江 山

淮南舜岳水泥有限責任公司 安徽 淮南 232072

引言

我單位水泥粉磨系統(tǒng)使用smart G8水泥助磨劑，使用人工以間隔定時測算的方式進行喂料，測算時由現(xiàn)場巡檢人員利用量筒、秒表，通過在單位時間內測得的液體容積V乘以液體比重Y，再換算成每小時的給料量t/h，根據(jù)測算時的臺產噸位乘以添加百分比計算出應給料量t/h，二者之間出現(xiàn)誤差則人工現(xiàn)場調整給料管道泵的轉速，使之盡可能貼近理論需求給料量。此種給料方式的弊端主要是人工計量影響因素、給料裝置穩(wěn)定性、占用人力，其中人工計量影響分為計量準確性、喂料量調整及時性兩方面，給料裝置穩(wěn)定性則體現(xiàn)為給料量不能保證恒定，主要原因為泵體結構無法滿足計量要求的穩(wěn)定效果，以及泵體前液體原料儲存罐缺少液位監(jiān)控造成泵體空轉，在自動化生產線中水泥助磨劑人工給料凸顯出極不協(xié)調，不僅耗用人工，而且由于計量不精準，同時造成價值較高的水泥助磨劑添加過多浪費或過少達不到預期效果。根據(jù)以上原因，本人結合設備廠家設計選型一套液體給料裝置，實現(xiàn)DCS遠程自動化給料及準確計量的目標。

1 設計需求

自動控制，定量給料，計量準確。

2 實現(xiàn)手段

（1）自動化喂料配比，喂料量跟隨臺產同步調整，在我公司中控人機接口IFIX軟件配料窗口中，新添加原材料水泥助磨劑給料臺產t/h，增加中控員可調整的配比系數(shù)輸入窗口，根據(jù)化驗室下達的生產指令人工輸入，信息化發(fā)展較為先進的企業(yè)，也可通過OPC服務器接駁ERP系統(tǒng)、專家系統(tǒng)、能管中心等，由信息化生產制造體系執(zhí)行調控和統(tǒng)籌；在DCS硬件系統(tǒng)CBM軟件中，根據(jù)水泥助磨劑廠家提供的比重系數(shù)，以及臺時產量，再換算為L/h的流量給定值，然后以4-20mA信號形式遠傳輸出至現(xiàn)場自動喂料柜PLC。

（2）在現(xiàn)場輸送管道上增加流量計，將實時流量反饋以4-20mA信號形式，遠傳至自動喂料柜PLC,根據(jù)現(xiàn)場電磁干擾情形合理選擇單、雙層屏蔽線纜。

（3）利用PLC程序中PID調整程序塊，對現(xiàn)場檢測到的反饋流量與給定流量進行PID調節(jié)，及時追蹤滿足喂料量保持在一定限值范圍內，通過PLC輸出4-20mA轉速信號至變頻器，再通過變頻調速方式，調節(jié)給料泵電機轉速，最終控制給料量，同時PLC柜反饋管道實時流量及單位時間內累積量至DCS系統(tǒng)。

（4）增加水泥助磨劑原料儲存罐的液位監(jiān)控，并引入自動給料柜PLC，作為變頻器啟動條件，保護泵體不因斷料造成空轉損傷。

（5）通過DCS系統(tǒng)的開關量，遠控自動給料柜啟停，并設定工藝連鎖，確保止料或急停狀態(tài)下切斷液體給料避免產生液體污染、浪費或造成生產工藝粉料物料輸送系統(tǒng)結堵。

（6）自動化給料改造流程示意圖

自動化給料改造流程圖

3 設計選型關注點

（1）在液體給料系統(tǒng)中，有流量計量及重量計量兩種，分別對應典型應用流量計及失重稱兩類。我公司水泥助磨劑加注位置振動較大，峰值超過6mm/s，容易造成失重稱計量失真，其次，失重稱體積較小，持續(xù)喂料需要額外液體供給泵，保證不斷料，結構較為復雜，且成本較高，某知名國際品牌單臺達到數(shù)十萬元，相對于物料價值顯得并不經濟。

（2）流量計選擇，一般有渦街流量計及電磁流量計，前者多用于蒸汽、壓縮空氣等氣體大流量計量，后者多用于液體計量，并且為了保證液體充滿流量計通過，安裝時應選取豎直管道上升段。

（3）泵體選擇，由于涉及計量系統(tǒng)穩(wěn)定給料，需使用計量泵，關注穩(wěn)態(tài)精確度、可重復性、線性度、止回設計等指標，在系統(tǒng)壓力變化的情況下，泵出液體流速應接近穩(wěn)定，降低液體脈動沖擊現(xiàn)象，典型應用有電動隔膜泵。

（4）液體化學特性要求，根據(jù)我公司現(xiàn)場水泥助磨劑的化學介質特性強堿性（pH10.5±1）及固化物含量（37%±2%），我們參考漿液型防腐蝕電磁流量計及計量泵，保證含有雜質及腐蝕性液體輸送。

4 結論

通過設備技改，我公司實現(xiàn)了自動化喂料的目標，降低了人力成本，穩(wěn)定了工藝控制，通過對生產不同標號水泥成品產量、質量的臺時數(shù)據(jù)與為水泥助磨劑的精細化使用和成本分析管理打下了基礎。