跳汰机原理1

1.1跳汰机控制系统概述

跳汰机控制系统从功能上主要有、排料自动调控、数控风阀自动调控、稳风控制、给水自动调控等四个子系统组成。每个子系统由检测单元、处理单元、操作单元、通讯单元、执行单元组成，其中处理单元、操作单元和通讯单元是四个子系统的公共单元。

处理单元以可编程控制器（PLC）为核心，PLC由电源模块、CPU模块、I／O模块组成，检测信号由输入模块实施采集，经过CPU处理后，通过输出模块向执行单元发出动作指令。

通讯单元可向用户提供各种工业网络接口，这些接口是完全开放的，并能保证高效的数据传输，将跳汰机控制系统的各工艺参数传送到网络上，并且受网络上的有用的数据。

检测单元由各个子系统的传感器组成，如给料自动调控系统的料位传感器、稳风控制系统的压力变送器、给水量自动调控系统的电动阀门。

1.2排料自动调控系统

我们将计算机智能控制技术引入跳汰机自动排料系统，建立有关煤质、风、水、床层厚度等影响跳汰机排料效果的系统，并应用可编程控制器实现跳汰机对这些系统参数的调节，并实现跳汰机自动排料。

跳汰机排料自动调控，主要由浮标装置检测床层厚度，通过PLC控制闸板提升机构，实现自动排料调控。浮标装置包括浮标和位移传感器，正常工作时，浮标随跳汰机床层脉动，其所处床层位的高度随重物料的增加而增加，经位移传感器输出相应的信号，送入PLC，作为控制闸板提升机构的依据；闸板提升机构由液压站带动一组连杆控制其升降，闸板的开启度亦通过一位移传感器检测，并将检测信号送入PLC。

正常工作时，根据入选媒质、入选煤量、风水制度等因素设定相应的床层厚度，PLC控制闸板的开启度，将床层稳定在设定的厚度范围，实现排料的自动调控。其控制原理如图所示。

图1.2排料自动控制系统图

1.3风阀自动调控系统

阀控制器由可编程控制器和相应的器件及面板组成单独的控制箱。它通过通接口与主控计算机通讯，十二个风阀的进、排气时间，周期等均由主控计算机给出改变指令并产生相应的变化。虽然控制面板上有风阀的进、排气时间，周期等手动设置，必要时可手动调节。但在自动运行的情况下，全部调整指令由主控机下达，无须人工干预。

汰机有六个跳汰室，每个室有两个电磁阀：1个进气阀1个排气阀。一般将电磁风阀的动作周期称为跳汰周期。在每个跳汰周期中又分为进气期、膨胀期、排气期和压缩期。各个室的进，排气阀按一定顺序开关，使每室在一个跳汰周期内历经以上四个时期。由此，可编程控制器要实现的功能就是根据面板设定的参数或采集传来的参数产生十二个周期相同的方波信号，用于控制六个进气阀和六个排气阀的动作。

我们使用可编程控制器和上位工控机组成两级控制系统来实现风阀的自动控制。上位机利用PC友好的人机界面实现人机对话和监控功能，PLC作为下位机完成数据采集和实时控制任务。在风阀自动控制中，上位机可修改风阀各室参数和跳汰频率，并通过PC/PPI电缆传至可编程控制器，经过处理，控制风阀动作并将修改后的各参数在面板上显示。

跳汰机风阀自动调控由PLC通过控制进、排气风阀的开关间隔时间，调节

跳汰机的工作特性曲线。筛下空气室跳汰机为六个空气室，每个空气室根据入选煤质、给煤量、风水制度以及床层等因素，分别调整其跳汰频率和每个周期的4个参数，即进气期、膨胀期、压缩期和排气期；为适应不同媒质的变化需要，跳汰机的中煤段和矸石段可进行同相与反相运行；数控风阀设有3个能够自动切换的工作参数组，用于满足给料量变化；给料机暂停时，数控风阀能够自动闭锁放风，此时跳汰机进、排电磁风阀短暂同时打开，跳汰机低压风包连通大气而放风，跳汰脉动极小，处于暂停状态，可避免鼓风机频繁起停。

1.3稳风控制系统

跳汰机稳风控制，主要由压力变送器检测风管的压力，通过PLC控制放风管路上的电动阀门，实现风压自动调控。其控制原理如图所示。

图1.3稳风控制原理图

1.3跳汰机控制系统的特点

(1)控制系统采取了多层次的抗干扰隔离措施，无论是输人信号，还是输出信号，都采取了相应的处理措施，最大程度地抑制了各种干扰信号对系统的影响，提高了系统运行的稳定性和可靠性。

(2)人机界面友好，直观方便。作为人机界面的触摸屏，显示所有设备的运行状态、故障报警、产品灰分等信息，并具有实时提示用户进行相关操作的功能。

(3)排料检测控制采用“着床取样”和“少量多次”的原则。“着床取样”，滤除了虚假信号，使得床层厚度的测量信号真实、准确;“少量多次”，排料过程少量多次，避免了床层厚度的高低起伏，保持了基本床层的相对稳定。