流量指令；所述下级控制装置包括至少二台微机控制器及与之相关的变频器，所述变频器控制给料设备速度，所述给料设备均配置计量器，所述每台微机控制器通过接收来自所述上级控制装置的流量指令和采集所述计量器的流量信息来控制和调整给料设备的给料量。
[0005]优选地，所述下级控制装置包括三台微机控制器，分别为煤粉微机控制器、添加剂微机控制器和工艺水微机控制器。
[0006]优选地，所述煤粉微机控制器采集的流量信号来自与煤粉给料机相连的称重传感器和测速传感器；所述添加剂微机控制器采集的流量信号来自与添加剂给料泵配套的管道流量计；所述工艺水微机控制器采集的流量信号来自与工艺水给料泵配套的管道流量计。
[0007]优选地，所述给料设备包括煤粉给料设备、添加剂给料设备和工艺水给料设备。
[0008]优选地，所述煤粉给料设备为皮带给料机、螺旋给料机或斗式给料机中的一种。
[0009]优选地，所述工艺水给料设备为螺杆泵或离心泵。
[0010]优选地，所述添加剂给料设备由添加剂的种类决定，当添加剂为液体时，所述给料设备为螺杆泵或离心泵，当添加剂为干粉状或颗粒状时，所述给料设备为失重式微给料机或斗式给料机。
[0011]有益效果:
[0012]1、采用水煤浆自动跟踪配料系统，企业大大降低了对专业人员的依赖性，降低了水煤浆行业入门门槛其次，自动跟踪配料控制系统操作简易、直观、方便，无需具备专业知识的人员操作，尤其对水煤浆制备质量而言，完全降低了人为因素的干扰和影响。
[0013]2、采用水煤浆自动跟踪配比控制技术所带来的经济效益是显而易见的:以年产25万吨的水煤浆生产线为例，仅开启前半段水煤浆制备工艺设备，其电力功耗为1700kw多。水煤浆从原料投入至可采用化验，约耗时I小时，即每次配方验证的功耗为1700kw，电费2950元；消耗煤量20吨，煤价按950元/吨算，折价19760元；添加剂消耗量价约7110元；消耗水量11立方，按4元/立方算,折价44元。仅上述内容,不包括设备折旧费、人工费等费用，配方验证需耗资29850元，可见每减少一次配方验证可少支出3万元，如果每年减少十次配方验证，其节省的费用对一个企业来说是不能低估的。而如果水煤浆生产线采用了自动跟踪配比控制系统，配方验证几乎一次就成，仅作微调即可。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本发明系统结构图。
【具体实施方式】
[0015]为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
[0016]实施例1
[0017]如图1所示，一种水煤浆跟踪配料控制系统，包括上级控制装置和下级控制装置，所述上级控制装置为一台嵌入式微机，其内设立数学模型程序，采用可与DCS系统通讯联络的人机触摸屏界面，用于完成水煤浆制备成分配比和实际用量的计算，并向下级控制装置发出流量指令；所述下级控制装置包括三台微机控制器，分别为煤粉微机控制器、添加剂微机控制器和工艺水微机控制器；
[0018]所述煤粉微机控制器通过变频器控制煤粉皮带给料机的速度，称重传感器和测速传感器作为计量器，其重量信号进入煤粉微机控制器，煤粉微机控制器再根据采集的实时重量信号调整煤粉皮带给料机的额定给料量。
[0019]所述添加剂微机控制器通过变频器控制添加剂给料泵的转速，与添加剂给料泵配套的管道流量计的流量信号进入添加剂微机控制器，添加剂微机控制器再根据采集的实时流量信号调整添加剂给料泵的额定流量。
[0020]所述工艺水微机控制器通过变频器控制工艺水给水泵的转速，与工艺水给水泵配套的管道流量计的流量信号进入工艺水微机控制器，工艺水微机控制器再根据采集的实时流量信号调整工艺水给水泵的额定流量。
[0021]球磨机作为后道工艺设备，用来接收煤、工艺水和添加剂等物料，进行混合研磨。
[0022]实施例2
[0023]本实施例与实施例1的不同之处在于给料设备，将实施例1中的煤粉皮带给料机替换为煤粉螺旋给料机，其余设备与实施例1相同。
[0024]实施例3
[0025]本实施例与实施例1的不同之处在于给料设备，将实施例1中的添加剂给料泵替换为为失重式微给料机，剔除管道流量计，其余设备与实施例1相同。
[0026]水煤浆跟踪配料控制系统的工作原理:[0027]本实施例选用可与DCS系统通讯联络的嵌入式微机做人机界面，在触摸屏上设置煤粉、工艺水、添加剂的入磨比例值、各自的流量值及其它参数，所述嵌入式微机根据水煤浆工艺所要求的浓度值以及所用原料的含水率，演算出水煤浆制备工艺煤粉、添加剂的实际需用量，同时演算出工艺水的实际补充量，由此完成水煤浆制备的成分配比计算。当成分配比确定后，所述嵌入式微机根据纯煤粉、纯添加剂及工艺水的实际需用量，将其折算成选用原料的重量配方，即确定下级控制层次功能所需煤粉流量值、添加剂流量值和工艺水流量值。
[0028]三台微机控制器分别执行煤粉、添加剂及工艺水的流量指令，启动给料设备，当水煤浆的某种原料流量值达不到或超过重量配方的规格值，微机控制器则通过变频控制器不断地加快或减慢给料设备的运行速度，使之流量值不断地逼近重量配方的规格值，实现原料给料机的自整定、自选优，将其流量波动的影响控制在最小状态。在控制过程中，以煤粉给料机的流量波动为主控参数，添加剂给料泵和工艺水给料泵则按重量比例配方跟踪煤粉给料机同比例波动，确保水煤浆制备过程中各原料实时流量比例的准确度。
[0029]煤粉皮带给料机、煤粉螺旋给料机控制原理:当皮带给料机或螺旋给料机处于自动控制状态时，微机控制器接收触摸屏的煤粉流量值指令(脱离触摸屏控制时可直接在微机控制器上设置煤粉流量值)，通过变频器控制皮带给料机或螺旋给料机的转速；同时微机控制器实时采集称重传感器给出的皮带给料机或螺旋给料机上煤粉的重量信号及皮带给料机电机或螺旋给料机电机的速度信号，由微处理器进行运算。将运算出的实时流量值与设定的流量值相比较，然后进行偏差值调整，即通过变频器即时调节皮带给料机或螺旋给料机的电机转速，使实时流量值趋近于设定流量值，实现定量给料之目的。手动控制状态时，直接在微机控制器上设置皮带给料机或螺旋给料机的转速值，通过变频器对皮带给料机或螺旋给料机的定速实现闭环控制，实现定量给料之目的。
[0030]给料泵(与流量计同步使用)控制原理:处于自动控制状态时，微机控制器接收触摸屏的工艺水流量值和稀释添加剂流量值指令(脱离触摸屏控制时可直接在微机控制器上设置流量值)，通过变频器控制管道给料泵电机的转速；同时微机控制器实时采集管道流量计给出的工艺水或稀释添加剂的流量信号，由微处理器进行运算。将运算出的实时流量值与设定的流量值相比较，然后进行偏差值调整，即通过变频器即时调节管道给料泵的电机转速，使实时流量值趋近于设定流量值，实现定量给料要求。手动控制状态时，直接在微机控制器上设置给料泵的转速值，通过变频器对给料离心泵的定速实现闭环控制，实现定量给料要求。
[0031]失重式微给料机控制原理:自动控制状态下，当小料仓首次加满原料后，微机控制器按设定的给定值(kg/h)控制微给料机开始按预定流量值给料。当小料仓内原料的减少量通过称重传感器直接将重量转换成对应的电信号传送给微机控制器，将预置的流量值与实际流量值比较，根据偏差值输出调节量信号控制微给料机的转速，从而达到定量给料的目的。当小仓内原料低于规定值时，加料器往小料仓加料至满仓。期间微给料机按前一瞬间速度恒定运行，待加料完毕，微给料机又转入重量给料计量。
[0032]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种水煤浆跟踪配料控制系统，其特征在于:包括上级控制装置和下级控制装置，所述上级控制装置为一台嵌入式微机，其内设立数学模型程序，用于完成水煤浆制备成分配比及实际用量的计算，并向下级控制装置发出流量指令；所述下级控制装置包括至少二台微机控制器及与之相关的变频器，所述变频器控制给料设备速度，所述给料设备均配置计量器，所述每台微机控制器通过接收来自所述上级控制装置的流量指令和采集所述计量器的流量信息来控制和调整给料设备的给料量。回浆计量器的流量信号作为辅助参数。
2.根据权利要求1所述的一种水煤浆跟踪配料控制系统，其特征在于，所述下级控制装置包括三台微机控制器，分别为煤粉微机控制器、添加剂微机控制器和工艺水微机控制器。
3.根据权利要求1所述的一种水煤浆跟踪配料控制系统，其特征在于，所述的回浆为恒定给料，其计量器的流量信号作为辅助参数实时参与水煤浆制备成分配比的计算。
4.根据权利要求2所述的一种水煤浆跟踪配料控制系统，其特征在于，所述煤粉微机控制器采集的流量信号来自与煤粉给料机相连的称重传感器和测速传感器；所述添加剂微机控制器采集的流量信号来自与添加剂给料泵配套的管道流量计；所述工艺水微机控制器采集的流量信号来自与工艺水给料泵配套的管道流量计。
5.根据权利要求2所述的一种水煤浆跟踪配料控制系统，其特征在于，所述给料设备包括煤粉给料设备、添加剂给料设备和工艺水给料设备。
6.根据权利要求5所述的一种水煤浆跟踪配料控制系统，其特征在于，所述煤粉给料设备为皮带给料机、螺旋给料机或斗式给料机中的一种。
7.根据权利要求5所述的一种水煤浆跟踪配料控制系统，其特征在于，所述工艺水给料设备为螺杆泵或离心泵。
8.根据权利要求5所述的一种水煤浆跟踪配料控制系统，其特征在于，所述添加剂给料设备由添加剂的种类决定，当添加剂为液体时，所述给料设备为螺杆泵或离心泵，当添加剂为干粉状或颗粒状时，所述给料设备为失重式微给料机或斗式给料机。
【文档编号】G05D11/13GK103744444SQ201410028056
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2014年1月22日 优先权日:2014年1月22日
【发明者】何龙 申请人:无锡建苑自动控制工程研究设计有限公司