气力输送系统的电气自动化控制系统的设计探析

　　气力输送是以负压或正压气流为基础通过管道对粉料进行输送的技术。相较于其他机械输送方式来说，其操作方式简单、占地面积小、布置灵活、便于维修，这些特点在机械输送中具有较大优势，被广泛应用在钢铁、煤矿、粮食、化工等行业。气力输送系统设计的合理性，决定了输送效率、运行成本和维修情况，而其中的电气自动化控制系统设计和应用决定了气力输送系统的成效[1]。

　　一、电气自动化技术概述

　　气力输送系统的有效运行离不开电气自动化技术，这是提高气力输送系统工作效率的关键，不仅促使其朝着自动化控制方向发展，还具备了性能、结构科学先进化的优势。电气自动化技术将多个学科和领域融合在一起，包含了通信技术、计算机应用、运动控制技术等，成为科技信息化时代下的新型技术。在气力输送系统中电气自动化技术也发挥着越来越重要的作用，能够为整个工程相关工作的开展提供有效保障;其具备的内向调控和检测功能，能够在应用时实现自身调控与检测，从而实现无人化操控和远程操控。将其应用到气力输送中，在生产工作效率整体提升的同时，还能有效加强整个工程的安全性，其特点和优势较为明显[4]。

　　二、粉体气力输送设备结构

　　整套系统包括拆包系统设备、气力输送设备、料仓及称重卸料设备、压缩空气管路等。中间料仓CHO3容积为10立方米，带有称重传感器(5吨称重模块3个)及一个上料位传感器。中间料仓CHO4容积为2立方米，带有称重传感器(2吨称重模块3个)及一个上料位传感器。每个料仓均带有气动助流卸料系统，顶部安装脉冲式袋式收尘器，底部均带有螺旋输送机，每条螺旋输送机的出口均带有气动蝶阀。中间料仓与混料机连接，卸料口带有气动球顶阀用于隔离混料机的水汽，混料机的顶部布置有加料收尘器，与物料接触的设备为SS304不锈钢，所有设备均为粉体专用，整个输送系统全封闭。

　　三、气力输送系统的电气自动化控制系统的设计

　　3.1 进料程序设计

　　在大袋卸包区域内操作人员通过对控制柜上的触摸屏操作，完成把粉体原料输送到相应的料仓内。进料程序流程图如图1所示，程序设计了六个程序段，分别对料仓加料输送进入、退出、加料输送开机过程、加料输送关机过程、低限监控及旋转阀开关进行控制。在输送过程中，为了降低废料产生和保证物料的利用效率，系统在收到高料位传感器CHO3-IL01发出的超限信号时，仍然保持工作状态，当同时检测到换袋指令(即一袋料加完)方可停止进料。另外为确保系统能安全输送，在启动及输送过程中对管道的压力、对应的料仓收尘器压力差进行实时监控，一旦管道压力及对应的料仓收尘器压力差达到危险值，即管道出现堵料及堵料趋势，或者对应进料仓的收尘器压力差达到危险值(过滤材料严重堵塞)，系统便进入自动排堵程序。在自动排堵过程中系统会关闭加料旋转阀及大袋卸包机;若2分钟内不能完成排堵(压力上限信号不消失)，控制系统会自动关闭输送系统并报警，请求人工干预处理故障。

　　图1 进料程序流程图

　　图2 配料程序流程图

　　3.2 配料程序设计

　　配料控制工艺是向相应液体配料系统的混合罐进行投料，将运行相应的螺旋机、球顶阀、气动蝶阀和配料收尘器等设备。配料程序流程图如图2所示，程序设计了十个程序段，分别对配料称重进入处理、配料称重退出处理、配料开机过程、配料计量处理、变频器调速处理、提前关机处理、配料停止重量计算、修正值限幅等进行控制。此程序设计的关键在于配料精度的控制，通常我们选择在重量设定值与实际称重值相等时，发出停机控制信号。实际运行时，设备接收到停机信号到设备完全停机，还需要一定的时间。系统在这段过渡时间内还会继续将管道中存有的物料向配料仓输送，从而产生较大的误差。为了达到高精度的配料要求，本控制系统采取螺旋输送机变频控制两段式加料及提前停机控制。当中间料仓开始卸料至混料仓时，螺旋输送机高频运行，快速卸料，直到物料设定值与当前进料总量差值为70kg(设定60kg为频率变换阈值)螺旋输送机开始转换至低频运行。当物料设定值与当前进料总量差值小于60kg时，螺旋输送机低频运行，低速卸料。螺旋输送机从高频运行降低至低频运行需要一个过程，故留下10kg作为缓冲。变频控制中，要注意螺旋输送机运行最低频率不能低于变频器可以正常工作最小频率，本系统中变频器正常工作最小频率为8Hz。

　　3.3 清仓程序设计

　　清仓控制是为了更换生产品种而设置，将运行相应的螺旋机、球顶阀、振动器和仓顶收尘器等设备。控制系统中用到的仓顶收尘器均为脉冲式袋式收尘器，当收尘量达到一定程度，清灰装置会按压差设定值或者时间设定值自动关闭离线阀，然后控制程序打开电控脉冲阀，进行停风喷吹，通过压缩空气的瞬间喷吹可以大大增加滤袋内压力，即可将滤袋上积攒的粉料送至料斗中，最后由卸灰装置排出。程序设计了五个程序段，分别对清仓进入，清仓退出，清仓开机过程、清仓关机过程及综合故障检测进行控制。

　　3.4 人机界面设计

　　触摸屏开始显示的是料仓操作画面，系统正常运行过程中，操作工和控制系统之间的管控通过界面操作实现。当需要了解一些业务运行情况或设备运行状态时，按状态查询键，画面即可切换至信号状态画面;查询设备的故障报警信息时按故障查询即可切换至故障查询画面。

　　四、气力输送系统中电气自动化控制系统的应用价值

　　4.1 监测优势

　　由于电气自动化技术应用可以实现高精准的监测功能，因此在不同领域中都发挥出重要的应用价值。以电气系统为例，在其运行中常常会因电气设备故障从而对整个系统运行造成阻碍，这时就要进行必要的检查或监测，确认相关设备及零件是否能够正常运行。但如果在系统中使用了电气自动化技术，就能够有效改善这一问题，实现监测工作自动化，以此节省了人工的投入，也使整个电气系统的运作不受阻碍，不会影响其相关工作的进程，即发挥出监测工作的应用价值，更为电气系统的安全可靠运行提供了保障[7]。

　　4.2 远程控制

　　随着时代的发展，如今很多科技的应用都在强调一点那就是全面自动化，实现无人操作或是远程控制，这正是电气自动化技术的优势所在，其能够通过信息技术终端设备或计算机网络装置设备，实现远程控制和全天候实时监控。这一特点能够极大减轻人工工作量，降低人为操作误差，工作效果更加明显，准确度和灵活性方面都远超人工操作。

　　4.3 智能化

　　电气自动化技术由于其功能多元化的优势，在气力输送系统中获得较高地位。多元化智能应用可以在应用与开发高性能PLC、科学演算可视化与用户界面图形化等系统的基础上，有针对性的根据需求主体的要求和习惯进行个性化设计，并构建出适合的程序控制体系，为的就是保证各类用户可以及时利用菜单和窗口完成操作任务，能够让用户了解和体验工序流程的便捷性。要全方位的完善并改良现有的体系架构。随着经济发展和技术进步，各类设备或系统越来越复杂，对电气自动化技术也提出了更高要求，以往传统控制模式已经不能满足实际需要的控制标准。因此，需要不断创新和提高电气自动化技术，在模块、集成、网络和数字化方面获得新的突破，进一步提升电气自动化控制系统的应用深度和广度，实现现代化和规范化发展，在气力输送系统中发挥出更大作用[8]。

　　4.4 节能化

　　在气力输送系统中要提供合理数量的电气设备，才能更好的进行运转。但电气设备在实际运行中，会由于环境的复杂和各种因素影响，出现资源不能合理配置以及浪费能源的问题。在生产和分配电能及应用过程中都要经过各类电气设备，其中有变电、用电、发电设备和电缆线路等一系列设备，这些过程中的每个环节都会出现能源损耗，小规模的损耗是很难避免的，不过可以通过借助有关节能技术将损耗程度控制在最低范围之内。因此，在科学设计电气系统结构中，引入电气自动化技术，以科学的方式使用各类能源，以此实现节能减排和环保发展，因此电气自动化技术在节能环保领域将有巨大的发展空间。

　　结语：

　　综上所述，在气力输送系统中应用电气自动化技术，获得了生产效率的提高和经济效益的提升，保障了人民生活安全。因此要积极深入研究电气自动化技术，熟悉并掌握电气自动化技术的设计，发挥出技术应用的最高水平，促进国民经济的快速发展。

　　参考文献：

　　[1]刘运嘉,侯普领,安森泰.以人工智能技术为依托的电气自动化控制研究[J].信息记录材料,2022,23(01):146-148.

　　[2]周金星,陈武增,徐江.电厂电气自动化控制系统的可靠性策略[J].流体测量与控制,2021,2(06):22-25.

　　[3]张慧明,张翠芳.浅析电气自动化控制工程的智能化改造[J].中国设备工程,2021(23):231-232.

　　[4]陈剑.智能化技术在电气工程自动化控制中的应用[J].住宅与房地产,2021(33):75-76.

　　[5]邓月红.浅析智能化技术在电气工程自动化控制中的应用[J].中国设备工程,2021(20):19-20.

　　[6]李靖,康旭.电气自动化控制技术特点与运用探析[J].现代制造技术与装备,2021,57(09):176-178.

　　[7]樊小霞,谢颖佳,常萍萍.信息化背景下人工智能技术在电气自动化控制中的应用[J].中国信息化,2021(07):48-49.

　　[8]李超.带式输送机可控变速装置及其电气自动化控制系统的设计[J].机械管理开发,2019,34(07):212-214.