一種脫硫石膏煅燒-冷卻單元智能控制改造方案

1、 一種脫硫石膏煅燒-冷卻單元智能控制改造方案 摘要：在成熟的煅燒-冷卻工藝模塊下，通過(guò)快捷準(zhǔn)確的取樣化驗(yàn),給予控制單元有效信號(hào)輸入，mcu依據(jù)既定算法,給出相應(yīng)輸出信號(hào)，伺服設(shè)備響應(yīng)輸出信號(hào)并執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作調(diào)整工藝參數(shù)，再到化驗(yàn)參數(shù)采集，形成閉環(huán)控制。關(guān)鍵詞：煅燒-冷卻模塊，取樣測(cè)水，adc，mcu，光電隔離，閉環(huán)控制abstract: under the mature calcination cooling process module, through fast and accurate sampling and testing, the effective signal input is

2、given to the control unit. according to the established algorithm, the mcu gives the corresponding output signal, and the servo device responds to the output signal and performs the corresponding action to adjust the process parameters, and then to test parameter acquisition, forming a closed-loop c

3、ontrol.key words: calcination cooling module, sampling water measurement, adc, mcu, photoelectric isolation, closed-loop control正文 ：煅燒冷卻工段是決定脫硫石膏生產(chǎn)質(zhì)量核心工藝節(jié)點(diǎn)，由于高質(zhì)量的脫硫石膏制品需要低溫煅燒的生產(chǎn)模式，其投料與成品出粉之間存在一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)間差，并考慮人為因素，其成品粉質(zhì)量的檢測(cè)化驗(yàn)無(wú)法做到連續(xù)有序進(jìn)行，導(dǎo)致脫硫石膏在生產(chǎn)運(yùn)行中產(chǎn)品質(zhì)量大幅波動(dòng)。為解決以上問(wèn)題，本人提出一種煅燒-冷卻單元智能控制改造方案，在解決成品質(zhì)量波動(dòng)的同時(shí)，精簡(jiǎn)人工，

4、實(shí)現(xiàn)一鍵調(diào)試，一鍵開(kāi)機(jī)，節(jié)省生產(chǎn)粉線運(yùn)行成本，最終實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守生產(chǎn)，達(dá)成產(chǎn)業(yè)升級(jí)的政策的導(dǎo)向。該智能控制系統(tǒng)以工業(yè)級(jí)增強(qiáng)型單片微型計(jì)算機(jī)（mcu）為核心，（下文單片機(jī)）以取樣測(cè)水機(jī)構(gòu)為信號(hào)輸入端，以光電隔離下的伺服執(zhí)行機(jī)構(gòu)作為輸出端，通過(guò)對(duì)產(chǎn)品結(jié)晶水含量的測(cè)定，調(diào)整原料投料量和熱源供給，兼顧投料與產(chǎn)出的時(shí)間差，經(jīng)過(guò)工藝人員所開(kāi)發(fā)的專(zhuān)有控制算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的連續(xù)控制，該系統(tǒng)的直觀展示圖下圖所示：（一）說(shuō)明：1.取樣/測(cè)水煅燒冷卻模塊產(chǎn)出成品粉經(jīng)流管進(jìn)入下游工藝系統(tǒng)，在流管上設(shè)置一微型螺旋取樣裝置，所取樣粉先進(jìn)入緩沖容器，內(nèi)有測(cè)水儀器會(huì)對(duì)樣品進(jìn)行結(jié)晶水值的測(cè)量，樣粉在緩沖容器內(nèi)滿足測(cè)水的時(shí)間要

5、求后，容器底部閘板開(kāi)閥，樣粉再次進(jìn)入流管進(jìn)入下游工藝環(huán)節(jié)。2.信號(hào)輸入爐底溫度傳感器與取樣測(cè)水模塊所取得的測(cè)量信號(hào)，經(jīng)過(guò)adc轉(zhuǎn)換后輸入單片機(jī)，adc器件與單片機(jī)采用更加可靠的串行通信方式，通信協(xié)議如：i2c、spi等。3.信號(hào)處理與控制算法為提高程序的運(yùn)行效率，控制程序采用標(biāo)準(zhǔn)c語(yǔ)言編寫(xiě)，主函數(shù)下設(shè)調(diào)試與提產(chǎn)兩個(gè)子函數(shù)，調(diào)試子函數(shù)以溫度變量作為返回值；提產(chǎn)子函數(shù)以投料變量作為返回時(shí)，并各自對(duì)應(yīng)不同算法流程，算法流程在此不做詳細(xì)討論。4.輸出信號(hào)執(zhí)行單片機(jī)經(jīng)過(guò)處理后輸出信號(hào)由伺服設(shè)備放大功率，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行動(dòng)作，輸出信號(hào)分兩路，一路以整形變量格式輸出，通過(guò)與計(jì)量皮帶秤的通信連接，實(shí)現(xiàn)粉線投料

6、量的控制，另一路以邏輯信號(hào)或模擬信號(hào)輸出的形式控制電磁蝶閥的開(kāi)合程度，調(diào)節(jié)換熱介質(zhì)流量，控制煅燒冷卻模塊的換熱工況。5.其它功能由于投料與產(chǎn)出存在時(shí)間差，為了保證閉環(huán)控住的連續(xù)性，一方面在程序中加入延時(shí)子函數(shù)，方便某投料時(shí)間與對(duì)應(yīng)檢測(cè)時(shí)間基本吻合，另一方面需要把工藝參數(shù)經(jīng)液晶顯示屏實(shí)時(shí)顯示，在程序中設(shè)置中斷功能，按已設(shè)置周期將工藝參數(shù)上傳記憶單元并刷新，在停機(jī)再次開(kāi)機(jī)時(shí)，控制單元首先讀取存儲(chǔ)參數(shù)，作為再次開(kāi)機(jī)調(diào)試提產(chǎn)工藝參照。（二）需要解決的問(wèn)題1.抗干擾設(shè)計(jì)由于單片機(jī)與外界信號(hào)交換必須設(shè)置可靠的光電隔離，同時(shí)擁有獨(dú)立的地線mcu外圍設(shè)備必須做到防塵，防水，防震設(shè)計(jì)，防止物理環(huán)境因素導(dǎo)致的程序跑飛現(xiàn)象。2.程序算法設(shè)計(jì)控制程序的編寫(xiě)要結(jié)合脫硫石膏的物理特性和工藝控制規(guī)律，程序設(shè)計(jì)人員與工藝控制人員開(kāi)展聯(lián)席工作，可以在protues等專(zhuān)門(mén)工具上進(jìn)行模擬工況和程序的調(diào)試，不斷改進(jìn)完善。結(jié)語(yǔ)：相比于傳統(tǒng)的plc工控系統(tǒng)而言，以mcu為核心的控