水泥助磨劑定量控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試

　　前 言
　　由于使用水泥助磨劑有助于 1.顯著改善和穩(wěn)定粉磨工藝；2.改善水泥性能、實(shí)施細(xì)磨和超細(xì)磨、滿足新標(biāo)準(zhǔn)的要求；3.改善物料的易磨性、提高粉磨效率、增加磨機(jī)臺(tái)產(chǎn)、提高水泥實(shí)際產(chǎn)量、節(jié)省電耗從而降低水泥生產(chǎn)成本；4.提高熟料利用率從而提高混合材摻量等而被大量用于現(xiàn)代水泥生產(chǎn)的過(guò)程中。水泥助磨劑分粉體助磨劑和液體助磨劑，液體助磨劑由于其配比少（一般在0.01%～0.2%范圍內(nèi)）、對(duì)單位水泥生產(chǎn)成本影響小、效果持續(xù)穩(wěn)定、其摻量易于控制等特點(diǎn)而得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。正是基于此考慮，我公司于2006年3月初計(jì)劃使用格雷斯的液體水泥助磨劑。

　　1 對(duì)水泥助磨劑定量控制系統(tǒng)的技術(shù)要求
　　為用好水泥助磨劑，水泥助磨劑摻入物料的工藝過(guò)程必須采用定量控制系統(tǒng)。在安裝使用水泥助磨劑定量控制系統(tǒng)之前，公司工藝方面提出以下要求：① 我公司有兩條水泥生產(chǎn)線，每條水泥生產(chǎn)線的42.5水泥品種的設(shè)計(jì)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量為110t/h，實(shí)際臺(tái)時(shí)產(chǎn)量已可達(dá)到150t/h，為保證生產(chǎn)32.5水泥品種臺(tái)時(shí)產(chǎn)量在160t/h時(shí)仍然能滿足要求，考慮到所選用水泥助磨劑的配比在0.17%以內(nèi)，故所選計(jì)量器具的量程范圍必須至少達(dá)到272kg/h；② 由于水泥生產(chǎn)線的配料系統(tǒng)的每臺(tái)定量給料機(jī)的動(dòng)態(tài)計(jì)量精度為1.5%，故要求水泥助磨劑定量控制系統(tǒng)用計(jì)量器具的動(dòng)態(tài)計(jì)量精度也必須優(yōu)于1.5%；③ 要求水泥助磨劑的配比可以在中控室的DCS操作界面上隨意修改；④ 當(dāng)水泥配料系統(tǒng)穩(wěn)定配料時(shí)水泥助磨劑的實(shí)際摻入量也應(yīng)該確保穩(wěn)定；⑤ 當(dāng)水泥配料系統(tǒng)的總流量給定值由于實(shí)際需要而修改時(shí)，水泥助磨劑的摻量也應(yīng)自動(dòng)的隨之改變；⑥ 水泥助磨劑的流量實(shí)際值必須在中控室的DCS操作界面上準(zhǔn)確顯示，顯示值精確到小數(shù)點(diǎn)后一位；⑦ 水泥助磨劑的每班的累計(jì)值必須在中控室的DCS操作界面上顯示出來(lái)；⑧ 水泥助磨劑的摻入設(shè)備的啟停可以在中控室的DCS操作界面上進(jìn)行操作，并與有關(guān)設(shè)備聯(lián)鎖，確保由于故障等原因有關(guān)設(shè)備停機(jī)時(shí)水泥助磨劑的摻入設(shè)備也必須聯(lián)鎖停機(jī)；⑨ 盛放水泥助磨劑的容器內(nèi)助磨劑的液位須在中控室的DCS操作界面上顯示出來(lái)。

　　2 水泥助磨劑定量控制系統(tǒng)的解決方案
　　2.1、水泥助磨劑定量控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成
　　根據(jù)前面工藝方面提出的要求，所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)里應(yīng)該包含 ① 盛放水泥助磨劑的容器、把水泥助磨劑導(dǎo)向確定地點(diǎn)的管道和使液體穩(wěn)定流動(dòng)的液泵，使得水泥助磨劑能按要求流動(dòng)到確定的地點(diǎn)；② 液泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制裝置，使得系統(tǒng)能按要求控制水泥助磨劑的流量大??；③ 能計(jì)量管道中的水泥助磨劑流量大小的液體流量計(jì)；④ 對(duì)管道中的助磨劑的流量大小進(jìn)行穩(wěn)定控制的調(diào)節(jié)器；⑤ 測(cè)量容器內(nèi)水泥助磨劑液位高低的液位計(jì)；⑥ 用于消除管道內(nèi)的液體發(fā)生流量脈動(dòng)的管道阻尼器。

圖1 水泥助磨劑計(jì)量控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成示意圖

　　如圖1即是水泥助磨劑定量控制系統(tǒng)的總體方案示意圖。即由中控室的磨操按化驗(yàn)室提供的配比單設(shè)定配比表中水泥助磨劑的配比，水泥助磨劑的配比與物料總流量給定值的乘積即為水泥助磨劑的流量給定值，水泥助磨劑的流量給定值經(jīng)PLC中的D/A轉(zhuǎn)換程序轉(zhuǎn)化為模擬量并通過(guò)模擬量輸出模塊及調(diào)節(jié)器加到液泵變頻器的外給定端子，相應(yīng)的液泵變頻器就有一個(gè)特定頻率的交流電壓加到液泵電機(jī)的定子線圈，液泵電機(jī)驅(qū)動(dòng)液泵按特定的速度旋轉(zhuǎn)，這時(shí)容器內(nèi)的水泥助磨劑通過(guò)管道進(jìn)入液泵的進(jìn)口，液泵的出口便有確定流量的水泥助磨劑排出；從液泵的出口排出的助磨劑流過(guò)管路中的流量計(jì)時(shí)助磨劑的流量大小被流量計(jì)測(cè)得，流量計(jì)把這一模擬量信號(hào)送入PLC的模擬量輸入模塊，再經(jīng)PLC的A/D轉(zhuǎn)換程序把這一流量信號(hào)轉(zhuǎn)換為16進(jìn)制數(shù)，一方面對(duì)助磨劑的實(shí)際用量進(jìn)行累計(jì)，另一方面與助磨劑的流量給定值相比較；若實(shí)際測(cè)得的流量值大于流量給定值，則PLC輸出一下調(diào)信號(hào)給調(diào)節(jié)器，這時(shí)調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)令變頻器的輸出頻率降低，從而液泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速下降，從液泵排出的助磨劑流量也隨之降低；反之，若實(shí)際測(cè)得的流量值小于流量給定值，則PLC輸出一上調(diào)信號(hào)給調(diào)節(jié)器，最終使得液泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速上升，從液泵排出的助磨劑流量也隨之上升。上述調(diào)節(jié)過(guò)程可用如下的圖2來(lái)表示?？梢?jiàn)如此建構(gòu)的水泥助磨劑定量控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成完全可以滿足前面工藝方面提出的所有技術(shù)要求。

圖2 水泥助磨劑流量計(jì)量閉環(huán)控制系統(tǒng)方框圖

　　2.2、液泵、液體流量計(jì)及液位計(jì)的選型及安裝
　　2.2.1液泵的選型、原理及安裝：
　　根據(jù)上面的要求，系統(tǒng)的液泵可選用齒輪泵或隔膜泵。由于液泵一般按體積流量選型，根據(jù)上面的要求，每臺(tái)磨的臺(tái)時(shí)產(chǎn)量按160t/h算，水泥助磨劑的相應(yīng)的配比為0.17%，則相應(yīng)的水泥助磨劑的流量為272kg/h。根據(jù)供應(yīng)商提供的數(shù)據(jù)，水泥助磨劑比重γ助=1.2±0.015kg/L，平均值為1.2kg/L。當(dāng)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量為160t/h時(shí)水泥助磨劑的體積流量為226.67L/h。這樣，為留足余量，液泵的額定流量選型為240L/h。另外，考慮到當(dāng)定量控制系統(tǒng)有故障時(shí)液泵能繼續(xù)使用，液泵最好能采用定量泵，這種泵在單獨(dú)使用時(shí)自身的流量可以進(jìn)行機(jī)械調(diào)節(jié)，并且其對(duì)流量的計(jì)量能達(dá)到相當(dāng)?shù)姆€(wěn)態(tài)精度。我公司的水泥助磨劑計(jì)量控制系統(tǒng)選用的GM系列隔膜計(jì)量液泵由水泥助磨劑供應(yīng)商提供（與之配套提供的還有變頻器），生產(chǎn)廠家為漢勝工業(yè)設(shè)備（上海）有限公司，其型號(hào)為GM024SP4MNN、流量為240L/h、工作壓力為0.7MPa、穩(wěn)態(tài)精度為±2%額定流量，并具有可鎖定調(diào)節(jié)旋鈕，可對(duì)泵自身的流量進(jìn)行0-100%的調(diào)節(jié)。GM系列隔膜計(jì)量泵為隔膜式計(jì)量泵，由兩部分組成：驅(qū)動(dòng)端和泵頭。其輸出流量由驅(qū)動(dòng)端的沖程速度、泵頭尺寸和沖程長(zhǎng)度決定，驅(qū)動(dòng)端根據(jù)可變偏心機(jī)構(gòu)原理工作。電機(jī)驅(qū)動(dòng)與偏心機(jī)構(gòu)相連的渦輪、蝸桿，偏心機(jī)構(gòu)將渦輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成連桿的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。隔膜組件和連桿采用機(jī)械方式連接，與連桿同時(shí)進(jìn)行往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。在吸入沖程時(shí)，隔膜向后運(yùn)動(dòng)，泵頭內(nèi)壓力降低，當(dāng)其壓力低于吸液管路壓力時(shí)，吸入口單向閥球被向上推開(kāi)，進(jìn)口管路中的介質(zhì)進(jìn)入泵頭強(qiáng)室內(nèi)；在排出沖程時(shí)，隔膜向前運(yùn)動(dòng)，泵頭內(nèi)壓力升高，當(dāng)其壓力高于出口管路壓力時(shí)，排出口單向球閥被向上推開(kāi)，泵頭內(nèi)的介質(zhì)進(jìn)入出液管路。為能夠很好的使用隔膜計(jì)量泵，安裝時(shí)應(yīng)注意：首先在泵的進(jìn)口前必須加裝過(guò)濾器，以防止管道中的雜物進(jìn)入隔膜計(jì)量泵的腔體內(nèi)進(jìn)而損壞隔膜泵；其次由于進(jìn)入隔膜泵的液體是被一腔一腔送出的，故管道中的液體的流量會(huì)產(chǎn)生脈動(dòng)，這種脈動(dòng)會(huì)嚴(yán)重影響流量計(jì)的計(jì)量及流量的控制，為減少管道內(nèi)液體流動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的流量脈動(dòng)現(xiàn)象，在距泵的出口一定距離必須加裝管道阻尼器。管道阻尼器的結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，為減少資金投入完全可以自制，在我公司，管道阻尼器就是由工藝人員提出制作方案進(jìn)行自制的；另外為防止當(dāng)泵的出口發(fā)生堵塞時(shí)造成事故，應(yīng)在泵的出口管道上加裝安全閥。

　　2.2.2液體流量計(jì)的選型、原理及安裝：
　　流量計(jì)的選型。流量計(jì)種類繁多，根據(jù)流量的定義劃分，流量計(jì)可分為體積流量計(jì)與質(zhì)量流量計(jì)；體積流量計(jì)又包括容積式流量計(jì)、差壓式流量計(jì)、速度式流量計(jì)；質(zhì)量流量計(jì)又包括直接式質(zhì)量流量計(jì)與推導(dǎo)式質(zhì)量流量計(jì)等等。根據(jù)流量計(jì)的測(cè)量原理劃分可分為基于力學(xué)原理的流量計(jì)、基于電磁學(xué)原理的流量計(jì)、基于熱力學(xué)原理的流量計(jì)、基于光學(xué)原理的流量計(jì)、基于原子物理原理的流量計(jì)等等；另外還有其他劃分方法。可見(jiàn)流量計(jì)的種類非常之多，可供選擇的范圍很大。面對(duì)如此龐大的流量計(jì)家族，要想選擇一款經(jīng)濟(jì)實(shí)用的流量計(jì)，的確不是一件很容易的事，在具體選擇時(shí)要考慮的因素很多。首先要考慮流量計(jì)本身的情況，如測(cè)量原理、性能、精確度、可用性、測(cè)量流量的量程范圍、價(jià)格等；其次要考慮被測(cè)介質(zhì)的情況，如流體的物理特性：流體的粘度、比重、壓力、透明度、導(dǎo)電性、介電常數(shù)、溫度、是否有沉淀等；化學(xué)特性：流體的腐蝕性、有無(wú)毒性、長(zhǎng)期的化學(xué)穩(wěn)定性等；除了上面要考慮的因素外當(dāng)然還要考慮其它一些因素。根據(jù)筆者的經(jīng)驗(yàn)，大致可從以下幾方面考慮：(1)流量計(jì)的性能；(2)流量計(jì)的價(jià)格；(3)流體的理化特性；(4)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境（如設(shè)備的振動(dòng)）及安裝條件（如是否有安裝空間）等。

　　根據(jù)上面提出的要求，由于選用的水泥助磨劑是液體助磨劑，所以要測(cè)量所配水泥助磨劑的流量，需選用測(cè)液體流量計(jì)。由于液體流量計(jì)分為體積流量計(jì)和質(zhì)量流量計(jì)，而質(zhì)量流量計(jì)雖然可直接顯示出被測(cè)介質(zhì)的流量且測(cè)量精度也較高，但其單價(jià)通常很高，所以我們?cè)诖诉x用單價(jià)較低的體積式流量計(jì)?？紤]到水泥助磨劑是醇胺類、糖醚類等的水溶液，具有導(dǎo)電性；另外考慮到安裝的簡(jiǎn)單方便，我們選用了電磁流量計(jì)。根據(jù)上面的計(jì)算，為留有余量，并考慮現(xiàn)場(chǎng)的管道尺寸及PLC所接受的信號(hào)，為滿足前面工藝方面提出的技術(shù)要求，我們選用的電磁流量計(jì)為上海一家儀表公司生產(chǎn)的型號(hào)為WYLDA-20-103-0.6E-000-00EN240的產(chǎn)品，其量程范圍為240L/h，最大工作壓力為0.6MPa，4-20mA信號(hào)輸出，計(jì)量精度等級(jí)為0.5%。電磁流量計(jì)由流量傳感器和轉(zhuǎn)換器兩大部分組成，流量計(jì)的內(nèi)壁構(gòu)成測(cè)量管，測(cè)量管上下裝有激磁線圈，通激磁電流后產(chǎn)生磁場(chǎng)穿過(guò)測(cè)量管，一對(duì)電極裝在測(cè)量管內(nèi)壁并與液體相接觸，引出感應(yīng)電勢(shì)，送到轉(zhuǎn)換器，激磁電流則由轉(zhuǎn)換器提供；電磁流量計(jì)的基本原理是法拉第電磁感應(yīng)定律，即導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí)在其兩端會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，導(dǎo)電性液體在垂直于磁場(chǎng)的非磁性測(cè)量管內(nèi)流動(dòng)，與流動(dòng)方向垂直的方向上產(chǎn)生與流量成比例的感應(yīng)電勢(shì)，電動(dòng)勢(shì)的方向由“弗來(lái)明右手規(guī)則”決定。在安裝電磁流量計(jì)時(shí)應(yīng)該注意保證液體在流過(guò)流量計(jì)時(shí)其測(cè)量管內(nèi)必須充滿液體，為滿足這一要求，流量計(jì)可以有兩種安裝方式，即測(cè)量管與地面水平的方式或垂直的方式安裝，一般情況下垂直安裝完全可保證有液體流過(guò)流量計(jì)時(shí)測(cè)量管內(nèi)是充滿液體的；另外，為確保電磁流量計(jì)能及時(shí)準(zhǔn)確的反映管道中水泥助磨劑的流量，流量計(jì)的安裝位置應(yīng)盡可能的靠近液泵安裝。

　　2.2.3液位計(jì)的選型：
　　由于在技術(shù)要求中提出盛放水泥助磨劑的容器內(nèi)的助磨劑液位必須能進(jìn)行遠(yuǎn)程顯示，故所選液位計(jì)必須有電信號(hào)輸出。這樣可供選擇的液位計(jì)有投入式液位變送器、浮球式液位變送器、磁翻柱液位計(jì)等等可供選擇。由于投入式液位變送器安裝簡(jiǎn)單方便（只要投入水泥助磨劑的容器內(nèi)即可）、單價(jià)較低，我們選擇了投入式液位變送器。投入式液位變送器的原理非常簡(jiǎn)單，其測(cè)量原理是基于任何液體內(nèi)部向各個(gè)方向都有壓強(qiáng)，液體的壓強(qiáng)隨深度的增加而增大這樣一個(gè)物理事實(shí)。投入式液位變送器其實(shí)就是一種壓力變送器，它是利用所測(cè)得液體的壓強(qiáng)反映出所測(cè)液體的深度。在選擇投入式液位變送器的量程時(shí)可以直接利用所測(cè)容器的最大深度Hmax=6m作為變送器的量程，或者也可以把這一最大深度值Hmax=6m換算為壓強(qiáng)值Pmax，即利用公式：Pmax=Hmaxγ助（單位kPa,其中γ助為水泥助磨劑的比重）算得的壓強(qiáng)值Pmax=72kPa作為液位變送器的最大量程。另外要求變送器有4-20mA信號(hào)輸出。

　　2.3、定量控制系統(tǒng)軟件的編制及DCS操作界面的組態(tài)
　　2.3.2定量控制系統(tǒng)軟件的編制：
　　水泥助磨劑定量控制系統(tǒng)軟件的編制包括以下幾個(gè)方面：PLC流量輸入信號(hào)處理程序；PLC液位輸入信號(hào)處理程序；水泥助磨劑用量累計(jì)程序；軟件調(diào)節(jié)器程序；PLC流量給定輸出信號(hào)處理程序；液泵電機(jī)-變頻器的啟停及聯(lián)鎖程序。

　　PLC流量輸入信號(hào)處理程序：流量計(jì)輸入到PLC的模擬量輸入模塊上的4-20mA信號(hào)是模擬量信號(hào)，模擬量輸入模塊將這種信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化為可以被PLC的CPU進(jìn)行處理的數(shù)字量信號(hào)。由于正常情況下模擬量輸入模塊將各種模擬量輸入信號(hào)均不加區(qū)分的統(tǒng)一轉(zhuǎn)化為0～27648之間沒(méi)有任何物理意義的純粹的數(shù)字量，而實(shí)際的生產(chǎn)工藝過(guò)程所涉及到的數(shù)據(jù)都有具體的物理意義，故這種值不能作為實(shí)際值直接使用。要賦予經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換所獲得的數(shù)字量以實(shí)際的物理意義，必須考慮相應(yīng)的數(shù)字量所對(duì)應(yīng)的儀表測(cè)得的物理量的計(jì)量單位及儀表的量程范圍。假定對(duì)于流量計(jì)的一個(gè)流量信號(hào)Q經(jīng)PLC的模擬量輸入模塊進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后變換為數(shù)字量N，則根據(jù)簡(jiǎn)單的比例關(guān)系可得Q=N/27648×240（kg/h），即經(jīng)過(guò)此運(yùn)算就可以把純粹的數(shù)字量N轉(zhuǎn)化為以數(shù)字量形式表達(dá)的流量信號(hào)供CPU處理，在此處理程序中數(shù)N的信號(hào)類型應(yīng)為輸入信號(hào)。具體PLC程序框圖如圖3所示。

圖3 流量信號(hào)的數(shù)字量形式轉(zhuǎn)化為流量的程序框圖

　　PLC液位輸入信號(hào)處理程序：假定對(duì)于液位計(jì)的一個(gè)壓力信號(hào)P經(jīng)PLC的模擬量輸入模塊進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后變換為數(shù)字量N，則根據(jù)簡(jiǎn)單的比例關(guān)系可得P=N/27648×72（kPa），即經(jīng)過(guò)此運(yùn)算就可以把純粹的數(shù)字量N轉(zhuǎn)化為以數(shù)字量形式表達(dá)的液位信號(hào)供CPU處理。其處理程序與流量信號(hào)的處理程序完全相同，在此就不做過(guò)多陳述。

　　水泥助磨劑用量累計(jì)程序：由于水泥助磨劑的瞬時(shí)流量隨時(shí)可能發(fā)生變化，故要對(duì)水泥助磨劑的用量進(jìn)行累計(jì)必須使用微分、積分的方法，而由于CPU只能對(duì)數(shù)字量進(jìn)行處理，所以積分則只能采用近似方法，即對(duì)水泥助磨劑的用量累積就是把一定采樣周期Ts（在此為1s）中對(duì)水泥助磨劑的瞬時(shí)流量的采樣值進(jìn)行不間斷的累計(jì)。其中當(dāng)清零按鈕Reset=1時(shí)對(duì)流量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器M2的數(shù)據(jù)進(jìn)行清零，而當(dāng)流量信號(hào)超過(guò)上限值或低于下限值時(shí)其瞬時(shí)流量Q為壞值不進(jìn)入累積。其程序框圖如圖4所示。

圖4 水泥助磨劑用量累計(jì)程序框圖

圖5 軟件調(diào)節(jié)器程序框圖

　　軟件調(diào)節(jié)器程序：調(diào)節(jié)器按組成結(jié)構(gòu)可分為儀表型調(diào)節(jié)器和軟件調(diào)節(jié)器；按其數(shù)學(xué)模型又可分為PID調(diào)節(jié)器和非PID調(diào)節(jié)器。由于可利用PLC 的存儲(chǔ)器中固化的PID軟件調(diào)節(jié)器模塊或自行編制調(diào)節(jié)器模塊，從而可以節(jié)省購(gòu)買儀表型調(diào)節(jié)器的資金，為此我們采用了軟件調(diào)節(jié)器；另外由于PID調(diào)節(jié)器與調(diào)節(jié)過(guò)程相關(guān)的參數(shù)整定過(guò)程較復(fù)雜，為此我們自己編制了一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)用的調(diào)節(jié)器程序，其程序框圖如圖5所示。從圖中可見(jiàn)，此軟件調(diào)節(jié)器是一個(gè)負(fù)反饋調(diào)節(jié)器。當(dāng)助磨劑流量測(cè)量值與流量給定值之差是負(fù)值且差值的絕對(duì)值大于一定值時(shí)調(diào)節(jié)器就通過(guò)一定方式增大變頻器的流量給定值，從而增大液泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)而增大液泵出口管道的助磨劑流量；反之，當(dāng)助磨劑流量測(cè)量值與流量給定值之差是正值且差值的絕對(duì)值大于一定值時(shí)就通過(guò)一定方式減小變頻器的流量給定值，從而減小液泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)而減小液泵出口管道的助磨劑流量；而當(dāng)助磨劑流量測(cè)量值與流量給定值差值的絕對(duì)值在一定范圍之內(nèi)時(shí)對(duì)流量輸出值（變頻器的給定值）則只做微小的調(diào)整。從圖中可見(jiàn)此調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)過(guò)程非常簡(jiǎn)單而且沒(méi)有參數(shù)需要整定，但從后來(lái)的使用效果看系統(tǒng)的控制精度可以達(dá)到1.5%之內(nèi)，調(diào)節(jié)過(guò)程完全可以滿足上面工藝上提出的要求。

　　PLC流量給定輸出信號(hào)處理程序:PLC的流量給定輸出信號(hào)是模擬量輸出信號(hào)，其過(guò)程恰好與模擬量輸入信號(hào)相反、信號(hào)處理過(guò)程也恰好相反，即把水泥助磨劑的流量給定值Q這種具有一定物理意義及計(jì)量單位的數(shù)字量信號(hào)不加區(qū)分的統(tǒng)一轉(zhuǎn)化為沒(méi)有任何物理意義的純粹的、0～27648之間的數(shù)字量N，根據(jù)簡(jiǎn)單的比例關(guān)系可知其計(jì)算公式為N=Q/240×27648，其中240kg/h為流量計(jì)的最大量程。從計(jì)算公式可見(jiàn)，把流量給定值Q轉(zhuǎn)化為數(shù)字量N的程序與流量輸入信號(hào)處理程序基本相同，只不過(guò)在程序中N的數(shù)據(jù)類型必須設(shè)定為輸出信號(hào)。數(shù)字量N經(jīng)模擬量輸出模塊進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換從而把流量給定輸出轉(zhuǎn)換為模擬量信號(hào)加到變頻器的給定輸入端。

　　液泵電機(jī)-變頻器的啟停及聯(lián)鎖程序：液泵電機(jī)-變頻器的啟停及聯(lián)鎖程序其實(shí)就是把這些設(shè)備的啟停及連鎖電路用程序表達(dá)出來(lái)，即把實(shí)際的啟動(dòng)停止按鈕及連鎖觸點(diǎn)用程序中的常開(kāi)常閉觸點(diǎn)及線圈組成的梯形圖，由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，我們就不做過(guò)多的敘述。

　　2.3.3 DCS操作界面的組態(tài)：要把水泥助磨劑定量控制系統(tǒng)組態(tài)到DCS操作界面上，需要做以下兩方面的工作：組態(tài)WinCC變量及創(chuàng)建WinCC過(guò)程畫面。所要組態(tài)的WinCC變量有助磨劑的配比-數(shù)據(jù)類型為32位浮點(diǎn)數(shù)、助磨劑的流量給定值-數(shù)據(jù)類型為32位浮點(diǎn)數(shù)、助磨劑的流量測(cè)量值-數(shù)據(jù)類型為32位浮點(diǎn)數(shù)、助磨劑的用量累計(jì)值-數(shù)據(jù)類型為32位浮點(diǎn)數(shù)、助磨劑的容器液位值-數(shù)據(jù)類型為32位浮點(diǎn)數(shù)、液泵電機(jī)-變頻器的啟動(dòng)開(kāi)關(guān)-數(shù)據(jù)類型為二進(jìn)制變量、液泵電機(jī)-變頻器的停機(jī)開(kāi)關(guān)-數(shù)據(jù)類型為二進(jìn)制變量、液泵電機(jī)-變頻器的運(yùn)行狀態(tài)-數(shù)據(jù)類型為二進(jìn)制變量、液泵電機(jī)-變頻器的故障-數(shù)據(jù)類型為二進(jìn)制變量等。創(chuàng)建過(guò)程變量其實(shí)就是定義過(guò)程變量的屬性，其內(nèi)容包括定義變量的名稱、規(guī)定過(guò)程變量的數(shù)據(jù)類型、定義此變量的地址使之與PLC中相應(yīng)的變量關(guān)聯(lián)起來(lái)。創(chuàng)建了WinCC過(guò)程畫面就可以使上述變量的顯示動(dòng)態(tài)化，從而使操作員可以在計(jì)算機(jī)顯示屏上對(duì)水泥助磨劑定量控制系統(tǒng)的各參數(shù)及運(yùn)行情況進(jìn)行全面的監(jiān)控。由于涉及到非常具體的內(nèi)容，在此我們就不做過(guò)多的敘述。

　　3 水泥助磨劑定量控制系統(tǒng)的調(diào)試
　　水泥助磨劑定量控制系統(tǒng)的調(diào)試主要包括電磁流量計(jì)內(nèi)部參數(shù)的整定及電磁流量計(jì)的標(biāo)定、變頻器的內(nèi)部參數(shù)的整定等內(nèi)容。電磁流量計(jì)內(nèi)部參數(shù)的整定主要包括測(cè)量管道口徑設(shè)置、儀表量程設(shè)置、流量零點(diǎn)修正、濾波參數(shù)設(shè)置、流量方向選擇、流量積算單位、信號(hào)輸出類型等參數(shù)調(diào)整；變頻器的內(nèi)部參數(shù)的整定則主要包括電動(dòng)機(jī)的磁極對(duì)數(shù)、額定功率、額定電流、額定電壓、上限頻率、下限頻率、加速時(shí)間、減速時(shí)間、控制方式（遠(yuǎn)程或面板控制）、輸入信號(hào)類型等參數(shù)的調(diào)整。系統(tǒng)安裝完成后必須對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行全面系統(tǒng)的整定，具體調(diào)整內(nèi)容就不做過(guò)多敘述。流量計(jì)的標(biāo)定是確保水泥助磨劑定量控制系統(tǒng)的計(jì)量精度的重要工作內(nèi)容，為此我們?cè)?006年4月18日系統(tǒng)安裝完成后我們對(duì)流量計(jì)進(jìn)行了系統(tǒng)的標(biāo)定，標(biāo)定用工具有盛放助磨劑的塑料桶及稱量助磨劑重量的磅秤（磅秤的量程為100kg，最小刻度為10g），標(biāo)定共做了四次，標(biāo)定結(jié)果如表1所示。

表1 水泥助磨劑定量控制系統(tǒng)用電磁流量計(jì)的標(biāo)定（標(biāo)定時(shí)間：2006年4月18日）

　　第二次以后的標(biāo)定是在經(jīng)過(guò)第一次標(biāo)定修正過(guò)相關(guān)參數(shù)后進(jìn)行的，從標(biāo)定結(jié)果看電磁流量計(jì)的計(jì)量誤差在±1.5%以內(nèi)，完全可以滿足工藝方面提出的要求。

　　4 系統(tǒng)運(yùn)行效果
　　系統(tǒng)自2006年4月19日安裝調(diào)試完成投入使用后的一個(gè)多月的時(shí)間里化驗(yàn)室每天都對(duì)助磨劑的流量進(jìn)行一次標(biāo)定，標(biāo)定結(jié)果與電磁流量計(jì)的計(jì)量顯示之間的誤差均在±1.5%以內(nèi)。另外通過(guò)對(duì)助磨劑流量趨勢(shì)圖的長(zhǎng)期觀察發(fā)現(xiàn)在正常情況下（過(guò)濾器沒(méi)有被雜物堵塞時(shí)）水泥助磨劑定量控制系統(tǒng)的控制精度均在±1.5%以內(nèi)，證明水泥助磨劑定量控制系統(tǒng)完全能滿足工藝方面提出的所有技術(shù)要求，經(jīng)過(guò)近兩年半的運(yùn)行證明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是合理、實(shí)用的。