如何提高粉体给料技术的控制精度

作者:陈立明 时间:2013-01-30 20:05:59

一、问题背景

    粉体的物理流动性在多种因素影响下会呈现大跨度的变化,当处于气粉混合态时具有气液体的高流动性和高压力传导性,在流通方向压差大时易导致冲料自流现象;当长期沉积淤塞时又具备固体的板结铁实非流动性和高压力阻隔性,结果容易导致阻塞断料现象;当正常给料呈半流态时又会遇到架拱结圈的瓶颈效应,结果导致限流性欠料,即使不欠料,也会因为流动性的变化引发来料密度与压力的波动,结果导致给料的波动性。

    正是因为粉体介质在静动态间具有巨大的动力学差异性,造成目前粉体定量给料的控制误差太大,直接影响到后续工艺产质量的保证和提升,又进一步关系到企业的赢利和价值目标,如何提高粉体给料的控制精度就成为研究的焦点!

二、理想控制特性

理论上,一切定量控制的控制特性最好是一条过零的直线,方程为:

y=kX

如图所示:

    Y对应的数字范围为0-满量程,X对应的数字范围为0-100%,K为比例系数。

    实际上,由于控制对象的惯性作用,控制量变化时被控制量要经过相应的时延响应过程后才稳定,一般采用电机调速系统,因含动能积累或释放,为二阶惯性环节,普通螺旋机在X以10%驱动跃变下,流量Y的稳态响应时间一般在2秒左右。

理论上,Y与X的关系呈线性一一对应直线关系最好,或者两者间虽呈非线性但能保持一一对应曲线关系,在此理想的控制特性下,只要有带足够分度的刻度盘的电位计,用人工手动控制,任何目标Y也可容易稳定实现高精度。此特性也称为开环控制特性。

三、粉体给料装置的实际控制特性

  人们设计了不同工作原理的粉体驱动控制装置,如单双管螺旋机、圆盘转子机、密封皮带机等等,虽然都是瞄准同样的一一线性对应关系,然而最终实际结果往往却是一簇随机对应的曲线组。

  最常见的普通螺旋机的实际控制特性如下:

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