配料秤是水泥生产工艺过程控制和质量控制的关键环节之一, 尤其是生料配料秤的选用直接关系到生料的质量、立窑的生产, 直接影响水泥产品质量。同时, 它也是实现生产过程自动化、企业的科学管理、安全稳定生产和节能降耗的重要技术手段。因此, 优化设计, 选配技术先进、设备成熟、经济实用的给料计量设备至关重要。调速定量给料秤( 简称调速秤) 是集给料输送、秤重计量和定量控制功能为一体, 机电一体化的连续给料动态计量装置。它主要由秤体、秤重和测速传感器、秤重控制器等组成。我厂对生料配料系统进行改造时选用了合肥水泥研究设计院金山电气自动化设备厂生产的 TDG- V 型调速定量给料秤。该秤比原来的恒速定量给料秤节电 10%左右, 可靠性、稳定性、精度都有明显的提高。
1控制原理( 见图 1)

定量给料机的秤重传感器输出的信号经 SPU 信号处理单元( 信号放大、滤波、电压/电流转换及放大器、传感器供电电源电路等组成) 处理后, 输出0 mA～20 mA 的电流信号送到 MULCONT 微机控制器荷重输入接口, 由 12 位 AD 芯片转换后送入主机。给料机拖动电机的转速由测速传感器经 MULCONT 微机控制器的 LH03 模块处理后送入主机。主机 CPU 将采集的荷重信号与速度信号进行计算、补偿得到实际的 瞬时流量。该流量与给定流量比较后,  经过预置调节运算及 PID 运算, 再根据需要由 D/A 转换器输出一路或多路的标准模拟信号, 信号为 0 V～10 V。此信号值直接输入到变频器的控制端子上以改变拖动电机的转 速, 使实际的给料量快速、精确、稳定跟踪到约定流量上。MULCONT 微机控制器分 2 种控制方式: 现场控制方式和中控方式。现场控制方式可单独用 MULCONT 微机控制器单路控制。中控方式是由中央控制室的电脑——工业 PC 机集中控制 1～8 路调速秤,   也可选择 1～16 路控制板控制 1～16 路的调速秤。它可以控制给定流量以及系统的启、停, 并由中央控制室接收MULCONT 微机控制器送回的反馈信号。
2TDV- V 秤体的结构
秤体部分主要包括: 给料料斗、机架、秤重传感器、皮带张力调整装置、驱动装置等。
调速秤具有的特点:①是一种连续给料、动态计量控制的机电一体化给料计量装置。其可靠性高、系统响应快、控制精度高, 工作稳定、平稳、污染小。②具有广泛的使用场合和较强的适应性。它既可用于散状块粒状物料, 亦可用于粉状流态化物料; 既可用于干松散性物料, 亦可用于黏湿性物料。③给料量具有很宽的调节范围和很好的线性度。对于一般的块状物料计量, 可通过调整料斗出料口高度改变皮带负荷, 也可调节皮带速度改变料流流速。所以, 瞬时给料量可以在很宽的范围调节。这些是其他给料计量设备无法相比的。④选用MULCONT 微机控制器。该控制器具有高可靠性、高精度、先进性、方便性。⑤整个秤体只有秤重区内的重量、 负荷变化对秤重计量有影响, 传动机构和秤体其他部分的积灰、积料、重量状态变化不会直接影响计量精度。
综合比较, 调速秤确是磨机配料系统较理想的给料计量装置。
3调速方式的选择
调速秤的拖动系统有电磁调速、直流调速和变频调速 3 种方式。电磁调速系统最简单, 设备价格低, 但调速性能差, 调节范围窄, 尤其容易受粉尘影响。直流
调速系统复杂, 调速性能好, 调节范围较宽, 但设备价格高, 也容易受粉尘影响。变频调速系统比较简单, 设备价格适中, 调速性能好, 调节范围最宽, 而且能适应粉尘环境, 具有各种保护功能( 过电压、过电流、欠电压、散热板过热、外部报警等) , 并具有节能效果。为此, 我们选择了变频调速方式。
4控制器方案的选择
调速定量给料秤的控制器基本分 3 种模式, 即以单板机技术为基础的单机控制器、以 PC 总线工控机技术为基础的机组控制器和以 PLC 或远端测量控制模块技术为基础的集散型控制器。根据实际情况, 我们选择了以单板机为基础的控制器集控方式即工业 PC 机, 它功能强, 可靠性高, 操作直观方便, 价格适中, 具有较高的性价比。
5维护和校准
①秤的托辊都要保持灵活, 秤重托辊每年至少 2 次润滑, 润滑后要及时重新校对零点; ②皮带秤重区域不得过载、冲压, 检修时要把定位螺栓拧紧, 防止压力传感器受损; ③平时要注意皮带跑偏、数据是否异常, 发现问题要及时处理, 以免影响计量精度; ④定期检查皮带秤的减速机润滑情况, 如发现缺油及时补油; ⑤每月要 2 次进行秤的标定, 每星期至少要进行 1 次测零点, 每次标定前要检查秤体、线路、控制器等系统设备是否完好。
6TDG- V 调速定量给料秤在我厂的应用
它是一种性能价格比达到或超过国外同类产品的新型计量设备。该系统一次安装、调试成功, 其主要经济技术指标完全达到预期效果。
6.1系统组成
8 台 TDGⅤ调速秤, 其中 TDGⅤ- 650 型 6 台,TDGⅤ- 800 型 2 台; FCO- 451 型控制器 8 台; ES- 11型进口富士产变频器 8 台;  工业 PC 机 1 台; 43.18 cm纯平彩显 1 台; UPS- 1 000 VA 不间断电源 1 台。
6.2 技术指标
系统精度≤±0.5%, 调速范围为 1∶10, 调速方式为变频调速, 工作方式为连续, 给料范围为 0.2 t/h ～ 200 t/h 。
6.3 经济、社会效益
该项目投资 28 万元。系统装备以来, 生料配料精度、配料能力得到根本改善。计量准确, 精度高, 具体效果如下。
( 1) 质量提高 生料出磨 3 项率值提高 30 多个百分点, 为立窑锻烧创造了很好的条件。既提高了半产品的合格率, 且带动了整个生产线质量等级的提高, 社会效益显著。生料出磨 3 项率值的前后对比见表 1。

( 2) 系统的运行质量、配料能力提高 以前, 由于设备陈旧, 配料能力不足, 系统经常在超负荷状态下运行, 故障率高, 运行质量低; 而现在系统运行平稳、故障率低, 且生料库底的配料能力提高 1 倍多, 达 60 t/h, 彻底解决了库底配料能力不足的老大难问题, 为我厂产量上规模奠定了基础。按系统的故障率降低 30% 计, 每月生料产量提高 1 800 t, 相当于提高了水泥产量 1 300 t, 年经济效益达到 60 万元。系统的故障率、配料能力的前后对比见表 2。

TDG- V 型调速皮带秤系统操作简单, 可靠性高, 性能稳定, 精度高; 秤体结构合理, 控制器、变频器几乎不出问题, 故障率非常低, 对我厂生产质量和产量的提高起到了不可替代的作用, 减少了维修人员的劳动强度, 带来了明显的社会和经济效益。
 

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