作者:吴守升 谭宏业 陈慈明
关键字:菲斯特-装置
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<1、引言
广东省塔牌集团蕉岭鑫达旋窑水泥有限公司日产5000吨新型干法旋窑水泥生产线，窑头和分解炉燃煤计量使用德国菲斯特公司制造的DRW型转子秤。DRW型转子秤技术的先进程度在当今世界上处于领先地位，目前，广泛的用于新型干法旋窑水泥生产行业。然而，其技术的保密、配件独家销售、价格昂贵、供货周期长等等，给企业带来了极大的制约作用。为此，鑫达公司和深圳市赛美特科技发展有限公司共同攻关，成功地对DRW型转子秤控制系统进行了国产化研发，实现了对DRW型转子秤的前馈控制，能确保恒定的喂煤计量精度<±0.5%。
2、转子秤原理
2.1 概述
DRW型转子喂料秤适用于水泥厂旋窑煅烧煤粉计量的连续称量。煤粉自煤粉仓的卸出、称重和转送到气力输送管路这一过程全都在一个结构简单的封闭式喂料机内完成。
2．2工作原理
转子喂料秤采用的是重力检测的水平转子的工作原理（见图1）。散状物料由转子（分格轮）直接从仓内卸出，带入称重区，计量后直接进入气力输送管路，然后由罗茨风机输送到窑、分解炉中去燃烧。
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图1 转子秤的结构
注：1. 荷重传感器 2. 接头 3 .框架 4 .入料口 5. 转子室 6 .物料出口 7. 压缩空气入口 8 .物料出口9.物料入口
称量轴A—A跨越物料卸出点，气力管道和转子之间的活络接头，这意味着它可以使压力波动造成的任何二次受力反应充分得到补偿，并使物料的计量结果不受影响。无论什么时候通过转子称重区的物料重量都由称重装置B计量下来。物料重量及其所在的位置都储存在喂科秤的电子系统内，也就是说，在物料卸出之前即已知道转子各部位的荷重情况。为了使预先确定的设定值和储存在存储器内的物料量相适应，在卸料点处要求的转子角速度已预先计算出来，并由转子驱动装置来完成。通过这种先期控制原理，转子喂科秤可对任何波动给予校正并给出短期高精确度。
3、控制系统设计
3．1 总体方案
系统采用西门子S7—200系列PLC为中心控制单元，实现数据采集、数据计算、标定校验和逻辑控制；采用交流变频器调节电机转速，具有本地和远程（DCS）操作，实现对DRW转子秤喷煤流量的实时控制。
3．2系统结构
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< 3．3系统配置
本计算机控制系统由过程控制部分和监控部分以及各种软件包组成。
3．3．1过程控制部分
过程控制部分主要用来完成对过程的控制功能，它是由电源模块、CPU模块、输入模块、输出模块、信号隔离器模块以及必要的连接元件组成。过程控制部分主要完成对现场数据采集、流量运算控制、设备状态采集和处理、开关量的实时控制程序的控制功能。主要表现在：
现场操作和DCS远程操作
向监控部分和DCS提供数据
仓、秤助流控制
荷重测量
转速测量
流量计算
转子秤校验
逻辑程序控制
系统故障诊断
3．3．2监控部分
监控部分是一个人机对话窗口，它由TD200文本显示单元和必要的操作按钮组成。主要表现在：
显示转子秤流量的设定值
显示转子秤流量的反馈值
控制方式的选择
转子秤起停和调速
故障显示和复位
控制参数的修改
转子秤的校验
口令保护
3．4控制范围
本系统主要控制以下机械和电气设备：
DRW型转子喂料秤
仓上、秤上闸阀
转子秤清扫
仓、下料管助流
转子秤排空
3．5控制原理
3．5．1转子喂料秤流量控制
为了保证喂料秤流量反馈值与设定目标值一致，流量的精确计算和快速达到目标值是本系统正常工作的基础。系统选用三相交流电机作为驱动部件，并配以光电编码器组成一局部反馈系统，解决了开环控制的失步问题。经计算产生的流量调节信号自PLC输出，通过交流变频器控制三相交流电机的转速，实现喂料秤流量反馈值与设定目标值一致。
3．5．2仓、下料管助流
为了确保物料仓和料管连续的下料，保证转子喂料秤秤体有稳定的料量，系统设计了定时的仓、下料管助流控制。当助流程序起动时，现场共有15个电磁阀逐一得电对仓、下料管进行助流。仓、下料管助流间隔时间和电磁阀助流时间均可根据实际工况而定。
3．5．3转子秤排空
为了保证转子秤停机时，转子内无物料，系统设计了转子秤自动排空控制。当DCS发出排空指令时，仓上闸阀关闭，间隔一段时间后秤上闸阀关闭，用以确保物料仓无法下料和下料管物料下完，直至清空转子秤转子内的物料。
3．5．4转子秤校验
为了保证转子秤计量的准确性，计量误差在允许范围内，系统设计了转子秤校验程序。
静态校验：零点和量程自动校验。当转子秤内无物料时，可起动自动零点校程序，系统会自动更改零点校验值；当进行自动量程校 验时，需将标准砝码挂上，起动自动量程校验程序，系统会自动更改量程校验值。
动态校验：做零点曲线和实物校验。起动转子秤及物料输送设备，确认转子秤内无物料时，可起动自动做零点曲线程序，系统会自动完成零点曲线的校验；生产中根据物料仓实际下料量和转子秤流量测量的累计值之差，修改实物校验系数。
4、使用情况
2004年6月28日旋窑点火生产，研发后的菲斯特秤控制装置正式投入运行，从中央控制室计算机屏幕上显示的数据表明，此次菲斯特秤控制装置国产化的改造已获得成功。改造后的菲斯特秤控制装置对数据的检测、运算、调节以及计量精度均达到进口装置的效果，可以和原装进口的控制系统相媲美。
5、结束语
菲斯特秤控制装置国产化的改造成功，消除了菲斯特公司对备品配件的制约，减少了企业昂贵的备件费用支出；同时，简化了菲斯特秤控制装置复杂的硬件配置，便于企业员工对技术的掌握，是一个极具有推广价值的改造项目。
