液位變送器的液位自動(dòng)控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)的研究
根據(jù)自動(dòng)控制原理，一個(gè)控制系統(tǒng)由檢測(cè)機(jī)構(gòu)、控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制對(duì)象組成。針對(duì)KYF一200浮選機(jī)液位自動(dòng)控制的特點(diǎn)，對(duì)液位控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)進(jìn)行了如下研究。
2．1 液位變送器的設(shè)計(jì)
以往的礦漿液位儀不能長(zhǎng)期可靠運(yùn)行，其主要原因是由于采用浮子一電位器、浮子～ 差動(dòng)變壓器等組成傳感器，測(cè)量精度低，使用壽命短，長(zhǎng)時(shí)間使用后，需要進(jìn)行儀表的校對(duì)工作。我院通過(guò)綜合分析比較國(guó)內(nèi)外各種形式礦漿液位變送器的特性及液位檢測(cè)的現(xiàn)狀 ]，發(fā)現(xiàn)采用激光液位計(jì)測(cè)量液位，誤差小，測(cè)量，同時(shí)由于是非接觸式測(cè)量，磨損極小，使用壽命長(zhǎng)，一旦運(yùn)行，穩(wěn)定可靠，維護(hù)工作量很小，長(zhǎng)期工作也不會(huì)產(chǎn)生位置漂移的現(xiàn)象，無(wú)需再進(jìn)行儀表的校對(duì)。通過(guò)對(duì)液位變送器改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，應(yīng)用*電子技術(shù)和微機(jī)技術(shù)，使儀表工作性能有了一個(gè)質(zhì)的飛躍。
液位變送器結(jié)構(gòu)原理圖如圖2所示。液位變送器利用浮球做液位檢出元件，上端連接反射盤(pán)。整個(gè)裝置由激光液位計(jì)、反射盤(pán)、浮球連桿、浮球、沖洗水裝置、支架、隔離桶組成。浮球的垂直運(yùn)動(dòng)通過(guò)機(jī)械連接帶動(dòng)反射盤(pán)運(yùn)動(dòng)，激光液位計(jì)測(cè)量反射盤(pán)垂直高度，計(jì)算出礦漿液面高度。輸出4～20mA信號(hào)給控制器進(jìn)行顯示和控制。激光液位計(jì)反應(yīng)靈敏、精度高，測(cè)量范圍可達(dá)5m，具體量程根據(jù)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況自由設(shè)定。
該液位變送器結(jié)構(gòu)上有兩個(gè)特殊的改進(jìn)，保證了液位測(cè)量的準(zhǔn)確：一是泡沫隔離桶的存在，泡沫隔離桶，又叫消泡桶，防止了因攪拌和充氣引起的礦漿液面波動(dòng)對(duì)浮球的沖擊，減小了泡沫層對(duì)礦漿液面測(cè)量的影響，從而保證了液位測(cè)量的準(zhǔn)確；二是沖洗水的存在，沖洗水可以實(shí)時(shí)將浮球沖洗干
凈，防止了礦漿在浮球表面黏結(jié)，從而保證了液位測(cè)量的準(zhǔn)確。
2．2 控制器
對(duì)于控制器，以前進(jìn)行浮選機(jī)液位配置時(shí)，采用的都是國(guó)內(nèi)外通用的控制器，例如Honeywell的UDC系列控制器、國(guó)內(nèi)虹潤(rùn)的PID自整定控制器，這類(lèi)控制器均固化了PID控制算法，在實(shí)際使用中不能因?yàn)榭刂茖?duì)象的改變而進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，控制效果不是很理想。因此，在控制器和控制算法的研究上，由BGRIMM自主開(kāi)發(fā)了基于液位的控制算法，并且在實(shí)踐中得到了驗(yàn)證?？刂破鞑捎梦鏖T(mén)子PLC作為硬件核心，軟件采用由BGRIMM 自主設(shè)計(jì)的控制程序。來(lái)自液位變送器的輸入信號(hào)輸入緩沖電路處理后，經(jīng)A／D轉(zhuǎn)換送到CPU，CPU根據(jù)已固化好的程序，不斷采樣輸入信號(hào)，進(jìn)行線性化處理、數(shù)字濾波、計(jì)算和標(biāo)度轉(zhuǎn)換，在觸摸屏上顯示液位值，并與預(yù)先設(shè)定的液位值進(jìn)行比較，進(jìn)行控制運(yùn)算，經(jīng)D／A轉(zhuǎn)換，輸出控制信號(hào)，經(jīng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)排礦閥門(mén)，調(diào)節(jié)排礦量使液位保持在設(shè)定值上。人機(jī)交互采用西門(mén)子觸摸屏，通過(guò)BGRIMM自主設(shè)計(jì)的觸摸屏程序，可以對(duì)控制器進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，同時(shí)監(jiān)視控制狀態(tài)和控制曲線。
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