引言
　　現(xiàn)代水泥工業(yè)，以其特有的原料、產(chǎn)品和生產(chǎn)方式，使其與計量控制特別是粉狀物料的計量控制有著密不可分的聯(lián)系。近年來隨著計算機控制技術(shù)和測量技術(shù)的迅速發(fā)展，現(xiàn)代科學技術(shù)的相互滲透，水泥工業(yè)中粉體物料的計量控制技術(shù)也得到了很大的發(fā)展。目前現(xiàn)代工藝流程設(shè)計的水泥廠中，一個先進的粉體物料控制系統(tǒng)已涵蓋了現(xiàn)代電子稱重計量、現(xiàn)代控制系統(tǒng)工程理論等多學科理論和交叉知識。

　　在現(xiàn)代新型干法水泥生產(chǎn)中，回轉(zhuǎn)窯窯尾生料粉輸送計量控制、窯頭和分解爐的煤粉輸送計量控制等一些粉體物料的計量控制，對水泥工業(yè)產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。因此如何保證粉狀物體在計量控制過程中的穩(wěn)定性、快速的響應能力和長短期精度，是目前每個水泥企業(yè)所必須面對和解決的問題。

１、粉體特性、工藝流程與計量控制

　　由于通過研磨后的粉體物料與它在塊狀或散粒狀態(tài)下的物理特性有著很大的不同，因此了解粉體物料狀態(tài)下的基本物理特性以及了解現(xiàn)代水泥工藝過程對粉體物料倉儲、輸送的形式和特點，是粉體物料計量控制的一個重要的基礎(chǔ)。

　　經(jīng)過研磨的粉狀物料在物料的流動性和自然堆積角這兩個方面，明顯的與塊狀或散粒狀物料不同。在水泥生產(chǎn)中使用的大多數(shù)粉狀物料的流動性受到水分和氣壓的影響最為強烈。通常物料水分增加使得粉體物料的流動性變差，表現(xiàn)在物料趨于粘聚并有較大的附著性，水分越大其附著性越強，流動性越差；而干燥或伴有氣流的粉狀物料的流動性極強，表現(xiàn)為物料趨于自溢（自流性），含氣量越大，其流動性越強。

　　水泥工業(yè)中粉體物料的過程倉儲作為整個工藝流程的一個過渡環(huán)節(jié)，對粉體物料的計量控制往往直接串級在這個過渡環(huán)節(jié)之后。因此不僅從計量控制上而且從工藝流程的要求上，都要求保證過程倉內(nèi)粉體物料的能夠順利卸料。過程倉內(nèi)粉體物料的流動性指標是物料能否流經(jīng)過渡倉順利卸料的一個重要參數(shù)。通常經(jīng)過干燥的煤粉或粉煤灰基本不具有附著性，一個設(shè)計合理的過程卸料倉，間或輔以少量的倉側(cè)充氣進行“破拱”，一般倉內(nèi)料拱無法形成，物料在倉內(nèi)的流動通常表現(xiàn)為整體流（倉內(nèi)物料整體流動），這類物料的卸料可以由物料的重力通過倉底自然卸料。然而經(jīng)過研磨后的生料粉體，在常態(tài)下帶由一定的附著性，加之生料倉儲庫容較大，表現(xiàn)為過程倉儲時間較長，也就是實壓時間常數(shù)較大，一般來說其流動性能較差，對于這類流動性較差的粉體物料的卸料，在實際中經(jīng)常采用庫側(cè)充氣破拱和庫底充氣助卸結(jié)合的方式，來保證倉內(nèi)物料的順利卸料。

　　由于粉體物料卸料方式的不同，造成了實際粉體物料在出倉時的流動性的巨大差異，也就是計量控制設(shè)備在受料時物料的流動性差異。對于需要充氣助卸然的粉體物料，充氣量的大小和氣流的速度對粉體物料的流動性影響都是非常之大的。在一些氣源變化頻繁的場合，有些傳統(tǒng)的粉體計量控制設(shè)備通常會產(chǎn)生波動，嚴重時會出現(xiàn)振蕩以至于無法工作。

　　因此從系統(tǒng)的角度去對待粉體物料的計量控制是現(xiàn)代粉體計量控制的一個很重要的特點。

２、粉狀物料計量控制的發(fā)展和應用

　　傳統(tǒng)的帶有時滯特性的采用調(diào)速螺旋絞刀（或調(diào)速分格輪或電動調(diào)節(jié)閥）加上固體流量計組成的簡單單回路調(diào)節(jié)的粉體計量控制系統(tǒng)在我國的水泥工業(yè)中有許多。其主要的計量控制方法是根據(jù)流量計（沖板、滑槽或沖板加滑槽方式）檢測出粉體物料的瞬時（或平均）流量，同時將測量出流量值與設(shè)定值比較，其偏差通過pid或其變種算法來調(diào)節(jié)螺旋絞刀的轉(zhuǎn)速，使物料的流量與設(shè)定值保持一致。

　　從控制的角度上看，通常此類調(diào)節(jié)裝置的穩(wěn)料性能一般較差，往往導致調(diào)節(jié)時的非線性；對于流態(tài)化較強的粉體物料甚至可能出現(xiàn)調(diào)節(jié)失控現(xiàn)象。另外對于這樣一種具有時間滯后的追蹤控制系統(tǒng)由于調(diào)節(jié)裝置與計量裝置的分離，造成流量計測量出的偏差在調(diào)節(jié)時物理上的時滯，并且如果物料流動性由于外部因素的干擾而產(chǎn)生變化時，其滯后時間往往亦將發(fā)生變化（尤其對電動流量閥與流量計組成的系統(tǒng)），使得系統(tǒng)在調(diào)節(jié)時除了考慮調(diào)節(jié)裝置非線性，還將考慮它的時變性。誠然這一切可以通過經(jīng)常性的人為改變其工況和過程調(diào)節(jié)參數(shù)得以修正，但明顯的作為現(xiàn)代工業(yè)計量控制系統(tǒng)它有著明顯的缺陷。

由于以上出現(xiàn)的調(diào)節(jié)裝置的非線性和計量與控制的分離而產(chǎn)生時滯這兩個問題，為了解決粉體物料的計量控制，人們開始從兩個方面開始著手研究，其一是改進調(diào)節(jié)裝置使其能在各種工況下保證粉體物料在調(diào)節(jié)方面的線性化或準線性化。其二是將計量裝置與調(diào)節(jié)控制裝置合二為一或保證在輸出“點”的合二為一。

　　目前具有代表性的兩大改進之一是采用密封式分隔轉(zhuǎn)子的粉體物料線性調(diào)節(jié)裝置。其基本原理是利用密封的水平分隔轉(zhuǎn)子抑制粉狀物體的自流動，粉體物料的運動完全由這個密封的分隔轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速來決定，通過調(diào)整分隔轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速來決定喂料量的大小。由此可以看出在保證物料容重（比重）一定時，喂料量與