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技术 | 水泥厂窑尾管道喷水智能控制系统

来源:《中材海外工程有限公司》 发布日期:2019/11/5 编辑:徐展迪
核心提示:水泥厂窑尾管道喷水智能控制系统

本控制系统包括远程控制器、上位机、就地控制器、水泵、压力传感器、液位传感器、回水电磁阀、回水流量调节阀、电磁阀1、电磁阀2、喷嘴组1、喷嘴组2和温度传感器,其中就地控制器分别与水泵、压力传感器、液位传感器、回水电磁阀、回水流量调节阀、电磁阀1、电磁阀2和温度传感器连接,并且就地控制器和上位机进行MPI通讯和远程控制器进行 Profibus-dp 通讯。


就地控制器、上位机、回水电磁阀、回水流量调节阀、电磁阀1和电磁阀2都是由UPS(不间断电源)进行供电。发生停电故障时,操作人员依然可以通过上位机打开电磁阀1、电磁阀2和回水电磁阀,使水回流到水箱内。


如图1所示,图1中的就地控制器是本控制系统的控制核心,完成所有的工艺控制和顺序联锁保护控制功能。就地控制器和上位机进行MPI通讯,将工艺参数、运行状态和报警信息传送给上位机,上位机对上述工艺参数、运行状态和报警信息进行显示和存储;同时操作人员也可以通过上位机进行操作。就地控制器和远程控制器进行 Profibus-dp 通讯,就地控制器将工艺参数、运行状态和报警信息也传送给远程控制器,远程控制器实时接收就地控制器传送的工艺参数、运行状态和报警信息并对其进行显示和记录,同时根据就地控制器传送来的水箱液位报警信号对水箱进行补水。而且远程通控制器会将窑尾管道出口处烟气的温度设定值传送给就地控制器。


液位传感器实时监测水箱的水位状态。当液位值低于就地控制器内的补水液位设定值时,就地控制器就向远程控制器发出水箱液位报警信号,远程控制器进而控制相应的设备对水箱进行补水; 当液位值高于上限液位设定值时,远程控制器停止对水箱进行补水。


压力传感器实时监测水泵出口处的压力值。若压力值高于压力上限设定值,则打开回水电磁阀,将回水流量调节阀开度调到100%,关闭水泵进行快速泄压;若压力值低于压力下限设定值,则及时关闭水泵、电磁阀1和电磁阀2,进行故障检查。


回水电磁阀用的是常闭阀,正常运行时,回水电磁阀一直关闭。当压力传感器值高于压力上限设定值时,回水电磁阀得电,回水电磁阀打开进行泄压;当系统停止运行时,也会打开回水电磁阀,使水流回流到水箱内。


电磁阀1、电磁阀2和回水流量调节阀是系统水流量调节的主要执行机构,系统通过调节电磁阀1、电磁阀2的开关状态和回水流量调节阀的开度来控制喷嘴的喷水量。 


温度传感器装设在窑尾管道出口处,用来实时监测窑尾管道出口烟气的温度。系统通过调节喷水量来控制窑尾管道出口处烟气的温度。 


窑尾管道喷水控制系统的核心就是调节喷水量来控制窑尾管道出口烟气的温度。本控制系统核心控制原理如图2所示,根据生料磨运行状态自动更改温度设定值,采用PID闭环控制回水流量调节阀的开度,用如图3的滞回比较器控制电磁阀2的运行状态。


具体流程如下:窑尾管道喷水系统工作时,电磁阀 1处于打开状态,就地控制器实时接收温度传感器的值并将该温度传感器的值和内部的温度设定值进行比较,通过PID控制器实时计算,输出4~20mA信号来控制回水流量调节阀的开度,同时根据实际情况根据回水流量调节阀开度控制电磁阀2运行状态(如图3所示)。


若回水流量 调节阀开度下降到控制器内部的开设定值时,表明只开电磁阀1已不太能满足喷水量的需求,此时打开电磁阀2来确保窑尾管道的性能;若回水流量调节阀上升到控制器内部的关设定值时,表明只开电磁阀1也可满足喷水量的需求,此时关闭电磁阀2。 


本智能控制系统控制流程如下:远程控制器根据接收到的液位传感器的信号对水箱进行补水,并且根据生料磨的运行状态实时的将温度设定值传送给就地控制器。


当温度传感器的值超过就地控制器内的系统启动设定值时,就地控制器打开电磁阀1和回水电磁阀,同时控制回水流量调节阀开度为 100%,延时1分钟后打开水泵; 水泵打开后关闭回水电磁阀,启动PID控制器,进行闭环控制,同时控制回水流量调节阀的开度和电磁阀2的运行状态;


当温度传感器的值低于就地控制器内的系统启动设定值时,关闭水泵,打开回水电磁阀,将回水流量调节阀开度调为100%,使水管内的水快速回流到水箱内,延时2分钟后,关闭电磁阀1和回水电磁阀,同时停止系统运行。


来源:《中材海外工程有限公司》


作者:潘晓晶


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