王澤超

（中材海外工程有限公司，北京 100831）

0 序 言

中材海外工程有限公司攜手成都水泥設(shè)計院承建的阿聯(lián)酋ABMC10 000t/d熟料生產(chǎn)線項目，2012年11月7日在天然氣到現(xiàn)場當天回轉(zhuǎn)窯順利點火，五天后成功產(chǎn)出第一批熟料。實現(xiàn)最高月運轉(zhuǎn)率99.59%和熟料月產(chǎn)量33.5萬噸的佳績。

ABMC現(xiàn)場的生料和水泥配料系統(tǒng)使用了中材國際下屬公司自行研發(fā)制造的定量給料機，精度高、壽命長、穩(wěn)定性可靠，獨特的稱量裝置，使整個稱重系統(tǒng)無水平和側(cè)位移，無摩擦影響，不需要維修?？刂破鞑捎玫聡昕耍⊿chenck）儀表，型號：INTECONT PLUS VEG20610，軟件版本：VDB20600－07。其技術(shù)特點是系統(tǒng)精度高、速度計量精確、控制系統(tǒng)優(yōu)化，信號進行隔離處理，集中診斷和自測試功能。

1 定量給料機的工作原理

1.1 計量原理

稱量平臺連續(xù)稱量輸送的物料。物量在皮帶的引導下通過稱量平臺，稱量平臺通過稱重托輥將物料重力作用在稱重傳感器。稱量平臺用十字彈簧與框架連接。稱重傳感器產(chǎn)生一個與作用力成比例的電壓信號，送入INTECONT PLUS儀表內(nèi)，此電壓信號經(jīng)放大后轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號送入微處理器，見圖1。

圖1 計量原理圖

三角形區(qū)域表示單托輥的載荷分配，稱量平臺范圍內(nèi)只有一半的物料重量QB作用于稱重托輥上。根據(jù)秤架結(jié)構(gòu)，可換算成單位皮帶度上的載荷。

有效稱量段長度：Leff=L/2，其中L為計量平臺長度。

皮帶載荷如下：Q=QB/Leff（kg/m）

測速用的齒輪安裝在電機軸上，當電機轉(zhuǎn)動時，速度傳感器產(chǎn)生與越過測速感應(yīng)頭的齒數(shù)相對應(yīng)的脈沖信號，送入INTECONT PLUS儀表的微處理器中，計算出皮帶速度V。

微處理器根據(jù)帶皮載荷Q和皮帶速度V，計算出實際給料率：I=QV（kg/s）

1.2 控制原理

通過皮帶速度來控制給料率。定量給料機控制系統(tǒng)由機械秤體（包括驅(qū)動電機和減速機）、稱重傳感器、速度傳感器、控制儀表和電控柜組成。

計量系統(tǒng)測出通過皮帶的實際給料率將實際給料率I與設(shè)定值P進行比較，偏差被送到控制器R，控制器輸出Y調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置的輸出用以改變給料機的皮帶速度，直至實際給料率與設(shè)定值一致，見圖2。

圖2 控制原理圖

2 儀表主要參數(shù)獲得來源及介紹

儀表的參數(shù)非常重要，決定著定量給量機的精度，只有弄清楚這些參數(shù)的來源和含義，才能在生產(chǎn)過程中更好的進行維護，以保證定量給料機的準確性（見表1）。

表1 定量給料機主要參數(shù)表

2.1 額定數(shù)據(jù)B參數(shù)

B01～B15參數(shù)按表1中選擇即可。

下面主要介紹B04和B05兩個參數(shù)，特別是B04參數(shù)許多技術(shù)人員并不清楚其真正的來源，特作說明。

B05：額定速度，即皮帶的最大轉(zhuǎn)速，一般是在50Hz時電機的轉(zhuǎn)速，設(shè)計廠家為了可靠并留有余量，一般采用45Hz時的轉(zhuǎn)速作為額定轉(zhuǎn)速。

（1）額定速度的求得過程。

以紅沙秤為例，紅沙皮帶每圈的長度L=6.04m，轉(zhuǎn)動一周的時間為40.6s，紅沙秤皮帶的額定速度為V=L/t=0.148 8（m/s）

B04：速度傳感器特征值

皮帶運行1m時，速度傳感器接收到多少個脈沖信號，單位為I/m。定量給料機的速度傳感器安裝在電機軸的尾端，電機軸上有一個鉅齒形圓盤，電機每轉(zhuǎn)一周，鉅齒形圓盤轉(zhuǎn)動一周，速度傳感器測量圓盤上的齒數(shù)，每個齒就是一個脈沖，圓盤上的齒數(shù)是固定的。

（2）速度傳感器特征值的求得過程。

此參數(shù)的計算過程以紅沙秤舉例，秤驅(qū)動結(jié)構(gòu)見圖3。

圖3 秤驅(qū)動結(jié)構(gòu)圖

紅沙皮帶的額定速度為V=0.148 8m/s，紅沙秤皮帶驅(qū)動輥C3的最大線速度也為V=0.148 8m/s，皮帶驅(qū)動輥C3的半徑R3＝0.097 5m。

根據(jù)公式：V=R3×ω3，皮帶驅(qū)動輥C3最大角速度ω3=V/R3。又知減速機輸出輪C2和皮帶驅(qū)動輥C3的角速度是一樣的，即ω2＝ω3，減速機速比為90，即ω1/ω2=90，減速機輸入輪C1的最大角速度為：

ω1＝90ω2＝90ω3=90V/R3＝137.3（弧度/s）。

減速機輸入輪C1和電機軸的角速度相同，電機軸每秒轉(zhuǎn)的圈數(shù)為137.3/2π=21.86圈/s，電機尾部的鉅齒形齒輪也轉(zhuǎn)動21.86圈/s，在額定速度V=0.1488m/s下，皮帶轉(zhuǎn)動1m時所用的時間為6.7s，那么鉅齒形齒輪在皮帶轉(zhuǎn)動1m時轉(zhuǎn)的圈數(shù)為21.86×6.7=146.46圈，如果鉅齒形齒輪上的個數(shù)為n＝30，皮帶運行1m時速度傳感器接收到的脈沖數(shù)為：

146.46×30＝439 3.82（I/m）

2.2 標定數(shù)據(jù)C參數(shù)

C01：皮帶圈數(shù)，在標定時，皮帶運行的圈數(shù)作為標定時間;

C02：皮帶運行一圈的時間，皮帶在額定速度時運行一圈的時間，可測出;

C03：稱重傳感器特征值，稱重傳感器上標明，按標明輸入即可;

C04：稱重傳感器額定荷載，稱重傳感器上標明，按標明輸入即可;

C05：有效稱量段長度，此數(shù)據(jù)秤體生產(chǎn)廠家提供，ABMC現(xiàn)場所有定量給料機的計量段為0.5m;

C06：杠桿比，此數(shù)據(jù)秤體生產(chǎn)廠家提供;

C07：傾角，此數(shù)據(jù)秤體生產(chǎn)廠家提供;

C08：有效校驗重量，校驗砝碼的重量，與皮帶的計量長度有關(guān)，計量長度為0.5m，那么此數(shù)據(jù)為2倍的砝碼重量。

2.3 標定結(jié)果D參數(shù)

D參數(shù)不需要輸入，在秤標定時得到。

D01：額定皮帶載荷（不能輸），皮帶每米的載荷，此數(shù)據(jù)可進行計算，如紅沙秤最大速度為0.148 8m/s，3 600s皮帶走的總長度為L=535.68m，秤3 600s喂料量為60 000kg，皮帶的載荷為60 000/535.68=112.00kg/m。計算結(jié)果可和標定結(jié)果進行比較。

D02：量程校正系數(shù)，標定完成后，標定得到的KOR數(shù)值如果超過5%，可把標定得到的數(shù)值輸入D02中進行校正。

D03、D04、D05：標定去皮時可得到。

D06：皮帶整圈特征值（不能輸），皮帶運行一周時速度傳感器的脈沖數(shù)，此數(shù)據(jù)可進行計算，如紅沙秤速度傳感器特征值為4 393.82脈沖數(shù)/m，皮帶長度為6.04m/圈，那么皮帶整圈的特征值為26 538.67脈沖數(shù)/圈，計算結(jié)果可和標定結(jié)果進行比較。

3 阿聯(lián)酋AMBC現(xiàn)場應(yīng)用及問題的處理

ABMC現(xiàn)場生料、水泥粉磨采用德國萊歇公司輥式磨機，生料部分粉磨采用兩磨式，臺時產(chǎn)量達520t/h，如此高的磨機臺時產(chǎn)量，就必須有大容量、高精度、長期運行可靠的定量配料系統(tǒng)作為保證，ABMC現(xiàn)場生料配料各成分最大量程分別為石灰石450t/h、鐵粉20t/h、頁巖110t/h、紅沙60t/h。配料系統(tǒng)自2012年投入運行以來，在中東沙漠地區(qū)這種環(huán)境溫度高達50℃、設(shè)備表面溫度高達75℃的特殊條件下運行可靠，沒有出現(xiàn)稱量和控制問題主要的原因是獨特的秤體稱重結(jié)構(gòu)，優(yōu)良的儀表控制系統(tǒng)和精良的電機及減速傳動機構(gòu)。電機和減速機采用西門子產(chǎn)品，控制儀表采用的是申克控制儀，稱重機構(gòu)是中材國際下屬公司自行設(shè)計研發(fā)的最新型秤體。

近來由于生產(chǎn)新型水泥，原料的配比發(fā)生了變化，鐵粉的使用量已超過了原來秤的最大量程20t/h，現(xiàn)使用量為23t/h左右，秤的最大量程需要改為30t/h。業(yè)主工程師認為，要想改變秤的最大量程，要更換減速機和電機才能實現(xiàn)。中方認為，在電機和減速機不更換的情況下，即皮帶速度一定的情況下，可通過料層的厚度來實現(xiàn)，根據(jù)現(xiàn)在的最大臺時產(chǎn)量30t，最大速度，算出需要的下料口最小截面積即可。計算過程：

只要鐵粉秤下料口的截面積≥0.081 9m2即可滿足要求。

4 標定方法

4.1 容積模式標定法

就是為了讓棒碼放在秤的支架上模擬一定料層的厚度，當輸入秤的最大臺時產(chǎn)量時，使皮帶按額定速度運行，速度傳感器測出皮帶的額定運行速度Vm/s，稱重傳感器測出皮帶載荷Qkg/m，實際給料率為：

I=VQ（kg/s），標定程序運行期間連續(xù)測量平均值。

4.2 重量模式標定法

選擇重量模式進行標定，砝碼放在秤體測出實際給料率I=VQ（kg/s），輸入稱的最大臺時產(chǎn)量并運行后，看在一定的時間內(nèi)重量的累計是否和設(shè)定值對應(yīng)。如秤的最大臺時產(chǎn)量為60t，砝碼在稱上運行6min后，累計產(chǎn)量應(yīng)為6 000kg?？纱致怨仕愠拥臏蚀_性。操作此過程時，應(yīng)先把重量累計器清零，并把本累計器的單位設(shè)為kg。

5 結(jié) 語

只有熟練掌握儀表參數(shù)的含義及相關(guān)參數(shù)的來源，才能靈活的運用，在出現(xiàn)問題時才能快速的找出問題，快速解決問題，以確保配料系統(tǒng)在精準、高效的環(huán)境下運行，更好地服務(wù)于生產(chǎn)。