1、系統結構
　　
　　系統結構如圖1所示。球磨機的振動聲音、電流、壓差信號分別取自各自的變送器，自動/手動狀態信號取自給煤機操作裝置的輸出接點，手動狀態時的跟蹤信號從給煤機操作器送入自動控制系統。振動聲音變送器使用探頭直接采集球磨機簡體的振動信號，然后經過放大、濾波和轉換，zui終輸出（4～20）mA或（1～5）V的標準信號送入I/O通道。這個部分可以對信號進行零點和滿度的整定。變送器的頻帶是5000Hz以下。I/O通道采用進口模塊，接收來自振動、電流和壓差變送器輸入的標準信號，經過A/D變換后轉換成數字信號送人工控機，再經過程序的處理，zui終送出標準的電流或電壓控制信號至給煤機手操器。從而達到料位自動控制的目的。
　　
　　系統采用研華工業控制計算機作為上位機，采用該公司生產的ADAM4000系列模塊作為A/D、D/A轉換器，同時采用性能可靠的變送器作為二次測量元件。
　　
　　球磨機料位自動控制系統結構見圖1，系統配置見圖2。　　
　　2、軟件編制
　　
　　控制系統軟件包括信號處理程序、PID調節程序和信號輸出程序3個部分。
　　
　　該系統輸入信號主要有磨煤機運行時簡體發出的音頻信號、磨煤機電機的電流信號和磨煤機筒體的差壓信號。這3個信號首先通過I/O通道的硬件濾波，進入控制系統后，又經過軟件的平均值和中值濾波，變成程序可用的信號。
　　
　　為了準確地反映球磨機內部的實際料位情況，需要建立一個較為準確的數學模型f＝f（Hz、dB、P、I）。根據現場采集信號的實際情況，發現當音頻信號、電流信號、筒體差壓信號所占份額為30:20:50時，系統能夠很好地反映磨煤機實際運行情況。控制方式采用PID控制算法。
　　
　　由于制粉系統屬于一種大時間滯后系統，所以只采用PI控制方式，比例常數選擇得較小（大約在0.1～0.2之間），積分常數選擇得較大（大約在30～40之間）。
　　
　　PID模塊的輸出zui終達到系統的輸出模塊，轉變成（4～20）mA或（1～5）V的標準信號送至給煤機控制器，控制給煤機轉速，從而達到控制球磨機料位的目的，實現對球磨機負荷的*控制。
　　
　　在手動方式下，系統輸出一直跟蹤手動輸出，這樣就做到了自動/手動的無擾切換。
　　
　　為了便于現場調試，本軟件還專門做了調試窗口，在此窗口可以改變所有的控制參數。
　　
　　該軟件可以實現以下基本功能：
　　
　　（1）球磨機料位的實時測量；
　　
　　（2）料位歷史趨勢圖；
　　
　　（3）球磨機料位*控制；
　　
　　（4）控制參數調整；
　　
　　（5）自動/手動無擾切換；
　　
　　（6）系統自檢功能；
　　
　　（7）軟件界面友好，多種料位顯示方式
　　
　　（8）抗干擾功能。
　　
　　3、投運情況
　　
　　大慶石化公司熱電廠5號爐為HG-410/9.8-MQ14型，四角切圓燃燒、固態排渣、自然循環爐。制粉系統為鋼球磨煤機（DTM-350/600）中間貯倉式，乏氣作為三次風送入爐內。
　　
　　投入球磨機料位自動控制系統前后進行了制粉系統常規試驗。從試驗結果來看，投入該系統之前，磨煤機出力為（35.6～37.4）t/h，制粉系統電耗為（32.1～33.4）（kW·h）/t；投入該系統之后，磨煤機出力為（45.6～47.4）t/h，較系統投入前有明顯提高，制粉系統電耗為（25.3～26.1）（kW·h）/t，較系統投入前有明顯降低。
　　
　　4、結論
　　
　　經過2個月的試運行，該系統運行平穩，數據真實可靠，運行人員操作量少，且畫面顯示直觀，取得了理想的效果。
　　
　　球磨機料位自動控制系統可以提高制粉系統效率，實現制粉系統的*控制；減少磨煤機啟停次數，降低鋼球和襯瓦的磨損，提高磨煤機設備的健康水平。從現場實際情況看，投入該系統后，一般能使磨煤機出力提高27.8％，制粉系統電耗降低21.8％。