水泥机械立窑煅烧过程微机监控系统技术方案

一种用于水泥机械化立窑煅烧过程的微机监督控制系统。它以配有彩色显示器、打印机、软盘、驱动器及应用接口卡的ＡＰＰＬＥⅡ微机系统为主体，与外部配置的温度、压力、流量、料位、位移的检测，变送，执行机构，腰风管路等构成。安装于窑壁上的两排热电偶信号的组合构成对立窑底火的二次传感，微机采集、显示、打印各参数，按模糊逻辑控制原理进行实时控制，使通风情况改善，底火稳定，明显提高产量和质量，降低劳动强度，改善劳动环境。（*该技术在1997年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本技术属于建筑材料生产自动化技术。机械立窑是地方水泥生产的主要设备。水泥熟料的煅烧在立窑内部基本上经过三个过程予热、烧成、冷却，其中的烧成带俗称底火，对熟料的烧成有决定性的意义。底火的形状和它在窑内的位置根据立窑的结构和操作方法等略有不同，但在热工制度稳定的情况下，立窑有其最佳的底火状态。在喂料量基本恒定的情况下，窑内通风及底火稳定程度，是影响水泥熟料煅烧质量的关键因素。目前，我国立窑生产均为人工操作，主要依靠操作人员的经验从窑的外部来观察和判断窑情，主观性大，窑内底火形状和位置的均匀和稳定一般难以长期保持。过去，少数立窑安装过人工操作的腰风管路，即从窑的腰部送入空气以改善窑内通风情况，但只作为处理特殊窑情时用，一般情况下並不发挥作用。由于其利用率低，操作不便，有些立窑厂已将腰风管路拆掉或弃置不用，因而人工操作的腰风装置难于推广使用。近年来，有些立窑上安装了显示仪表系统，但仍保持着人工操作方式。本技术旨在克服上述缺点，尽可能利用先进的微机控制功能，充分发挥用腰风调整底火的作用，改善人工操作条件，为提高立窑煅烧过程的自动化水平提供一套实用和有效的微机监督和控制系统。本技术在窑壁的适当部位设置风咀，在窑壁、窑罩、烟囱和空气管路上设置一系列检测元件，通过微机对窑的有关参数进行采集、运算和处理，根据底火的实际状态，连续调节各风咀的入窑风量，控制窑内物料的燃烧速度，同时保持卸料与喂料的动态平衡，使底火趋于平稳，从而有效地保证了水泥熟料煅烧质量的优化稳定，並有利于立窑产量的提高。本技术对立窑设备构造的要求见示意图1。在立窑的予热带下部及冷卸带的上部，沿窑壁均匀分布，各安装一排4～6支特制的热电偶(1、2)。在冷却带热电偶的下方间隔处安装一排8～12只特制的风咀(3)分别由4～6台电动阀门(4)控制入窑风量。由立窑的主风管(12)引出支风管(5)至窑体中部呈环形与电动阀门及风咀相接。在主风管路上设有风压、风量检测元件(13、14)，並设有电动放风阀门(15)控制入窑总风量。窑面上设有料位检测仪表(6)，窑底部采用可调速的卸料装置(9)。在烟囱上设置废气温度检测元件(7)，在卸料管路上设置熟料温度检测元件(10)，布料机(8)上装有位置检测机构(11)。本技术的结构以APPLEⅡ微机为核心，其基本配置包括彩色CRT终端显示器、打印机、磁盘驱动器及有关应用接口卡等。其主要外围设备有各类检测和变送装置、专用电压电流变换装置、各类电动调节阀、调速电机、操作器和控制器等。此外与立窑相衔接的两项现有工艺设备生料配煤自动计量控制设备及予加水成球控制设备等。该两项设备不属于本技术的组成部分，但与本技术的监督系统有信号联系。图3为本系统框图。图中A为窑壁温度检测单元，它由多只热电偶组成，B为废气温度检测单元，C为熟料温度检测单元，D为风量检测单元，E为风压检测单元，F为料位检测单元，G为生料量检测单元，它来自予加水成球控制设备，H为煤量检测单元，它来自生料配煤计量控制设备，I为变送单元，它由温度、压力和差压变送器构成，J为电流电压变换单元，K为A／D变换单元，M为APPLEⅡ主机，N为D／A变换单元，O为电压电流变换单元，P为腰风阀，Q为底风阀，R为卸料执行机构，S为报警器，L为打印机，T为CRT终端显示器。本技术配有窑工控制台、微机工作台和仪表接口柜等设备。其中微机工作台上部为APPLEⅡ微机系统的基本配置，台下为本系统专用的IVC和VIC接口电路；仪表接口柜内装有温度变送器和执行机构的伺服放大器；窑工控制台上设置了窑工直接控制的喂料输送机的起动、停止，布料机的起动、停止，它的正、反转点动以及车间联络信号的按钮，手动－自动转换开关1SZZ－5SZZ，总电源开关，卸料调速电机控制器(18)，料位计控制器，电动操作器阀位指示仪表和手操按钮及布料机旋转位置指示装置等。图4为本技术控制部分硬件连接的示意图。WRP为予热带下部窑内壁温度检测元件，WRN为冷却带上部窑内壁温度检测元件及熟料温度检测元件，WRK为废气温度检测元件，ANU为风量检测元件，QYJ为取压力机构，ZLJ为料位检测机构，DBW为温度变送器，DBC为差压变送器，DBY为压力变送器，LW为重锤式料位计控制器，Wm为来自生料配煤计量控制设备的配煤流量信号，Wr为来自成球控制设备的生料流量信号，以上各信号(0－10mA)均经过IVC电流电压变换电路变为±5V后分别接入A／D变换器的各通道ADC CHNL1～ADC CHNL15。经APPLEⅡ采集和处理后发出的控制信号由D／A变换器的7条通道DAC CHNL1～DAC CHNL7送至电压电流变换电路VIC，(其中一条送至报警放大器AMP，)它可将±5V变换为0－10mA电流信号。接收控制信号的分别是腰风阀1DKJ～4DKJ、底风阀5DKJ、卸料调速电机YCT。本系统设置手动自动转换开关1SZZ～6SZZ，通过它的转换，可用操作器1DFD～4DFD控制腰风阀，5DFD控制底风阀，5DFD控制底风阀，以及调速电机控制器JD1A控制卸料机构。DL为报警器，专用于险情报警。图中虚线表示整体或同轴连动。图5a为IVC工作原理示意图。ADC是A／D变换器的一个通道，DBW是变送器。变送器内部经恒流源输出0－10mA直流信号，R跨接于变送器的输出端並将其负端搭于A／D变换器内－5V参考电位上，选R＝1KΩ，则ADC的输入端便接收到±5V电压信号。在产生较大波动的信号通道上(DBC)设置了RC低通滤波网络和DW稳压二极管箝位电路如图5b。图6为VIC工作原理示意图。该电路系采用国产DGA－12型恒流给定器並作了适当修改。图中①端为DAC(即D／A变换器的一个通道)的输出端(±5V)，电位器RW＝47KΩ串接于DAC的另一端。x表示原电路(参照DGA－12说明书)的断开处。按①－a，②－b，③－c连接后即可。经测定，完全满足本系统要求。本系统设计的手动－自动转换功能提供“人工在线辅助控制”的可能性。“人工在线辅助控制”系指本系统在闭环运行中操作人员可根据某种需要将任一个控制对象切换为手动控制状态而不干扰闭环工作，从而可能获得更佳的控制效果。例如在系统闭环运行中，由于某种不可测原因使卸料过速，操作人员认为应当进行异常情况处理时，可将卸料控制局部地开环(由自动切换为手动)，未切换的其他部分仍按既定控制规则正常工作。实现切换的步骤如下对各电动调节阀的切换，自动－手动，可直接转动切换开关1SZZ－5SZZ，这时只切断系统对执行机构的控制信号，被切除的机构保持切换时的状态，然后便可用电动操作器上的按钮进行手动控制；手动－自动，先按电动操作器的手动控制按钮使阀位指示仪表的示值等于CRT上显示的相应微机控制量，然后转动相应的切换开关1SZZ－5SZZ。对卸料调速电机的切换(参见图7)图中(18)为调速电机控制器面板，(19)为调速旋钮，(20)为调速旋钮上的标志，(22)为旋钮外侧面板上的刻度线，该刻度对应着电机转数表(21)的指示值，(23)为手动－自动转换开关6SZZ。自动－手动转换时，先将旋钮上的标志对准刻度线上的刻度值，使其与电机转数表的指示值一致，然后将6SZZ由自动切换为手动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于水泥机械立窑煅烧过程的微机监控系统，它以彩色ＣＲＴ终端显示器、宽行打印机、软盘、应用接口卡为基本配置的ＡＰＰＬＥⅡ微机系统为主体，外部配有与立窑煅烧有关的一系列仪器设备（包括温度、压力、流量、料位、位移的检测、变送、执行机构、腰风管路等）所构成，其特征在于，利用窑壁插入特制的热电偶作为一系列温度检测元件构成对立窑底火的二次性传感器，通过专门设置的ＩＶＣ和ＶＩＣ变换接口送入微机，用模糊逻辑控制原理对底火进行有效的控制，具有能在系统闭环运行中对任一被控对象实施人工在线辅助控制的自由切换设备和监督布料机转动情况的布料机旋转位置指示装置。

【技术特征摘要】
1.一种用于水泥机械立窑煅烧过程的微机监控系统，它以彩色CRT终端显示器、宽行打印机、软盘、应用接口卡为基本配置的APPLEⅡ微机系统为主体，外部配有与立窑煅烧有关的一系列仪器设备(包括温度、压力、流量、料位、位移的检测、变送、执行机构、腰风管路等)所构成，其特征在于，利用窑壁插入特制的热电偶作为一系列温度检测元件构成对立窑底火的二次性传感器，通过专门设置的IVC和VIC变换接口送入微机，用模糊逻辑控制原理对底火进行有效的控制，具有能在系统闭环运行中对任一被控对象实施人工在线辅助控制的自由切换设备和监督布料机转动情况的布料机旋转位置指示装置。2.按照权利要求1所述的立窑微机监控系统，其特征在于利用腰风调整底火所设置的特制风嘴(3)具有锥形收缩口，其外口直径大于内口直径。3.按照权利要求1所述的立窑微机监控系统，其特征在于检测窑内壁温度的特殊热电偶具有加长的实心头部並与保护套管焊接成一体。4.按照权利要求1所述的立窑微机监控系...

【专利技术属性】
技术研发人员：高云深，张柏寿，沈广通，韩梅祥，陈绍龙，仲延启，张建国，
申请(专利权)人：山东建筑材料工业学院，山东省栖霞县水泥厂，
类型：实用新型
国别省市：37[中国|山东]