磨煤机转速控制系统设计
磨煤机料位自寻优控制系统设计
磨煤机料位自寻优控制系统设计作者：郑成林等来源：《山东工业技术》2015年第03期摘要：煤炭资源是我国重要能源之一，而且，应用的行业也极为广泛，尤其是发电行业，对煤炭能源的利用较大，为了提升煤炭能源的利用率，利用制粉系统将其磨制成粉状，其中用到的磨煤机是制粉系统的重要器械之一，同时也是对制粉系统能耗有着直接影响的设备。
因此，要实现企业节能降耗，就必须从磨煤机运行的经济性、节能性入手。
关键词：磨煤机；料位；控制系统1 前言磨煤机料位自寻优控制系统的应用极为广泛，主要用途是将煤磨制成粉，对提升煤炭能源的利用率有着极大的作用。
通过大量的实践证明，磨煤机料位自寻优控制系统的运行，可以做到节能、降耗的作用，对此，作者通过试探法的方式，来对磨煤机料位自寻优系统设计进行分析。
2 磨煤机料位自寻优控制系统设计以往磨煤机在运行的过程中，磨煤机制粉系统可能受到煤种的变化、钢球损耗、煤的水分变化等因素的影响，对磨煤机的运行效率产生影响，会对最佳存煤量产生漂移的现象[1]。
作者主要通过对磨煤机最佳料位自寻优系统进行试探，希望通过对系统试探过程中找到技术的难题并对其进行解决。
具体分析如下。
（1）对磨煤机制粉系统的运行状况进行观察，当系统运行稳定之后，再由系统控制人员对磨煤机料位进行自动控制，主要通过PSOF操作面板上的“自寻优开始”按钮进行操控（如下图所示），以此来起到磨煤机料位自寻优系统[2]。
在对系统进行初始化的过程中，前一周期磨煤机出力累计值为Q=0，并本周期内打磨机的出力累计值进行统计，将统计的累计值定义为W，为了减少系统运行出现的波动以及提高对出力累计值计算的可靠性，根据系统的运行情况对其进行适当的修改和调整，一般情况下，将磨煤机的每周期设置在10min至60min之间，具体要根据实际的情况来定。
（2）对磨煤机的出力方向变化情况进行准确判断，并对其进行相应的调整。
调整的主要依据是根据Q值和W值来确定的，如果利用本周期磨煤机出力的统计累计值W减上一周期磨煤机出力统计累计值Q大于零的话，那么，磨煤机的料位设定值将继续维持上一周的方向，并对其进行增加或减少磨煤机一个故障的料位变化量；相反，如果W-Q小于等于零的话，应对磨煤机料位的设定值进行调整。
磨煤机控制系统介绍
磨煤机负荷控制系统1容量风控制：同样采用比例型前馈—反馈回路。
来自燃料主控的燃料量指令一路经f(x) 直接前馈到容量风门控制器出口，成比例的调节容量风门使之提前基本达到其要求的制粉出力，另一路与该容量风门对应的计算燃料的量偏差经调节器校正后输出，完成消偏。
2 旁路风控制同样，来自燃料主控的燃料量指令，经f(x)转换为旁路风对应的风量设定值，与该旁路风门前的流量测量值的偏差进入旁路风门调节器，经其校正后，输出指令控制旁路风门动作以消除旁路风量的偏差。
另外，同侧的容量风门指令在经过f(x)转换后，作为前馈量被直接输出，按照预置的曲线成比例的动作该旁路风门，在保证总风量的同时，确保该侧混料箱内有足够的原煤干燥和送粉风量。
控制逻辑如图1_CO_COB 磨B2容量风对应煤量4图1 容量风旁路门控制3 磨煤机料位控制为准确测量磨料位，本系统采用的一套由PLC控制的恒压—差压测量系统。
磨内部的料位正比于其差压料位检测器输出信号，并以此作为料位控制的被调量，与设定值之差经调节器校正后，输出指令控制给煤机转速，而作为磨煤机负荷控制的随动子系统，磨机的料位也采用其容量风门指令的前馈信号：两侧容量风门的指令信号取平均后经f(x)转换为对应的目标给煤量，又经过惯性环节后被加到给煤机控制信号上，控制给煤机的给煤率，使其料位时刻都维持在一个合理的差压水平，从而保证磨机无论在稳态还是动态时均能提供数量充足、质量合适的煤粉。
控制逻辑如图2。
_P1图2 磨料位控制逻辑4 磨煤机冷热风门控制维持磨机入口一次风母管风压的稳定，是该制粉系统的正常稳定工作的前提，为此，该方案采用热一次风门控制磨煤机入口母管一次风压，采用单回路有差差调节；同样，其冷风门采用单回路有差调整磨出口温度，因现场烟风系统设计出力的原因，二者无需解耦。
磨煤机控制系统模糊控制器的设计
制磨 煤 机 一 次 风 量 和 磨 煤 机 出 口温 度 。 通 过 设 计 安 装
在文丘里型风 道上的差压变送 器测量一次 风温 ： 通 过
降 耗 的要 求 。为 进 一 步 降 低 火 力 发 电 厂 电 耗 成 本 ， 保 持磨煤机 最佳经济运行状 态 ， 提 高 整 套 机 组 的 自动 投 入率 ， 设 计 了模 糊 控 制 器 ， 并 通 过 仿 真研 究 ， 验 证 了磨 煤机模糊控制器算法在 Ｄ Ｃ Ｓ系 统 中的 可 行 性 。
规定 的 范 围 内 。一 般 过 调 节 冷 、 热 风 挡 板 的开 度 ， 控
１ ． ３再循环风 门控制 磨煤机入 口负压
为 防止 磨 煤 机 向外 喷 粉 和 漏 风 的现 象 发 生 ， 必 须 维 持 磨 煤 机 入 口负 压 在 规 定 的 范 围 内 ，通 常 为 ２ ０ ０ ～
虚假信号 经常会影 响操作 人员 的判 断 ，产生误操作 ，
带 来 不 必 要 的麻 烦 。
１磨煤机 常规控 制策略
１ ． １ 磨煤机出 口煤粉温度控制 系统
为了确保火 电厂 机组安全 经济可靠地运 行 ， 要求
磨 煤 机 出 口风 粉 混 合 物 的 温 度 维 持 在 规 定 的 范 围 内 。 磨 煤 机 出 口温 度 过 低 ，煤 和 煤 粉 干 燥 度 达 不 到 要 求 ， 增 加 制 粉 困难 ， 严 重 时会 造 成 磨 煤 机 出 口堵 塞 ， 影 响 煤 粉 的输送 ； 磨 煤 机 出 口温 度 过 高 ， 容 易 引 起 磨 煤 机 制 粉 系 统 燃 烧 爆 炸 。因此 磨 煤 机 出 口温 度 必 须 维 持 在
煤粉用轴流式通风机的自动化控制系统设计
煤粉用轴流式通风机的自动化控制系统设计一、引言煤粉是一种广泛应用于工业领域的重要燃料，而轴流式通风机是煤粉的常用输送工具。
为了提高煤粉输送的效率和安全性，设计一个自动化控制系统是非常必要的。
二、系统需求1. 控制参数：需要能够实时监测和调控轴流式通风机的转速、温度、湿度等参数。
2. 自动控制：系统应具备自动启停、自动调节转速和自动维护状态的功能，以降低人工操作的工作量和风险。
3. 报警功能：系统应具备异常报警功能，一旦发现转速异常、温度过高或湿度超标等情况，能够及时提醒操作人员。
4. 数据记录与分析：系统应能够记录轴流式通风机运行的各项参数数据，并且支持数据分析及历史查询功能，以便对系统运行进行评估和改进。
5. 安全性保障：系统应具备防止火灾、爆炸和其他意外事故发生的措施，同时具备自动停机并及时采取应急措施的功能。
三、系统设计1. 硬件配置a. 传感器：安装转速、温度、湿度等传感器，以实时监测相关参数。
b. 控制器：使用可编程逻辑控制器（PLC）作为系统的核心控制单元。
c. 执行机构：配备起停开关、转速调节设备和报警装置。
d. 电源：稳定的供电系统以保证系统的正常运行。
2. 软件设计a. 界面设计：基于人机交互的原则，设计一个直观易懂的用户界面，展示实时数据和控制按钮。
b. 参数监测与控制算法：编写控制算法以获取各项参数，实现自动启停、转速调节等功能。
c. 异常报警系统：设定预警和报警门限，并根据实时输入的参数进行判断，一旦参数超过门限，发出警报并提醒操作人员进行相应处理。
d. 数据记录与分析：设计一个数据库，将轴流式通风机的各项参数数据进行记录与存储，并提供数据分析和历史查询功能。
3. 安全措施a. 温度监测：安装温度传感器，及时监测轴流式通风机的温度，一旦温度过高，立即停机，并发出警报通知。
b. 防爆装置：在设计中考虑到煤粉具有易燃易爆的特性，安装防爆装置，确保煤粉的输送过程安全可靠。
c. 火灾报警：安装火灾探测器，并与系统联动，一旦发现火灾，立即触发自动停机并通知相关人员。
磨煤机控制系统方案
磨煤机控制系统方案1.磨煤机简介1.1概述磨煤机是将煤块破碎并磨成煤粉的机械，它是煤粉炉的重要辅助设备。
磨煤过程是煤被破碎及其表面积不断增加的过程。
要增加新的表面积，必须克服固体分子间的结合力，因而需消耗能量。
煤在磨煤机中被磨制成煤粉，主要是通过压碎、击碎和研碎三种方式进行。
其中压碎过程消耗的能量最省。
研碎过程最费能量。
各种磨煤机在制粉过程中都兼有上述的两种或三种方式，但以何种为主则视磨煤机的类型而定。
1.2摆动式球磨机模糊控制背景分析磨煤机是制粉系统中的大型重要设备，其安全可靠地运行与最佳工作状况是设计单位所追求。
但使用中还存在着一些急待解决的问题，最突出的是难以实现自动控制，运动轨迹过于单一不能有效的粉碎物料。
不能运行在最佳经济出力。
多变量祸合、多变量时滞和模型时变特性是磨煤机控制的主要困难。
由于磨煤机运行具有纯滞后、大惯性和非线性的显著特点，事态特性复杂，数学模型难以建立，采用常规PID调节难以奏效，所以，传统的控制方案大多都是建立在精确测量磨煤机存物料为已知量的基础上，并且是人工手动操作，其经济性完全取决于人员的操作水平、调整能力和工作责任心。
这类方法投资大，改装工作量也客观，各制粉系统水平参差不齐，控制效果并不十分明显，不适合我国采用。
模糊控制是本世纪70年代才发展起来的一种新型控制算法，其本质是一种非线性控制。
它不需要知道被控对象的数学模型，并具有比常规控制系统更好的稳定性和更强的鲁棒性。
模糊控制是建立在人工经验基础之上的。
对于一个熟练的操作人员，他往往凭借丰富的实践试验，采取适当的对策来巧妙的控制一个复杂过程。
若能将这些熟练操作员的实践试验加以总结和描述，并用语言表达出来，就会得到一种定性的、不精确的控制规则。
如果用模糊数学将其定量化，就转化为模糊控制算法，从而形成模糊控制理论。
1.3模糊控制理论的特点：（1）模糊控制不需要被控对象的数学模型。
模糊控制是以人对被控对象的控制经验为依据而设计的控制器，故无须知道被控对象的数学模型。
磨煤机液压油站控制原理
磨煤机液压油站控制原理
磨煤机是煤炭工业中常见的设备，用于将原始煤炭颗粒磨成细粉以便于燃烧或其他工艺需求。
而液压油站则是磨煤机中至关重要的部件，它通过液压系统来控制磨煤机的运行，保证其正常工作。
下面我们来探讨一下磨煤机液压油站的控制原理。
首先，液压油站的工作原理是利用液体在封闭系统中的传递压力来实现动力传递和控制。
在磨煤机中，液压油站主要负责控制磨煤机的启停、转速调节、压力控制等功能。
其工作原理主要包括液压泵、液压阀、油缸、油箱等组成的液压系统。
液压泵是液压油站的动力源，它负责将机械能转化为液压能，为整个液压系统提供动力。
液压阀则是控制液压系统中液体流动的关键部件，通过控制液体的流向、流量和压力来实现对磨煤机的控制。
油缸则是液压系统中的执行元件，它通过液压力来驱动磨煤机的各项运动。
油箱则用于储存液压油并起到冷却和过滤的作用。
在磨煤机的实际运行中，液压油站通过控制液压泵的输出流量和压力，以及通过液压阀对液压系统进行调节，从而实现对磨煤机的精准控制。
例如，在启停控制中，液压油站可以通过控制液压阀
来控制液压油的流向，从而实现磨煤机的启停；在转速调节中，液
压油站可以通过控制液压泵的输出流量来控制磨煤机的转速；在压
力控制中，液压油站可以通过调节液压阀来控制磨煤机的工作压力，保证其稳定运行。
总之，磨煤机液压油站是磨煤机中不可或缺的部件，它通过液
压系统的精准控制，保证了磨煤机的正常运行。
了解液压油站的控
制原理，有助于更好地理解磨煤机的工作原理和维护保养。
磨煤机控制系统优化的实现
磨煤机控制系统优化的实现
磨煤机控制系统是现代化的电力工业领域中非常重要的组成部分，其负责控制磨煤机的操作，保证了机器的正常运行。
然而，在使用一段时间后，磨煤机控制系统会出现一些问题，例如能耗过大，制程精度下降等等。
这些问题的存在往往会导致生产效率降低，从而影响电力工业的整体发展。
为此，需要进行磨煤机控制系统优化的实现。
首先，在进行优化之前，需要对磨煤机控制系统的运行情况进行全面的了解和分析。
通过了解磨煤机的工作原理和实际运行情况，可以获得关于磨煤机控制系统的详细信息及其性能瓶颈。
在此基础上，可以确定需要优化的方向，以及优化的目标。
在进行优化时，最主要的问题是提高控制系统的能耗效率。
因此，可以从磨煤机控制系统的组成部分入手进行改进。
例如，可以采用优化算法来改进控制系统，从而减少能耗。
此外，还可以优化控制系统内部的反馈机制，以使磨煤机能够更高效地运行。
在优化完磨煤机控制系统之后，可以通过特定的实验来评估新的控制系统的性能。
这样可以确保优化后的系统能够达到目标。
如果评估结果表明新的控制系统的效果比旧的好，那么就可以正式应用在控制磨煤机的生产中。
总之，优化磨煤机控制系统是电力工业发展中不可或缺的一步。
优化的目标是提高系统的能耗效率，提高生产效率和保证磨煤机的正常运行。
在优化过程中需要充分了解控制系统的运行情
况和性能瓶颈，然后通过改进控制系统的组成部分，提高其性能，最后通过实验验证新系统的实际效果，以确保改进后的系统能够达到预期效果。
磨煤机控制系统
0
100
前馈输出
0
20
热风门指令的前馈
*
热风门开度
0
100
前馈输出
0
30
冷风门切手动的条件
*
冷风门切手动的条件如下：
1.煤层退出服务
2.磨出口温度测点均坏质量
磨煤机热风调门控制
第三部分
*
磨煤机热风调门控制
*
磨煤机热风调门控制原理图
Principle diagram of heat and cold air conditioning control for coal pulverizer
第二部分
*
磨煤机冷风调门控制
*
磨煤机冷风调门控制原理图
Control principle diagram of cold air conditioning for coal mill
燃料前馈
*
①.燃料前馈为给煤量指令和实测给煤量取大值。
②.燃料前馈通过折线函数对前馈作用进行输出限幅，具体F1(x)函数如下:
磨煤机控制系统
一次风温度、一次风量的测量
磨煤机冷风调门控制
主目录
磨煤机热风调门 控制
第一部分
*
一次风温度、一次风量的测量
一次风温度、一次风量的测量
*
磨煤机出口温度测量
一次风压的测量
一次风温的测量
一次风量的测量
（控制磨煤机出口风粉温度）
热风挡板
（控制一次风量
煤层退出服务
2
磨煤机入口一次风量均坏质量
热风门指令生成
*
手动时，热风门指令为燃料量的折线函数F3(x)加上运行人员手动设定的开度偏置,具体F3(x)函数如下：
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给煤机 控制柜 煤流量信号 磨煤机控制 柜(PLC) 电机转速信号 磨煤机驱 动电机
霍尔式 传感器
1.默认给煤机控制柜通过质量和皮带驱动电机转速计算得到煤流量 信号。 2.煤流量的变化控制磨煤机转速。
系统构成及说明
速度闭环控制的机构控制图
给定速度 +
PLC -
变频调速系统
电机
速度反馈 信号
磨煤机转速控制电气原理图
软件流程图
开始
系统初始化 采集煤流量信号 计算转速n并预设，频率f 控制变频器输出工频为f的信号 反馈转速信号至PLC 采集电机转速信号 为预设转速？ N
Y 结束
Thank you！
霍尔传感器 系统主要由三个部分构成，即可编程逻辑控制器件PLC、变频器和电机、 霍尔传感器。首先通过设置给定输入给PLC，再通过PLC控制变频器，再经由 变频器来控制电机，随后将电机的转速反馈给PLC，经比较后输出给变频器从 而实现无静差调速。
系统功能及说明
• 系统功能：实时控制磨煤机转速
1.当煤流量增加时，磨煤机转速相应的增大到对 应的最佳转速，以避免出现分离器堵塞。 2.当煤流量减小时，磨煤机转速相应的减小到对 应的最佳转速，以避免能量浪费。
器件选型——驱动元件
• 磨煤机驱动电机——变频电机
• 原因：磨煤机驱动电机功率很大，一般电机的启动
电流为额定电流的4-7倍，导致机电设备和供电网络 受到严重冲击，减低设备寿命。
查找资料得：磨煤机驱 动电机可用西门子 MM420变频器
特点： 1.变频节能 2.功率因素补偿节能 3.软启动：周思荣 王新颖 李笔剑 刘诗昭 郭定伟
目录
• • • • • • • 项目需求分析 系统工作原理描述 系统构成及说明 系统功能及说明 器件选型及说明 硬件原理图及说明 软件流程图及说明
项目需求分析
• 1.获取煤流量信号 给煤机控制柜根据称重仪得到的质量信号和测速仪得 到的皮带驱动电机转速信号计算得来。 • 2.确定最佳转速 磨煤机控制柜根据煤流量信号计算得到最佳转速。 • 3.控制磨煤机驱动电机运转在最佳转速 霍尔式传感器反馈回磨煤机转速，磨煤机控制柜再不 断调整使驱动电机工作在最佳转速。
器件选型——传感元件
• 1.霍尔式传感器 利用电磁效应，适用于灰尘较多的场所。 • 2.光电编码器 抗冲击、振动能力差，对工作环境要求较高。 考虑到磨煤机实际的工况，我们最终选择霍尔 式传感器。
器件选型——控制元件
• 西门子SIMATIC S7-200 • 特点：
1.户外型，适用于苛刻的环境条件； 2.安全可靠； 3.可视化操作。
系统工作原理描述
• 原理概述：
磨煤机接收到给煤机控制 柜产生的煤流量信号后计算得 到磨煤机最佳转速，并将转速 信号送至磨煤机驱动电机使其 运转，再由霍尔式传感器采集 电机转速信号并反馈回磨煤机 控制柜，使得磨煤机驱动电机 转速稳定。这样便可实现对磨 煤机转速的实时控制。
系统原理描述
系统原理图
系统构成及说明