1、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
　　
　　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。球磨機(jī)的振動(dòng)聲音、電流、壓差信號(hào)分別取自各自的變送器，自動(dòng)/手動(dòng)狀態(tài)信號(hào)取自給煤機(jī)操作裝置的輸出接點(diǎn)，手動(dòng)狀態(tài)時(shí)的跟蹤信號(hào)從給煤機(jī)操作器送入自動(dòng)控制系統(tǒng)。振動(dòng)聲音變送器使用探頭直接采集球磨機(jī)簡(jiǎn)體的振動(dòng)信號(hào)，然后經(jīng)過(guò)放大、濾波和轉(zhuǎn)換，zui終輸出（4～20）mA或（1～5）V的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)送入I/O通道。這個(gè)部分可以對(duì)信號(hào)進(jìn)行零點(diǎn)和滿度的整定。變送器的頻帶是5000Hz以下。I/O通道采用進(jìn)口模塊，接收來(lái)自振動(dòng)、電流和壓差變送器輸入的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，經(jīng)過(guò)A/D變換后轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)送人工控機(jī)，再經(jīng)過(guò)程序的處理，zui終送出標(biāo)準(zhǔn)的電流或電壓控制信號(hào)至給煤機(jī)手操器。從而達(dá)到料位自動(dòng)控制的目的。
　　
　　系統(tǒng)采用研華工業(yè)控制計(jì)算機(jī)作為上位機(jī)，采用該公司生產(chǎn)的ADAM4000系列模塊作為A/D、D/A轉(zhuǎn)換器，同時(shí)采用性能可靠的變送器作為二次測(cè)量元件。
　　
　　球磨機(jī)料位自動(dòng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖1，系統(tǒng)配置見圖2。　　
　　2、軟件編制
　　
　　控制系統(tǒng)軟件包括信號(hào)處理程序、PID調(diào)節(jié)程序和信號(hào)輸出程序3個(gè)部分。
　　
　　該系統(tǒng)輸入信號(hào)主要有磨煤機(jī)運(yùn)行時(shí)簡(jiǎn)體發(fā)出的音頻信號(hào)、磨煤機(jī)電機(jī)的電流信號(hào)和磨煤機(jī)筒體的差壓信號(hào)。這3個(gè)信號(hào)首先通過(guò)I/O通道的硬件濾波，進(jìn)入控制系統(tǒng)后，又經(jīng)過(guò)軟件的平均值和中值濾波，變成程序可用的信號(hào)。
　　
　　為了準(zhǔn)確地反映球磨機(jī)內(nèi)部的實(shí)際料位情況，需要建立一個(gè)較為準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型f＝f（Hz、dB、P、I）。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)采集信號(hào)的實(shí)際情況，發(fā)現(xiàn)當(dāng)音頻信號(hào)、電流信號(hào)、筒體差壓信號(hào)所占份額為30:20:50時(shí)，系統(tǒng)能夠很好地反映磨煤機(jī)實(shí)際運(yùn)行情況?？刂品绞讲捎肞ID控制算法。
　　
　　由于制粉系統(tǒng)屬于一種大時(shí)間滯后系統(tǒng)，所以只采用PI控制方式，比例常數(shù)選擇得較?。ù蠹s在0.1～0.2之間），積分常數(shù)選擇得較大（大約在30～40之間）。
　　
　　PID模塊的輸出zui終達(dá)到系統(tǒng)的輸出模塊，轉(zhuǎn)變成（4～20）mA或（1～5）V的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)送至給煤機(jī)控制器，控制給煤機(jī)轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到控制球磨機(jī)料位的目的，實(shí)現(xiàn)對(duì)球磨機(jī)負(fù)荷的*控制。
　　
　　在手動(dòng)方式下，系統(tǒng)輸出一直跟蹤手動(dòng)輸出，這樣就做到了自動(dòng)/手動(dòng)的無(wú)擾切換。
　　
　　為了便于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，本軟件還專門做了調(diào)試窗口，在此窗口可以改變所有的控制參數(shù)。
　　
　　該軟件可以實(shí)現(xiàn)以下基本功能：
　　
　?。?）球磨機(jī)料位的實(shí)時(shí)測(cè)量；
　　
　?。?）料位歷史趨勢(shì)圖；
　　
　?。?）球磨機(jī)料位*控制；
　　
　?。?）控制參數(shù)調(diào)整；
　　
　?。?）自動(dòng)/手動(dòng)無(wú)擾切換；
　　
　?。?）系統(tǒng)自檢功能；
　　
　?。?）軟件界面友好，多種料位顯示方式
　　
　?。?）抗干擾功能。
　　
　　3、投運(yùn)情況
　　
　　大慶石化公司熱電廠5號(hào)爐為HG-410/9.8-MQ14型，四角切圓燃燒、固態(tài)排渣、自然循環(huán)爐。制粉系統(tǒng)為鋼球磨煤機(jī)（DTM-350/600）中間貯倉(cāng)式，乏氣作為三次風(fēng)送入爐內(nèi)。
　　
　　投入球磨機(jī)料位自動(dòng)控制系統(tǒng)前后進(jìn)行了制粉系統(tǒng)常規(guī)試驗(yàn)。從試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，投入該系統(tǒng)之前，磨煤機(jī)出力為（35.6～37.4）t/h，制粉系統(tǒng)電耗為（32.1～33.4）（kW·h）/t；投入該系統(tǒng)之后，磨煤機(jī)出力為（45.6～47.4）t/h，較系統(tǒng)投入前有明顯提高，制粉系統(tǒng)電耗為（25.3～26.1）（kW·h）/t，較系統(tǒng)投入前有明顯降低。
　　
　　4、結(jié)論
　　
　　經(jīng)過(guò)2個(gè)月的試運(yùn)行，該系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，數(shù)據(jù)真實(shí)可靠，運(yùn)行人員操作量少，且畫面顯示直觀，取得了理想的效果。
　　
　　球磨機(jī)料位自動(dòng)控制系統(tǒng)可以提高制粉系統(tǒng)效率，實(shí)現(xiàn)制粉系統(tǒng)的*控制；減少磨煤機(jī)啟停次數(shù)，降低鋼球和襯瓦的磨損，提高磨煤機(jī)設(shè)備的健康水平。從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況看，投入該系統(tǒng)后，一般能使磨煤機(jī)出力提高27.8％，制粉系統(tǒng)電耗降低21.8％。