[实用新型]新型生料成分配料自动控制系统

说明书

本实用新型涉及一种用于水泥生产的新型生料配料自动控制系统。水泥生产中，生料配料工艺是保证熟料质量、稳定窑的热工操作和降低能耗等的重要环节。目前现代化水泥厂的生料配料控制系统均采用大型多道X射线荧光光谱仪等高级仪器和昂贵的过程控制计算机，其设备投资大，对机房环境和操作人员的水平等要求高。我国除少数引进厂之外，大多数水泥厂仍延用落后的配料控制技术，即根据化学分析得到的出磨生料的CaO（或CaCO₃）和Fe₂O₃含量，由人工凭经验调节喂料装置的喂料量，以控制各原料的配比。此种方法控制不及时、准确性差，因此普遍存在着出磨生料合格率低的现象，必然影响熟料的产、质量和能耗。此问题在占我国水泥总产量75％的中、小水泥厂中尤为突出。近年来，虽然有些水泥厂尝试用微机进行配料控制，但由于缺乏适合的成分分析手段，或者所用的分析、控制装置性能较差，控制技术不完善，因此控制效果不显著。

本实用新型的目的旨在为中小水泥厂提供一种投资低、见效快，操作方便、性能可靠，能够大幅度提高出磨生料质量的生料成分配料自动控制技术和成套设备。其系统构成和工作原理如图1所示。

自动取样装置（1）从生产线上自动取出具有代表性的生料样品，用压力机压成片后放入智能离线钙铁分析仪（2）自动测定样品中的CaO、Fe₂O₃含量，测定结果自动送入多功能过程控制微机（8），该微机将此结果与控制目标值相比较，并考虑前几个控制周期内生料成分的变化倾向、控制效果、以及磨机大纯滞后时间的影响，按跟踪补偿式控制模型计算出新的原料配比和喂料量，通过喂料量控制器（4）调节各喂料装置（10）的喂料量，构成配料自动控制回路，同时，料量信号变送器（5）将各喂料装置（10）的实际料量信号送入该过程控制微机（3），藉自动消除残差的PID调节方式通过喂料量控制器（4）对喂料装置（10）进行精确的定量喂料闭环控制。在装备有磨机负荷信号检测装置（8）及其变送器（9）的情况下，过程控制微机（8）接收变送器（9）的磨机负荷信号，按最佳负荷控制模型自动设定和调节总喂料量，通过喂料量控制器（4）、喂料装置（10），构成磨机负荷自动控制回路。

本实用新型的智能离线钙铁分析仪是一种同位素源激发的荧光X射线发生装置，它由测量室、电测通道和微机智能单元构成（图2）。测量室内同位素源（Pu－238）发出的低能X射线照射到样品上，使样品中的Ca、Fe原子被激发并发出各自的荧光X射线，由封闭式正比计数管检测。计数管输出的信号经前置放大器放大后送入电测通道中的线性放大器作进一步放大，并经单道分析器鉴别后送入微机智能单元进行计数和含量运算，运算结果由微打印机打印，同时送往过程控制计算机。该仪器的特征在于具有微机智能单元，图3为其原理图。籍此单元可实现自动制作微分曲线和标准曲线、自动确定分析条件、自动检查仪器本身的主要性能指标、以及自动修正测定结果等智能化功能。该智能单元由Z－80单板机和DAC板组成。Z－80单板机内存为16K，全部软件均固化在内存中，其操作键盘具有图4所示的各个功能键，全部操作均通过简单的按键动作完成，其EPROM中可同时存储用于分析四种不同物料的八条标准曲线，按测量键1～4即可调用相应的标准曲线，分别测定黑、白生料，石灰石中的CaO、Fe₂O₃含量以及成品水泥中的矿渣掺加量，实现一机多用。智能单元的DAC板具有图5所示的两路DAC电路，每路DAC电路均由一块DAC集成芯片及其后续的运算放大器调零、调满度电路组成，藉此DAC板向单道分析器提供基线和道宽电压，使单道分析器处于与功能键操作相对应的工作状态。