球磨机料位控制使用说明书

1、球磨机料位监控装置使用说明书TRANSINT目录1、 概述32、 型号及成套性43、 结构形式、外形尺寸及重量54、 硬件说明85、 端子配线表106、 技术规范121 .信号规范2 .正常工件条件七、软件说明13八、料位测量171 .测量原理2 .测量过程3 .标定过程4 .料位显示和输出九、自动控制.201 .自动控制方式和选择2 .与操作器的连接3 .PID调节4 .控制输出保护十、故障处理.22卜一、售后服务.24附件：1 .料位检测故障定位操作卡252 .磨煤机料位监控系统缺陷调查表26一、概述本产品为球磨机的通用控制设备，用于控制球磨机运行过程中的物料量和钢球量。料位的定义：物料的

2、体积与球磨机内部容积之百分比，即球磨机的物料充填率。例如：物料质量G=7.5t,物料堆积比重d=0.96t/M3,根据球磨机结构尺寸计算出内部容积为V=30M3,则料位为：L=(G/d)/V=(7.5/0.96)/30=26%本产品功能包括料位测量和给料自动控制两部分，料位测量是通过检测球磨机音频信号实现的；给料自动控制是通过将料位控制在一个定值上实现的。通过将料位控制在一个定值上，球磨机电机的功率(或电流)的变化即反映了钢球充填率的变化。因此，通过维持球磨机电机的功率(或电流)在一定值，即可实现钢球量的定值控制。球磨机的工作效率取决于物料充填率和钢球充填率，即料位和钢球量。应用本产品可以确定

3、最佳料位和钢球量，并可以使球磨机始终保持在最佳工况，从而同时解决了球磨机的自动控制问题和节能降耗问题。本产品广泛适用于电厂、矿山、水泥厂各种型号和工艺流程（风法、湿法、干法）的球磨机,并可产生显著的节能降耗效益，平均降低电耗20%,一台球磨机每年应用的直接经济效益平均达15万元。用户单位技术人员可直接根据本说明书完成该产品的安装、调试、应用和维护，也可以向本公司经营部咨询。型号及成套性1. TCS-200球磨机料位监控装置产品有三种型号，见下表:型号功能成套性安装方式应用场合TCS200A料位测量、变送、给料自动控制另配音频传感器、给料操作器屏装式控制屏正立面嵌入式固定户内、控制室TCS200

4、B料位测量、变送、给料自动控制另配音频传感器、给料操作器壁挂式墙壁或控制柜内背挂式固定户内TCS200C料位测量、变送、给料自动控制另配音频传感器壁挂式墙壁或控制柜内背挂式固定户内、球磨机现场2. STA2球磨机音频传感器由球磨机专用音频探头、声学结构和安装结构三部分组成，是TCS200的主要配套件，有两种型号，见下表：型号应用场合安装位置STA2A用于球磨机筒体外露的场合用地脚螺栓安装在球磨机筒体附近指定位置的地面上STA2B用于球磨机筒体外有隔音房的场合用安装附件将传感器垂直段安装在隔音房墙外的指定位置，水平段伸入隔音房三、结构形式、外形尺寸及重量1.TCS200球磨机料位监控装置的外形及

5、结构形式、外形尺寸及重量:1 .1外形图：1.2结构形式:1. 3外形示意图:四.硬件说明1.硬件组成:硬件主要有五部分组成见上图：各部分之间由排线和播头连接，进行信号的传输。当进行苛部分硬件的更换时，应拿住排线插头适力拔出，不要直接拔排线，避免损坏信号的传输。2 .板电路调整说明：模拟板电路调整说明1 .模拟板电路：通道等，其中音频信号弹输入模拟板电路包括音频信号输入回路、标准模拟信号通道、开关量输出回路、标准模拟信号通道在应用当中可能需要调整，说明如下：2.音频信号输入回路调整：3.1拨码开关的应用及说明一览表:拨码开关应用说明S1为磨类型选择开关，某一位为ON,其余均为OFF出厂时设定，

6、现场小予调整S3A级音频信号前置放大调节S3、S4、S8、为四位可选增益放大调节装置，四位开关某一位为ON,其余均为OFF,ON位为1、2、3、4.对应的放大倍数分别为1、2、5、10。S4S8第二能音频估号前置放大调节前置放大在前面板十点电平指示，第十点亮则电路削波2.2电位器的应用及说明一览表:电位器应用说明P3音频信号前置放大微调r出厂时设定，现场小予调整P4音频信号对数信号0位现场进行标定时可以微调P5音频信号对数信号灵敏度:出厂时设定，现场小予调整2.3红色指示灯L1:为音频信号后续放大削波指示。3.标准模拟信号通道调整：3.1电位器的应用及说明一览表：电位器零位满度电流控制输出信号

7、P1P11电压控制输出信号P2P10料位输出电压信号P8P13料位输出电流信号P9P124.模拟板中跳线器的应用及说明书一览表:跳线器应用说明S2010mA（上）420mA（下）A-B端输出电流S5010mA（下）420mA（上）1CD端输出电流S6按出厂位置固定S7按出厂位置固定五、端子配线表1.端子板图：2 .端子配线表:端子信号端子信号15+音频传感器输入N+控制输出（电压）如果不接，用IK电阻短接。16-2一A+控制输出（电流）如果不接，用200?电阻短接。F十跟踪输入B-9CD+料位输出（电流）如果不接，用200电阻短接。1718-+十料位输出。如果不接，用IK电阻短接。J-+710

8、一十报警输出。如果/、接，要短接。K-磨机功率输入。如果不接，要短接。一11+十12-料位相关量输入。如果不接，要短接。13一19+14十手/自动状态输入。如果不接，用IK电阻短接。20L-+磨机开关状态输入。如果不接，要短接。32一地M-给料机开关状态输入。如果不接，要短接。1L220VACN220VAC六、技术规范1.信号规范：信号标准规格:信号端子编号规格备注音频传感器输入15+16-10300mVAC磨机功率输入J+K-05VDC磨压差输入11+12-05VDC跟踪输入F+9-010VDC操作器状态输入13+14-常开接点给料机状态输入L+M-常开接点磨机状态输入19+20-常开接点控

9、制输出A+B-（电流）或N+21-（电压）0-10VDC或按用户要求设定电压或电流（DC）出厂时设定料位输出C+D-（电流）或者说17+18-（电压）0-10VDC或按用户要求设定电压或电流（DC）出厂时设定报警输出7+10-品体管接点200MADC电阻性负载3 .正常工作条件：2. 1TCS200球磨机料位监控装置的政党工作条件:温度：540CAA:相对湿度：75%:气压：86106kpa：使用电源：带保护接地的交流供电，220:22V,50土HZ。5.2STA-2球磨机音频传感器的正常工作条件：温度:-25+55C：相对湿度：95%（40C时）：气压：86106kpa。七、软件说明本产品的

10、测量和控制功能是通过软件运算来实现的，调试过程中需要对软件数据进行调整。软件数据分为三种：自动控制方式数据、参数数据和变量数据。对于软件数据的观察和修改是通过按键和四位数码管显示实现的。1 .面板说明：标号说明：2 .电源指示灯（红）3 .自动指木灯（绿）4 .料位自动跟踪指示灯（绿）5 .料位最大出力自寻优控制指示灯（绿）6 .料位经济控制指示灯（绿）7 .料位定值控制指示灯（绿）8 .手动指示灯（黄）9 .越限报警指示灯（灯）10 音频信号电平指示灯11 .M键（自动控制方式选择键）用于观察和选择自动控制方式12 .P键（参数选择键）用于观察和调取参数13 .键（增键）用于跟踪方式定值的增

11、大和其它方式参数的增大14 .键（减键）用于跟踪方式定值的减小和其它方式参数的减小15 .RT键（确认/换行键）用于数据修改后的确认和就是数据的观察换行16 .后两位数码管（运行时为定值、调试时为编码位）17 .RS键（装置复位键）用于在手动状态对装置调整后的复位18 .前两位数码管（运行时为定值、调试时为编码位）2 .按键与数码管：对于数据的观察和修改是通过按键和四位数码管显示实现的。按键和数码管的工作状态有两种模式，即运行模式和调试模式。3 .运行模式：装置上电或复位后为运行模式。运行模式数码管前两位显示料位定值，后两位显示料位测量值。M键和P键用于输入密码，键和键用于在自动跟踪方式下增减

12、定值，对其它自动控制方式无效，RT键用于对密码和增减定值进行确认。4 .输入密码：装置在运行模式下，输入密码即可进入调试模式。密码为：MMPPMMPPRT。5 .调试模式：调试模式用于对所有的软件数据进行观察和修改，一般在调试维修过程中需要使用。通过按M键可以选择运行方式，观察所对应的定值。举例：按M键指示灯点亮，数码管前两位显示03（定值控制定值），按RT键确认，同时M键上指示灯灭，操作成功。按P键可观察修改参数。举例：按P键指示灯点亮，数码管前两位显示07（定值），按键和键盘对数码管后两位显示数据进行修改，按RT键确认，同时P键上指示灯灭，操作成功。按RT键观察变量。举例：按RT键指示灯点

13、亮，数码管前两位显示06,数码管后两面三刀位显示当前定值。调试完成，在手动状态按RS键对装置进行复位，恢复运行模式。6 .软件数据构成：自动控制方式数据表方式代码数据内容X；预置值00当前或投入时料位值01最大出力料位值P3002经济料位值3003定值控制定值P26参数数据表参数编码数据含义X；预置值00空罐标定系数SR0P9001满罐标定系数SR13002PID方式(P/P1/PID)0203KpP3004Td2005Kdr2006Ti8007定值P2608LM最大出力料位3009LE经济料位P3010料位上限9911料位下限0012功率上限P9913功率卜-限0014相关量上限r9915相

14、关量下限0016断料门限r1017控制输出上限19918控制输出上限00变量数据表变量编码数据含义范围00料位信号计算值009901音频信号监测值009902磨机功率彳言号监测值009903料位相关量信号监测值009904给料跟踪信号监测值009905系统故障编码:记录值000506当前定值009907控制输出信号P自动值009908最大出力料位（LM）自动值307009经济料位（LE）:自动值3070八、料位测量球磨料位测量原理示意图1 .测量原理：由于球磨机的转速是按照同样原则设计的，即钢球与筒体的分离点至球磨机轴心的半径，与垂直线的夹角为54.44。，因此尽管下同的球磨机半径、转速下一样

15、，但钢球的抛落运动轨迹的包络线和钢球的落点范围都是相似的。由于球磨机的转速是下变的，因此在钢球量稳定的条件下，钢球的落点处钢球撞击筒体所发出的声音即球磨机的音频信号，是严格反映料位的，利用这个特性可以实现料位测量*（见本章附注）。2 .测量过程：A.通过音频传感器拾取球磨机的音频信号，并将音频信号转变为交流电信号（10300mVAC：B.该交流电信号经1516端子输入到TCS-200,经过TCS-200内部电路处理后转变为直流电信号（05VD。：C.该直流电信号经A/D转换，送入单片微处理器成为音频信号并通过数码管显示（0099）:D.通过标定过程确定标定系数（0099）,并将标定系数通过按键

16、和数码管输入装置：E.根据音频信号和料位标定系数，单片微处理器软件换算出料位（0100%）:F.装置将料位通过数码管显示（0099）并通过后端子输出（010V或420mA,料位的测量。3 .标定过程：料位测量的标定过程就是分别确定空罐标定系数，并将两个系数输入到装置内的过程。料位为0时的音频信号为空罐标定系数，料位为99时的音频信号为满罐标定系数。3.1 先进行空罐标定，后进行满罐标定。6.2空罐标定：第一步：当磨处于正常工况时，停止给料1520分钟，将磨抽空：第二步：调整拨码开关S3s4的位置，使前面板十点电平亮灯数达到69个，第十盏灯下亮:第三步：调整拨码开关S8的位置，使前面板音频信号达

17、到7298,L灯下亮：第四步：记录此时的音频信号值，即空罐标定系数：第五步：将上达空罐标定系数输入装置，即修改参数00等于述空罐标定系数。3.3满罐标定：方法一：定量加料法：第一步：空罐标定后，根据具体条件制订方案，使磨出口不再出料：第二步：将料斗装满20渊位对应的物料，启动给料机给料直到料斗放空：第三步：使球磨机正常转动，直到音频信号稳定：第四步：修改参观数01即满罐标定系数，使料位等于20%方法二、实测法：第一步：当处于正常工况、音频信号稳定时，根据具体条件制订方案，同时停止球磨机、给料机并使磨出口不再出料：第二步：对球磨机内部物料和钢球的混合物水平进行测量：第三步：除去钢球体积计算出物料

18、体积，并将该体积换算成原始物料比重相应的体积：第四步：计算出球磨机内部空间容积，用上述原始物料比重相应的体积除以球磨机内部空间容积，计算出料位：第五步：启动球磨机，修改参娄数01即满罐标定系数，使料位等于上述计算出的料位。方法三、经验法：即根据历史标定数据，或根据同样结构、工艺流程、声学条件球磨机的经验数据，按照空罐标定系数和满罐标定系数的差值不变的原则，根据实测的空罐标定系数，推算出满罐标定系数。举例如下：某一球磨机历史标定数据为：空罐标定系数95,满罐标定系数27:运行一年后进行校准，实测得：空罐标定系数=91:根据历史数据的差值95-27=68,推算出：满罐标定系数=91-68=23。分

19、别将能数00和参数01,从95和27,改为91和23,即完成了标定。4.料位显示和输出：7.1料位显示：运行模式：四位数码管后两位始终显示料位（前两位显示料位值）：调试模式：按RT键，使四位数码管显示运行变量，当前两位显示00时,后两位显示料位。4.2料位输出：通过后端子C、D以420mA俞出，通过后端子17、18以010V输出。注：关于的音频信号测量的影响因素从理论上看，影响音频信号测量的因素有三个方面：钢球量、物料性质、环境噪音，但在工程上这些影响通常可以忽略，通过检测音频信号测量料位的可靠性是满足工程要求的，原因如下：A、 钢球量：由于实际运行中通过维持磨功率（或电流）可以维持钢球量的稳

20、定，而且钢球的运动轨迹和下落速度是不变的，因此对测量的影响可以忽略。B、 物料性质：运行中的球磨机所处理的物料的种类是一定的，音频传感器测点位置接近磨体中部，物料已经被破碎和处理（例如干燥），因此对音频信号的影响也可以忽略。C、 环境噪音：基于声学的指向性，距离衰减特性和非线性叠加特性这三个声学定律，使环境噪音对球磨机音频信号测量的影响，在工程上可以忽略。这与人们普遍形成的感性认识、习惯认识有很大的差距。具体来说，即：指向性：音频传感器灵敏度具有指向性，音频传感器的安装是面各球磨机的因此环境噪音的影响被削弱：距离衰减速特性：声音的拉播随距离的变化是按平方衰减速的，由于音频传感受器的安装位置距离

21、被测音频信号很近，而距离环境噪声源相对很远，因此环境噪音的影响被进一步削弱：非线性叠加特性：强声与弱声叠加时，弱声的作用将被子非线性的叠加规律作用而被子明显削弱，例如，声压为10Pa的声音与声压为1Pa声音叠加后声压公为10.04Pa,因此已经被削弱的环境噪音对音频信号的影响可以被忽略。九、自动控制本产品通过微处理器软件实现自动控制功能。在PID调节、控制输出保护基础上，根据不同的给定值确定方法，有四种自动控制方式。四种自动控制方式为“定值”即定值方式、：“跟踪”即跟踪方式、“最大”即最大出力寻优方式、和“经济”即最经济寻优方式。1 .自动控制方式的选择：球磨机正常运行过程中，通常应选则“定值

22、”控制方式。该方式的方式代码为03,料位定值通过参数07输入装置，并保持不变，使球磨机保持在恒定工况。“跟踪”控制方式仅用于定值需要随时改变的情况，如调试过程或直吹式的煤磨。该方式的方式代码为00,料位定值为投自动时的实际料位值，解除自动后自动消失。“最大”自寻优控制方式，用于寻找最大出力的料位定值，该方式的方式代码为01,料位定值初始值通过参数08输入装置。投自动后，装置自动改变定值，使给料机开度逐渐增大，经过13小时运行将达到最大出力的料位定值，该结果保留在参数08内。“经济”自寻优控制方式，用于寻找最经济出力的料位定值，该方式的方式代码为02,料位定值初始值通过参数09输入装置，磨功率信

23、号须接入J、K端子。投自动后，装置自动改变定值，使给料机开度与磨功率的比值逐渐增大，经过13小时运行将达到最经济出力的料位定值，该结果保留在参数09内*（见本章附注）。2 .与操作器的连接:TCS-200A、B实现给料自动控制需配接操作器。给料机控制器3 .PID调节：选才iPID方式的目的是实现自动控制的性能稳定和准确。为了最终选择较好的方式，可以先将PID方式设为比例方式（P）,选择Kp：再将PID方式设为比例积分方式（PI）,选择Ti;再将PID方式设为PID方式（PID）,选择Td、Kdo注意Kp为放大倍数，与比例带8成倒数关系。由于采用两位数码显示，显示值只能是0099之间的整数，实

24、际参数与数码管显示数据之间有如下的关系：实际开环放大倍数=Kp+10实际微分时间常数=TdX1秒实际微分广大倍数=KdX1实际积分时间常数=TiX10秒PID方式编码表PID方式编码方式00P01PI02PID4.控制输出保护:在自动方式下，装置的控制输出保护处于工作状态，当料位及料位相关量超出装置面板给定的上下限时，装置控制输出保护将动作，将给料速度减速至下限，以保证磨机不至堵罐：同时装置将发出越限报警信号，包括前面板异常指示（面板上Fail指示灯点亮）和外部声光报警：关给料机将使用权报警停止。观察变量数据，按换行键RT使数参政管显示故障编码05（见十、故障处理一览表、序号1）,根据故障编码

25、确定保护信息，再根据保护信息，采取相应的方法使变量数据恢复正常或消除设备故障，必要时可先将装置断电。控制输出保护动作的原因可能是运行点的变化，也可能是断料。功率和相关量变送器发生故障、音频传感器堵塞或损坏、装置故障，也是导致保护动作的可能原因。应根据实际情况加以判断。注：“最大”和“经济”自寻优控制方式，可用于调试过程中摸索最佳料位定值，在人员监视的条件下使用，正常运行中不采用同时由于球磨机多样化的工艺流程、设备和技术条件，本公司对该两种控制方式的效果并不提出承诺。十.故障处理故障处理一监表序号现象故障类型原因处理方法1FAIL灯亮控制输出保护动作变量数据显示0501（料位越限）变量数据显示0

26、502（功率越限）变量数据显示0503（相关量越限）检查线路，将料位、功率、相关量上下限设置为99和00,避免控制输出保护动作变量数据显示0504（断料）检查给料机是否断料，必要时重设断料门限2数码显示异常或按键功能无效单片机系统故障外界干扰使软件产生故障或硬件损坏按复位键（RS）进行复位：若无效将断料门限改为99,再按RS键，此时装置参数恢复为出厂值，若故障消除，请按原设置参数重新设置，否则为硬件故障如果为硬件损坏，请与厂家联系3正常运行时料位波动料位检测异常音频信号有电磁干扰检查音频倍屏蔽线，在现场侧应悬浮，装置侧应接16端，同时装置3和16端短路，3端接地良好4料位过高标定误差大，传感器

27、积灰、信号回路有问题、损坏检查对照运行卡片，是否为记录值，必要时进行重新标定检测装置15和16端音频信号是否为10300mV检测装置15和16端电阻，电阻在170±20左右正常若电阻小于10a,音频信号线路为短路，若电阻大于是1KQ,线路为开路检查线路，清理传感器积灰，若仍无效，则传感器损坏，请与厂家联系5料位过低标定误差人检查对照运行卡片，钢球量、定值、空载电流等是否为记录值，进行恢复，必要时进行重新标定6停磨后料位显示随机变化磨开关信号未输入检查对照运行卡片，钢球量、定值、空载电流等是否为记录值，进行曲恢复，必要时进行重新标定7自动调节波动自动调节异常标定小全理或PID参数设置不

28、佳，KP太小重新标定，或将PID方式放在02上，将KP适当调小8自动调节/、灵敏标定小合理或PID参数设置不佳，KP太小重新标定，或将PID方式放在02上，将KP适当调大9投自动有扰动自动控制输出与手动信号不T以操作器手动输出信号为准逐项检测须序如下：操作器手动显示有误差，应相应调节表头观察F-9端信号电压，检测跟踪回路线路观察变量04显示观察变量07显示检测A-B（N-21）输出，调节零位P11和满度P1或（P10和P2）操作器自动显示有误差应相应调节表头本装置的维护人员应仔细阅读装置的使用说明书，熟悉并掌握装置的使用方法及常见故障的排查当装置出现异常时，首先应排除直接原因，包括：接线、硬件

29、设置、软件设置，、是否被更改，如被更改，应先恢复，接线参照系统接线图，硬件设置参照相馆标定记录卡、开关设置，软件设置能照调试记录表，若上述无效，请参照故障一览表。维护人员应扫序进行故障的排查工作，以便快速、准确的查明故障原因并及时消除，保障装置的政党运行。十一、售后服务感谢贵厂安装了TCS-200系列球磨机料位监控装置，我公司将以完善的售后服务使该装置为贵厂的生产必挥最大的效力。球磨机料位监控装置自售出之日起保修一年。保修期内，若因产品质量问题出现故障，将免费提供维修备件：若因用户使用不当造成损坏、或使系统不能正常工作，将酌情收取工本费。保修期满后，我公司将对球磨机料位监控装置实行有偿维修服务。球磨机料位监控装置投入运行时，用户单位的有关操作和维修售售人员都有应熟悉该装置的使用维护说明书。装置投入运行后，用户如发现运行异常，应道德判断异常情况是否是因制粉系统故障或操作者误码操作引起的。如确认异常情况非上述原因引起，请及时与我公司联系，并将填写好的料位检测故障定位操作卡传真给我公司，我公司定将及时配合用户排除故障：必要时到现场处理问题。附件1:请参考使用维护说明书在磨运行过程中，抽空罐料位检测故障定位操作卡