4 冲程控制
理想状态下,台车因热胀冷缩产生的冲程间隙一般在450~600mm,大多出现在小星轮与大星轮之间,烧结机尾部存在少许间隙。由于烧结机下平面从尾部弯道至小星轮有接近2°的坡度,因此台车产生自重下滑力,加上烧结机运行时的推力,均由小星轮拖动的发电机产生制动阻力来克服,使台车自然下滑并进入大星轮。为此提出通过检测台车在释放过程中产生的冲程间隙,由PLC系统自动修正速度匹配关系的方案,达到204速度实时调整、合理保持前后台车间隙的目的。
4.1间隙测量
该方案采用光幕测量方法来测量前后台车间隙。测量光幕由发光器、接受器组成,发光器发出的光直射到接受器后形成光幕系统。系统采用中心线测量安装方式,安装支架位于下平面轨道外侧,通过发光器和接受器之间的台车(即目标物体)阻挡一部分光线使其不能射到相应的接受器部件。测量光幕识别被挡通道发出的脉冲,而接受器不断寻找该脉冲,当找到后即完成一个通道的扫描;系统记录被遮挡通道,根据系统定义输出一个模拟量或开关量信号给上位机;上位机再对这些测量数据做进一步处理。
上、下平面轨道及头尾弯道的总长度为固定值,正常生产时的单个台车膨胀量变化很小,紧邻台车间隙总量可忽略不计,台车冲程间隙一般出现在上平面机尾处(如图1中“a”)及下平面小星轮处(如图1中“b”)。烧结机尾部环境恶劣,粉尘大,烧结矿料温高,限制了光幕系统的安装与运行可靠性,因此选择在下平面安装。通过测量下平面台车冲程间隙,就可近似计算出上平面冲程间隙。
4.2控制策略
203与204存在速度关联y=A1×χ+A2,其中y为204给定速度,χ为203给定速度,A1为比例系数,A2为基准常数。通常情况下,χ由操作人员根据生产量需求来确定,在外部条件不变时不会随意变更;A1、A2在控制程序中设定,操作人员也无法变更。在实际运行中,受台车、轨道、调速系统自身等因素影响,冲程不可能固定不变,当小星轮处间隙不存在后,其制动阻力减小,速度变慢直至速度反馈为零,203则必须停机。
将A2视为基准值的中心值,系统允许围绕基准值上下波动,即y=A1×χ+A2+△S,△S可为正、负和零。当测量冲程间隙小于50mm时,表明冲程有缩小至零的趋势,系统自动减少速度给定值(△S为负值),小星轮速度变慢,台车释放时间延长;当测量冲程间隙大于350mm时,表明冲程有扩大的趋势,系统自动增加速度给定值(△S为正值),小星轮速度变快,台车释放时间缩短。这样,204运行速度就可与203实时匹配跟随,避免机械作用力相互影响,引起烧结机异常波动。