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1引言
某煉鐵廠1#燒結機1#配料系統(tǒng)由14個配料圓盤及熱返礦組成。每個配料圓盤的起動、停止均由人工對其單獨控制,下料量也由人工調(diào)節(jié)相應的電位器后用“拋盤”稱量校準。隨著計算機技術的發(fā)展和廣泛應用,各行各業(yè)都已經(jīng)或正在研究計算機系統(tǒng)來實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。傳統(tǒng)的組合儀表已逐漸被計算機取代,就鋼鐵行業(yè)的燒結配料而言,傳感技術和配料秤的不斷完善,加速了計算機在配料自動控制中的應用。
2配料自動控制的目的
1)在配料圓盤和集料皮帶之間安裝配料皮帶秤,利用可控硅調(diào)速裝置,由計算機統(tǒng)一控制,達到自動控制的目的。配料控制系統(tǒng)原理如圖1所示。
2)對生產(chǎn)線實行集中監(jiān)控和數(shù)據(jù)報表的打印和管理。

3配料自動控制系統(tǒng)的硬件構成
配料秤由于燒結配料現(xiàn)場環(huán)境惡劣,物料水分大、粘性強、容易板結而使下料不暢,此條件對配料秤的環(huán)境適應性提出較高要求。且燒結配料的連續(xù)生產(chǎn)和動態(tài)稱量及各種物料的配比差別大等特點,又要求配料秤具有很高的精度和穩(wěn)定性。通過對幾種型號配料秤的了解和對比,認為STH-Ⅲ型皮帶配料秤各項性能指標較完善,其優(yōu)點是:
①配料秤結構合理該秤采用雙杠桿多托輥秤架結構,稱量段長,對不均勻物料“濾波”能力強,秤架堅固,抗干擾能力強,秤架采用鑄鋼結構,不易變形,穩(wěn)定可靠;②頭尾輪均采用鼓形輪,皮帶不易跑偏,適應于料量不均勻,物料容易偏載等場合,對不同配料特點有較強的適應性;③稱量傳感器性能好選用了進口西班牙充氮全密封傳感器,適于潮濕、多塵環(huán)境。具有精度高,綜合誤差小,線性度好,工作穩(wěn)定,使用壽命長等優(yōu)點。
2)控制器適合現(xiàn)場的控制器從技術
要求上必須是能夠?qū)崿F(xiàn)邏輯控制和回路控制功能,故選擇了介于可編程控制器和回路控制器之間的霍尼韋爾S9000小型集散系統(tǒng)。特點是:控制器的2個并行處理器分別處理數(shù)字量和模擬量,最多32個回路、96個模擬量和640個數(shù)字量輸入輸出。操作、編程方便,能實現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)的存儲。
3)控制器模塊模塊是控制器與現(xiàn)場
設備數(shù)據(jù)和信號傳輸?shù)耐ǖ馈＂俑咚倌M量輸入模塊此模塊為8點輸入,其轉(zhuǎn)換速率為33次/s,能滿足控制的要求。高速模擬量輸入模塊的功能是實現(xiàn)對物料稱重量的轉(zhuǎn)換,即把傳感器通過信號放大器輸出4～20mA模擬信號快速轉(zhuǎn)換為0～4095的數(shù)字信號;②模擬量輸出模塊此模塊為4點輸出,它把PID調(diào)節(jié)器輸出的0～4095數(shù)字信號變換為4～20mA的模擬信號,實現(xiàn)對圓盤轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié);③240VAC開關量輸入模塊此模塊為16點輸入,它檢測各個操作回路的輸入情況和輸入順序;④240VAC開關量輸出模塊此模塊為16點輸出,它輸出的開關狀態(tài)去控制各配料皮帶和圓盤的轉(zhuǎn)動與停止,報警功能也是通過開關量輸出啟動聲報警實現(xiàn)。
4用戶軟件的編制
1)系統(tǒng)邏輯起動、停止如圖2所示。

①緩料時各圓盤順序延時3s停止,②各圓盤同時停止,③緩料后各圓盤順序延時3s起動。
2)邏輯運算①校零配料小皮帶空載運行時秤體本身的預壓力稱為秤的零點,由于生產(chǎn)過程中會引起秤體機械量的變化,所以系統(tǒng)需不定期校零。
零點值=單位時間內(nèi)采樣值之和/單位時間內(nèi)采樣次數(shù)和
②標定:斜率系數(shù)是表征計算機內(nèi)部計算數(shù)據(jù)與實際配料量之間關系的一個比例系數(shù),標定過程實際就是調(diào)整斜率系數(shù)的過程。
新斜率系數(shù)=顯示量/實際量×上次斜率系數(shù)
③計量
上次累計量+本次料量=本次累計量
④欠料報警
|實際量-給定值|/給定值X100%>10%
延時20s開始報警,并提示報警點,由人工清除。
⑤比例控制即各物料的總下料量由某一數(shù)值變化到另一數(shù)值后,各物料之間的配比不變。
某物料下料量=總下料量×配比
3)過程調(diào)節(jié)配料過程中,需改變某物料的下料量(即改變配比)時,通過上位監(jiān)控站輸入具體的值,這一數(shù)值與圓盤轉(zhuǎn)動的下料量比較的差值來調(diào)節(jié)圓盤轉(zhuǎn)速,使之達到與給定的下料量一致。調(diào)節(jié)原理如圖3所示。

連續(xù)控制圖執(zhí)行周期是0.5s/8回路,系統(tǒng)把給定、量化和邏輯運算功能在梯形圖中完成后傳輸?shù)竭B控圖中進行調(diào)節(jié),體現(xiàn)了邏輯運算的快速和調(diào)節(jié)功能的簡潔性。PID調(diào)節(jié)器在運行中能處于較好的調(diào)節(jié)狀態(tài)。
4)其他功能在監(jiān)控軟件中設有實時數(shù)據(jù)庫,通過組態(tài)數(shù)據(jù)庫的塊可以獲得所定義的寄存器的量,這些塊的值也可以在監(jiān)控站畫面上顯示出來,反過來,監(jiān)控畫面上鍵入
的數(shù)值也可以傳送到指定的寄存器中去。
數(shù)據(jù)報表、歷史趨勢和過程實時趨勢都是在監(jiān)控軟件中實現(xiàn)的。
5結語
燒結配料自動控制系統(tǒng)投入運行后,配料精度都在95%以上,系統(tǒng)穩(wěn)定性有很大提高,維護工作量大幅度減少,滿足了燒結配料的生產(chǎn)需要。
①該系統(tǒng)用控制器取代了二次智能儀表,提高了系統(tǒng)集成度,同時提高了設備的裝備水平,在國內(nèi)同行業(yè)中具有先進性。②工藝流程圖直觀明了,操作簡單,調(diào)節(jié)過程過渡時間短。③該系統(tǒng)的成功應用,極大地減輕了工人勞動強度,簡化了作業(yè)程序,為生產(chǎn)管理提供了有效手段,具有很好的社會效益。

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