液位變送器的液位自動控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)的研究
根據(jù)自動控制原理，一個控制系統(tǒng)由檢測機構(gòu)、控制器、執(zhí)行機構(gòu)和控制對象組成。針對KYF一200浮選機液位自動控制的特點，對液位控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)進行了如下研究。
2．1 液位變送器的設計
以往的礦漿液位儀不能長期可靠運行，其主要原因是由于采用浮子一電位器、浮子～ 差動變壓器等組成傳感器，測量精度低，使用壽命短，長時間使用后，需要進行儀表的校對工作。我院通過綜合分析比較國內(nèi)外各種形式礦漿液位變送器的特性及液位檢測的現(xiàn)狀 ]，發(fā)現(xiàn)采用激光液位計測量液位，誤差小，測量，同時由于是非接觸式測量，磨損極小，使用壽命長，一旦運行，穩(wěn)定可靠，維護工作量很小，長期工作也不會產(chǎn)生位置漂移的現(xiàn)象，無需再進行儀表的校對。通過對液位變送器改進結(jié)構(gòu)設計，應用*電子技術和微機技術，使儀表工作性能有了一個質(zhì)的飛躍。
液位變送器結(jié)構(gòu)原理圖如圖2所示。液位變送器利用浮球做液位檢出元件，上端連接反射盤。整個裝置由激光液位計、反射盤、浮球連桿、浮球、沖洗水裝置、支架、隔離桶組成。浮球的垂直運動通過機械連接帶動反射盤運動，激光液位計測量反射盤垂直高度，計算出礦漿液面高度。輸出4～20mA信號給控制器進行顯示和控制。激光液位計反應靈敏、精度高，測量范圍可達5m，具體量程根據(jù)工業(yè)現(xiàn)場實際情況自由設定。
該液位變送器結(jié)構(gòu)上有兩個特殊的改進，保證了液位測量的準確：一是泡沫隔離桶的存在，泡沫隔離桶，又叫消泡桶，防止了因攪拌和充氣引起的礦漿液面波動對浮球的沖擊，減小了泡沫層對礦漿液面測量的影響，從而保證了液位測量的準確；二是沖洗水的存在，沖洗水可以實時將浮球沖洗干
凈，防止了礦漿在浮球表面黏結(jié)，從而保證了液位測量的準確。
2．2 控制器
對于控制器，以前進行浮選機液位配置時，采用的都是國內(nèi)外通用的控制器，例如Honeywell的UDC系列控制器、國內(nèi)虹潤的PID自整定控制器，這類控制器均固化了PID控制算法，在實際使用中不能因為控制對象的改變而進行相應調(diào)整，控制效果不是很理想。因此，在控制器和控制算法的研究上，由BGRIMM自主開發(fā)了基于液位的控制算法，并且在實踐中得到了驗證?？刂破鞑捎梦鏖T子PLC作為硬件核心，軟件采用由BGRIMM 自主設計的控制程序。來自液位變送器的輸入信號輸入緩沖電路處理后，經(jīng)A／D轉(zhuǎn)換送到CPU，CPU根據(jù)已固化好的程序，不斷采樣輸入信號，進行線性化處理、數(shù)字濾波、計算和標度轉(zhuǎn)換，在觸摸屏上顯示液位值，并與預先設定的液位值進行比較，進行控制運算，經(jīng)D／A轉(zhuǎn)換，輸出控制信號，經(jīng)執(zhí)行機構(gòu)，帶動排礦閥門，調(diào)節(jié)排礦量使液位保持在設定值上。人機交互采用西門子觸摸屏，通過BGRIMM自主設計的觸摸屏程序，可以對控制器進行參數(shù)設定，同時監(jiān)視控制狀態(tài)和控制曲線。
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