球磨机料位检测仪的开发及其在优化运行控制上的应用

　　1　球磨机振动信号的测试与分析

　　当球磨机内载煤量少时,钢球间及钢球与筒体的撞击机会增大,在特征频段产生振动的幅值增大。而当载煤量多时金属间由于有煤屑起着缓冲作用,产生振动的幅值将减弱。为了得到球磨机运行时发出的振动信号与载煤量之间的关系,首先需对振动信号进行分析,找出能反映载煤量变化的有效频段。具体过程如下:(1)进行现场实验、测试,记录给煤机不同转速下的振动频谱、差压信号和负荷电流信号(记录差压信号和负荷电流信号是为了同振动量信号进行比较)。(2)在不同的磨煤机上进行上述过程,找出各台磨的对应特性。(3)进行信号分析,将记录的时域信号转换成频域信号,同时求出其通频均方有效值。转换成频域信号是为分析振动频率成分随给煤量的变化及各频率成分的大小分布情况,为设计载煤量测量装置确定适当的频率宽度。求出通频均方有效值是为确定载煤量测量装置的灵敏度。

　　测取的振动信号进行傅立叶交换得到信号的离散频谱。振动的低频部分信号强度对煤量变化反映不明显,而在2kHz以上的高频部分信号随着煤量的增加明显减弱。不同的球磨机在0·4~1·5 kHz范围内存在着球磨机的固有振动频率,该频率处的振动强度远大于有效频段上的强度,若不滤去,测出的有效振动强度信号将被它所掩盖,载煤量测量装置就无法准确地检测出煤量的变化;而且不同的球磨机固有振动频率互不相同,需针对性地设计滤波器去除该固有频率上振动强度对载煤量检测的影响。

　　2　料位检测仪的构成

　　料位检测仪由加速度传感器、前置放大器、有效带宽滤波器、均方值检波计算单元、能量积分计算单元、信号反向计算单元等构成,如图1,其中由有效带宽滤波器、均方值检波计算单元、能量积分计算单元、信号反向计算单元、输出单元等构成一体化的料位检测仪。

　　加速度传感器测取振动频率为0~10 kHz振动信号;前置放大器对此信号进行放大;有效带宽滤波器滤除包括球磨机的固有振动在内的低频及无效的高频振动,使振动的能量信号单值反映给煤量的变化;均方值检波计算单元将有效频段内的振频能量检测出来;能量积分计算单元对有效频段的能量进行积分,得到表征球磨机载煤量的数值;反向计算单元将积分单元的算出数值转换成与载煤量变化显单值同向变化的电气信号;输出单元将处理后的信号转换成4~20mA的标准信号送给控制器、料位检测仪表头进行信号显示。

　　3　料位信号在球磨机模糊自寻优控制上的应用

　　3·1　料位信号对中储式制粉系统运行特性的影响