如何提高粉體給料技術的控制精度

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1、如何提高粉體給料技術的控制精度如何提高粉儺給料技術晌控制精度陳立明(昆明艾克工業(yè)自動化有限公司,昆明650214)粉體的物理流動性在多種因素影響下會呈現(xiàn)大跨度的變化.當處于氣粉混合態(tài)時具有氣液體的高流動性和高壓力傳導性.在流通方向壓差大時易導致沖料自流現(xiàn)象:當長期沉積淤塞時義具備固體的板結鐵實非流動性和高壓力阻隔性.結果容易導致阻塞斷料現(xiàn)象:當正常給料呈半流態(tài)時又會遇到架拱結圈的瓶頸效應.結果導致限流性欠料,即使不欠料,也會因為流動性的變化引發(fā)來料密度與壓力的波動,結果導致給料的波動性正是因為粉體介質在靜動態(tài)間具有巨大的動力學差

2、異性.造成目前粉體定量給料的控制誤差太大,直接影響到后續(xù)工藝產(chǎn)質量的保證和提升.又進一步關系到企業(yè)的贏利和價值目標.如何提高粉體給料的控制精度就成為研究的焦點l理想控制特性理論上.一切定量控制的控制特性最好是一條過零的直線,方程為:v=kX,見岡1,圖2.Y對應的數(shù)字范同為0一滿量程.X對應的數(shù)字范圍為0～100%.K為比例系數(shù)實際上.由于控制對象的慣性作用.控制量變化時被控制量要經(jīng)過相應的時延響應過程后才穩(wěn)定.一般采用電機調(diào)速系統(tǒng).困含動能積累或釋放.為二階慣性環(huán)節(jié).普通螺旋機在X以10%驅動躍變下.流量Y的穩(wěn)態(tài)響應時問一般在

3、2s左右理論上,Y與X的關系呈線性一一對應直線關系最好.或者兩者問雖呈非線性但能保持一一對應曲線關系.在此理想的控制特性下.只要有帶足夠分度的刻度盤的電位計.用人工手動控制.任何目標Y也可容易穩(wěn)定實現(xiàn)高精度此特性也稱為開環(huán)控制特性2粉體給料裝置的實際控制特性人們設計了不同一T作原理的粉體驅動控制裝置,如單雙管螺旋機,網(wǎng)盤轉子機,密封皮帶機等等,雖然都是瞄準同樣的一一線性對應關系,然而最終實際結果往往卻是一簇隨機對應的曲線組.最常見的普通螺旋機的實際控制特性見圖3.螺旋機的工作原理是基于滿填充的單位螺距定容積物料輸送由于粉體流動性

4、隨機變化造成的密度變化將導致單位容積質量的不同,加上粉體壓力增大時會造成超越螺旋運動速度的隨機流動性前竄.如果螺旋葉殼間隙大時更加劇了前竄流動性的發(fā)展.最終就導致每旋轉周期螺距給出的粉體質量隨機不同一般情況下.螺旋正向升程加速時因流動性處于增大過程,其特性處于低端,但反向回程減速時流動性已大不可遏.其特性就必然上移.呈現(xiàn)明顯的滯環(huán)效應.而且工作點越高.滯環(huán)效應越大.用軍事術語叫"跳動"嚴重.其控制特性圖呈胖頭大棒狀..當采用密封型皮帶機給料時.由于其直通料路的流動性鎖止結構力弱.其特性比普通螺旋更差圓盤式轉子給料機.由于不存在直

5、通料路.流動性前竄的因素較小.但問題出在含氣粉體對定容積儲料分格的填充密度變化上.一但粉體含氣量發(fā)生變化.同容積的粉體質量必然變化.結果也好不到那里去普通螺旋機實際的控制特性數(shù)學模型是:圖1理想線性控制特性圖2理想非線性控制特性20111CHINACEMENT65,AUTOMATION自動化Y:流量Y:流量滿程滿稗一一一簿.l00%x:控制.一X100%x:控圖3普通螺旋機的控制特性曲線圖4普通螺旋機的沖料自流控制特性Y=K×r(P(Y))×X+R(P(Y)一F(Y))結構不能獲得滿填充.造成粉體通道半填充全速運其中,r是最后出

6、料單位:作腔的供料填充系數(shù).轉,嚴重時其特性下移表現(xiàn)為阻塞斷料.其本質是前值域0～1,它是填充壓力P(主要由卸料倉的工作結構端倉體卸料不暢產(chǎn)生問題.而非給料裝置自身的問和倉口壓力決定)的正函數(shù):P往往義隨工作流量Y題.在阻塞斷料情況下呈現(xiàn)早飽和的控制特性如下:的增加而增加r=0～0.5R是干擾量.值域0～lO0%Y滿程.一般<50%YR=0滿程.它是最后出料單位工作腔的進料填充壓力P和P(Y)=0前竄鎖止力F(主要由給料裝置的T作結構決定)之Y=Kxr(0)xX差的函數(shù).當P>F時隨機產(chǎn)生R.當P<F時R=0,

7、而不同情況的控制特性見圖5.其中F往往又隨工作流量Y的增加而減少.而P往Y:流量滿稗爪往又隨工作流量Y的增加而增加,,R在時域變化呈現(xiàn)的最快頻率或最小周期tr很理想的控制特性/重要,如果tr較大.干擾過程緩慢.則有機會進行閉一一環(huán)修正目標流量正是由于供料填充系數(shù)r和干擾量R的存在.造成同一控制量x下會}}J現(xiàn)不同的Y.使Y與x之間失去一一對應的重復性.這種Y的開環(huán)隨機波動幅,簟ll-_pPr欠料時的控制特性?囊毳■毫馥.Il■度與頻率決定了控制裝置的最終精度...Xi/100%x:轉速每當前端的料倉內(nèi)崩塌形成高流態(tài)含氣高壓

8、粉體阻塞斷料時的控制特性進入給料裝置時.而給料裝置的工作結構不能吸收釋圖5不同情況的控制特性放其壓力和流動性.鎖止力又弱.就會造成粉體沿料有一種情況也常出現(xiàn).當螺旋給料機從額定工作路通道強行前竄形成自流.裝置停機后還持續(xù)沖出粉流量緊急減速停機時.一但停止后,其流