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銅鼓風(fēng)爐配料的準(zhǔn)確度，取決于諸多環(huán)節(jié)和因素，但目前最關(guān)鍵也最難攻克的是：配料秤計量精度不高的問題。本設(shè)計采用靜態(tài)計量方式+動態(tài)計量方式相結(jié)合的新的配料計量方案，讓四種塊狀物料石英石、焦碳、轉(zhuǎn)爐渣采用靜態(tài)計量的料斗秤，兩臺銅精礦秤（一臺備用） 采用全懸浮式的電子皮帶秤。在總體方案上解決了這一大問題，可在具體的細(xì)節(jié)方面，也有很多內(nèi)容要研究，才能確保這種新模式的優(yōu)勢得到最大發(fā)揮，從而進(jìn)一步提高銅鼓風(fēng)爐配料的準(zhǔn)確度。
    1 提高靜態(tài)計量料斗秤的配料準(zhǔn)確度的方法料斗秤配料模式下，各種物料分別貯放在不同料倉，料倉給料一般采用電振給料、螺旋給料或星形給料等形式。計量一般采用計量倉，并配裝有壓式或拉式重力傳感器進(jìn)行力電轉(zhuǎn)換，信號經(jīng)二次儀表放大處理后接入PLC 或FCS 等來完成計量。在一些對時間要求寬的應(yīng)用場合，可以采用一個計量小車進(jìn)行統(tǒng)一計量，計量小車沿軌道運(yùn)行，依次定位到各料倉下按比例進(jìn)行物料配加。料斗秤的誤差來源主要有靜態(tài)誤差和動態(tài)誤差。
    1.1 料斗秤靜態(tài)誤差的解決方法
    靜態(tài)誤差是指配料系統(tǒng)中的稱重部分在非生產(chǎn)狀態(tài)下的稱重準(zhǔn)確度。它取決于秤斗的設(shè)計，傳感器的準(zhǔn)確度和線性，同一個秤斗上所有傳感器的一致性以及傳感器的安裝是否合理等等因素。
     （1） 傳感器的選購
    每一個料斗上的幾個傳感器的性能越一致越好。選購傳感器時不一定能買到性能完全一致的，這時需要加以補(bǔ)償。補(bǔ)償方法如下：在秤斗（空斗）安裝好后，先仔細(xì)調(diào)整各傳感器的受力情況，盡量使其均勻，然后分別測量各傳感器的輸出。如某個傳感器輸出低，就在該傳感器的輸入之間加一只數(shù)百KΩ 電阻，阻值應(yīng)仔細(xì)調(diào)整，使該傳感器的輸出與其它傳感器相同。相反，如輸出過高則在輸出之間加一只電阻，調(diào)整方法與前相同。傳感器的線性對靜態(tài)準(zhǔn)確度的影響也很大，在采購傳感器時必須加以注意，傳感器的線性誤差應(yīng)比要求的靜態(tài)準(zhǔn)確度小。
    （2） 傳感器的安裝
    料斗秤采用3 個傳感器懸掛秤斗。安裝秤斗時應(yīng)盡量讓每個傳感器受力均勻。傳感器的額定荷重之和應(yīng)大于系統(tǒng)最大荷重的50%。每個傳感器受力均勻的理想情況下效果最好。實(shí)際生產(chǎn)中鋪放在秤斗中的物料不可能完全均勻，如圖1 中r0是傳感器的內(nèi)阻，U 是傳感器受力后的輸出電壓，Δu 是其中某個傳感器因受力不均而產(chǎn)生的變化量，ri 是稱重儀表的模擬部分輸入電阻，運(yùn)用迭加法計算儀表獲得的a、b 兩點(diǎn)之間的信號電壓是（U+Δu/3）。所以并聯(lián)使用傳感器時，只要3 個傳感器的靈敏度、內(nèi)阻、線性等性能一致，即使傳感器受力稍許不均，稱重結(jié)果仍是準(zhǔn)確的。拉力傳感器在安裝時，上下都采用勾環(huán)連接，讓其自由懸掛，不受任何水平扭力及側(cè)向力約束，想。
    1.2 料斗秤的動態(tài)誤差
    這種誤差也叫配料秤的工作誤差，是指配料秤在帶料時的稱量值與配方給定值之間的誤差。料斗秤的動態(tài)誤差及解決辦法主要有以下幾種。
    （1） 喂料誤差
    喂料誤差主要是由于喂料器沒能適時停止喂料而產(chǎn)生的。一方面可采用快慢雙速給料方式，先快加料，到90%料量時再慢加，以達(dá)到每次下料量相等。且每次下完料后一定要自動清零。另一方面使喂料器出口與秤斗之間的垂直距離盡可能小，這樣可以降低物料的下落高度，也就是減小"空中料柱"。同時，在配料過程中，盡量讓所有的喂料口靠近秤斗中心排列，盡量先配用量大的物料，從而迅速提高秤內(nèi)的料面高度，減少喂料沖擊和物料偏心誤差。
    （2） 物料崩塌誤差
    崩塌的偶然性強(qiáng)，微機(jī)的自適應(yīng)功能有時難以作出正確的判斷，還會將這批誤差帶到下一批。控制這種誤差的方法，首先是喂料器出料口附近采用雙螺旋葉片，用以增加葉片的約束面和約束力。其次將靠近出料口的絞籠葉片遠(yuǎn)離出料口60～80mm，這樣能保證出料口的物料有一個斜面，不易崩塌。第三，可以讓喂料器出口微微仰起，使其具有3°～5°的仰角，利用重力控制物料的崩塌。
    （3） 沖擊誤差
    喂料器中的物料進(jìn)入秤斗總有一定的速度，落到秤斗時總存在一定的沖擊力，這種沖擊力又隨著物料不同，喂入量的不同，喂料的順序不同而改變，由此也將引起一定的誤差。在實(shí)際的控制過程中，首先是在秤斗中加入緩沖器，常用的是一種錐型散料器。一是可以減少沖擊力，二是可以使物料均勻分布在秤斗中。其次是增加配料秤的電腦軟件的自識別能力，過濾掉沖擊力，提高配料系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
    2 提高電子皮帶秤配料計量準(zhǔn)確度的方法
    2.1 稱重傳感器的選擇與連接
    稱重傳感器被喻為電子衡器的心臟，它的性能在很大程度上決定了電子衡器的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性。全懸浮式電子皮帶秤的傳感器應(yīng)根據(jù)實(shí)際的負(fù)荷進(jìn)行選擇，總負(fù)荷大于額定負(fù)荷的10～20％。選擇過大時，會造成信號空間過窄，信噪比小，導(dǎo)致計量準(zhǔn)確度差、波動大等后果。設(shè)計選用S型剪切式應(yīng)力傳感器，它能很好地抵抗橫向沖擊。傳感器與秤架的連接采用萬向關(guān)節(jié)軸承聯(lián)接，可有效地消除偏載的影響。受現(xiàn)場環(huán)境及安裝手段所限制，極易造成四個傳感器受力不均衡，選用靈敏度mv/v 一致的傳感器或通過調(diào)整靈敏度電位器使其相一致，以保證偏載時計量也不會受影響。
    2.2 限位裝置
    限位裝置又稱頂絲，在動態(tài)計量中限位裝置應(yīng)以主動限位為主。對此設(shè)計用兩對帶關(guān)節(jié)軸承的杠桿式限位裝置，成對使用，使秤架不致跑偏而影響計量準(zhǔn)確度。
    2.3 皮帶粘料對系統(tǒng)準(zhǔn)確度的影響
    運(yùn)輸濕度大的物料時，皮帶粘料對計量的影響非常大，尤其是冬季。如某銅精礦皮帶秤以0.60m/s 速度空載運(yùn)行兩圈共58S，因皮帶粘料，跳字151 個字，即151kg。故皮帶粘料有時可能成為最大的誤差來源。消除辦法是，可在主動輪前安裝舊皮帶做成的可調(diào)式刮料板清除粘料。
    2.4 變頻器調(diào)速系統(tǒng)
    傳統(tǒng)的滑差電機(jī)調(diào)速方式在低速時特性差、效率低；使用現(xiàn)場外部工作環(huán)境又很惡劣，工業(yè)粉塵很多，這些粉塵很容易進(jìn)入滑差電機(jī)內(nèi)部而出現(xiàn)磨損、卡死等現(xiàn)象，維修、維護(hù)麻煩，造成工作故障多，影響正常生產(chǎn)。根據(jù)所掌握的資料和使用現(xiàn)場情況，設(shè)計可編程序控制器控制變頻器調(diào)速系統(tǒng)，以無級變速變頻調(diào)速方式取代了老式的滑差調(diào)速方式。
    同時，PLC 控制的變頻器調(diào)速裝置，采用整機(jī)式同步雙調(diào)速變頻方式給料，從而使下料料層保持同一厚度、落料位置在同一部位，物料下落時對皮帶的沖擊力始終相等，進(jìn)一步減小了皮帶效應(yīng)的影響。
    2.5 測速裝置
    由變頻器內(nèi)的FMP(脈沖波形輸出)來替代測速傳感器。在不存在皮帶打滑的情況下，兩者數(shù)值是一致的。為此在主、從動輪上冷粘人字形溝紋橡膠板，并使用鼓型滾筒，以增加滾輪與膠帶的摩擦系數(shù)，從而有效地防止了皮帶跑偏，試驗(yàn)表明效果良好。
    3 配料系統(tǒng)誤差的控制
配料系統(tǒng)誤差主要是指由于電腦的軟件不能完全實(shí)際正確反應(yīng)配料情況而引起的誤差。
3.1 環(huán)境誤差
    主要有機(jī)械振動和電磁干擾等。由于機(jī)械振動和電磁干擾等而引起配料系統(tǒng)的不穩(wěn)定，使傳感器采集到的是虛假的數(shù)據(jù)。設(shè)計及安裝時，配料一次系統(tǒng)應(yīng)盡量遠(yuǎn)離振動大的設(shè)備，如制粒機(jī)、風(fēng)機(jī)等。遠(yuǎn)離強(qiáng)電磁場設(shè)備，并做好防止電磁場干擾的屏蔽措施及軟硬件濾波。對于現(xiàn)場諸如粉塵、煙霧、潮濕、高溫及噪聲等的影響，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場的具體情況配置有關(guān)的防護(hù)裝置，做好各種日常的定期維護(hù)保養(yǎng)工作。
    3.2 誤差控制的系統(tǒng)法則
    以上將各種情況單獨(dú)地作了分析。但在實(shí)際生產(chǎn)過程中，各種誤差聯(lián)合作用，而且是彼此影響，綜合體現(xiàn)。最重要的一點(diǎn)是，各種誤差只是最終誤差的一個環(huán)節(jié)，最終誤差是各種誤差的綜合反應(yīng)，往往又是某一個環(huán)節(jié)的最高體現(xiàn)，正如鏈條一樣，它的總承受能力總是那薄弱的某一個鏈環(huán)的體現(xiàn)。所以在盡量追求每個產(chǎn)生誤差因素的最小值時，更應(yīng)注意系統(tǒng)的最佳結(jié)合點(diǎn)，將系統(tǒng)的方方面面都盡量考慮到的同時，找到最優(yōu)方案，這一點(diǎn)比任何單一的工作更重要。
    4 配料系統(tǒng)的現(xiàn)場總線控制
    某銅廠年產(chǎn)6 萬噸銅的密閉鼓風(fēng)爐煉銅生產(chǎn)線。擁有三套鼓風(fēng)爐熔煉系統(tǒng)。每套系統(tǒng)的計量器具選用了主要由兩臺電子皮帶秤和四臺料斗秤等自動控制設(shè)備組成。全廠控制總點(diǎn)數(shù)約1500個，完成300 余臺電機(jī)起停，事故報警；120 多個熱工測點(diǎn)，記錄80 多點(diǎn)，趨勢50 多點(diǎn)。為保證系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性，該鼓風(fēng)爐煉銅系統(tǒng)采用了先進(jìn)的現(xiàn)場總線控制技術(shù)。

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