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技術 | 水泥廠窯尾管道噴水智能控制系統

來源:《中材海外工程有限公司》 發布日期:2019/11/5 編輯:徐展迪
核心提示:水泥廠窯尾管道噴水智能控制系統

本控制系統包括遠程控制器、上位機、就地控制器、水泵、壓力傳感器、液位傳感器、回水電磁閥、回水流量調節閥、電磁閥1、電磁閥2、噴嘴組1、噴嘴組2和溫度傳感器,其中就地控制器分別與水泵、壓力傳感器、液位傳感器、回水電磁閥、回水流量調節閥、電磁閥1、電磁閥2和溫度傳感器連接,并且就地控制器和上位機進行MPI通訊和遠程控制器進行 Profibus-dp 通訊。


就地控制器、上位機、回水電磁閥、回水流量調節閥、電磁閥1和電磁閥2都是由UPS(不間斷電源)進行供電。發生停電故障時,操作人員依然可以通過上位機打開電磁閥1、電磁閥2和回水電磁閥,使水回流到水箱內。


如圖1所示,圖1中的就地控制器是本控制系統的控制核心,完成所有的工藝控制和順序聯鎖保護控制功能。就地控制器和上位機進行MPI通訊,將工藝參數、運行狀態和報警信息傳送給上位機,上位機對上述工藝參數、運行狀態和報警信息進行顯示和存儲;同時操作人員也可以通過上位機進行操作。就地控制器和遠程控制器進行 Profibus-dp 通訊,就地控制器將工藝參數、運行狀態和報警信息也傳送給遠程控制器,遠程控制器實時接收就地控制器傳送的工藝參數、運行狀態和報警信息并對其進行顯示和記錄,同時根據就地控制器傳送來的水箱液位報警信號對水箱進行補水。而且遠程通控制器會將窯尾管道出口處煙氣的溫度設定值傳送給就地控制器。


液位傳感器實時監測水箱的水位狀態。當液位值低于就地控制器內的補水液位設定值時,就地控制器就向遠程控制器發出水箱液位報警信號,遠程控制器進而控制相應的設備對水箱進行補水; 當液位值高于上限液位設定值時,遠程控制器停止對水箱進行補水。


壓力傳感器實時監測水泵出口處的壓力值。若壓力值高于壓力上限設定值,則打開回水電磁閥,將回水流量調節閥開度調到100%,關閉水泵進行快速泄壓;若壓力值低于壓力下限設定值,則及時關閉水泵、電磁閥1和電磁閥2,進行故障檢查。


回水電磁閥用的是常閉閥,正常運行時,回水電磁閥一直關閉。當壓力傳感器值高于壓力上限設定值時,回水電磁閥得電,回水電磁閥打開進行泄壓;當系統停止運行時,也會打開回水電磁閥,使水流回流到水箱內。


電磁閥1、電磁閥2和回水流量調節閥是系統水流量調節的主要執行機構,系統通過調節電磁閥1、電磁閥2的開關狀態和回水流量調節閥的開度來控制噴嘴的噴水量。 


溫度傳感器裝設在窯尾管道出口處,用來實時監測窯尾管道出口煙氣的溫度。系統通過調節噴水量來控制窯尾管道出口處煙氣的溫度。 


窯尾管道噴水控制系統的核心就是調節噴水量來控制窯尾管道出口煙氣的溫度。本控制系統核心控制原理如圖2所示,根據生料磨運行狀態自動更改溫度設定值,采用PID閉環控制回水流量調節閥的開度,用如圖3的滯回比較器控制電磁閥2的運行狀態。


具體流程如下:窯尾管道噴水系統工作時,電磁閥 1處于打開狀態,就地控制器實時接收溫度傳感器的值并將該溫度傳感器的值和內部的溫度設定值進行比較,通過PID控制器實時計算,輸出4~20mA信號來控制回水流量調節閥的開度,同時根據實際情況根據回水流量調節閥開度控制電磁閥2運行狀態(如圖3所示)。


若回水流量 調節閥開度下降到控制器內部的開設定值時,表明只開電磁閥1已不太能滿足噴水量的需求,此時打開電磁閥2來確保窯尾管道的性能;若回水流量調節閥上升到控制器內部的關設定值時,表明只開電磁閥1也可滿足噴水量的需求,此時關閉電磁閥2。 


本智能控制系統控制流程如下:遠程控制器根據接收到的液位傳感器的信號對水箱進行補水,并且根據生料磨的運行狀態實時的將溫度設定值傳送給就地控制器。


當溫度傳感器的值超過就地控制器內的系統啟動設定值時,就地控制器打開電磁閥1和回水電磁閥,同時控制回水流量調節閥開度為 100%,延時1分鐘后打開水泵; 水泵打開后關閉回水電磁閥,啟動PID控制器,進行閉環控制,同時控制回水流量調節閥的開度和電磁閥2的運行狀態;


當溫度傳感器的值低于就地控制器內的系統啟動設定值時,關閉水泵,打開回水電磁閥,將回水流量調節閥開度調為100%,使水管內的水快速回流到水箱內,延時2分鐘后,關閉電磁閥1和回水電磁閥,同時停止系統運行。


來源:《中材海外工程有限公司》


作者:潘曉晶


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