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1引言
某煉鐵廠1#燒結(jié)機(jī)1#配料系統(tǒng)由14個(gè)配料圓盤及熱返礦組成。每個(gè)配料圓盤的起動(dòng)、停止均由人工對(duì)其單獨(dú)控制,下料量也由人工調(diào)節(jié)相應(yīng)的電位器后用“拋盤”稱量校準(zhǔn)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用,各行各業(yè)都已經(jīng)或正在研究計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化。傳統(tǒng)的組合儀表已逐漸被計(jì)算機(jī)取代,就鋼鐵行業(yè)的燒結(jié)配料而言,傳感技術(shù)和配料秤的不斷完善,加速了計(jì)算機(jī)在配料自動(dòng)控制中的應(yīng)用。
2配料自動(dòng)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(jì)算機(jī)統(tǒng)一控制,達(dá)到自動(dòng)控制的目的。配料控制系統(tǒng)原理如圖1所示。
2)對(duì)生產(chǎn)線實(shí)行集中監(jiān)控和數(shù)據(jù)報(bào)表的打印和管理。

3配料自動(dòng)控制系統(tǒng)的硬件構(gòu)成
配料秤由于燒結(jié)配料現(xiàn)場環(huán)境惡劣,物料水分大、粘性強(qiáng)、容易板結(jié)而使下料不暢,此條件對(duì)配料秤的環(huán)境適應(yīng)性提出較高要求。且燒結(jié)配料的連續(xù)生產(chǎn)和動(dòng)態(tài)稱量及各種物料的配比差別大等特點(diǎn),又要求配料秤具有很高的精度和穩(wěn)定性。通過對(duì)幾種型號(hào)配料秤的了解和對(duì)比,認(rèn)為STH-Ⅲ型皮帶配料秤各項(xiàng)性能指標(biāo)較完善,其優(yōu)點(diǎn)是:
①配料秤結(jié)構(gòu)合理該秤采用雙杠桿多托輥秤架結(jié)構(gòu),稱量段長,對(duì)不均勻物料“濾波”能力強(qiáng),秤架堅(jiān)固,抗干擾能力強(qiáng),秤架采用鑄鋼結(jié)構(gòu),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(yīng)于料量不均勻,物料容易偏載等場合,對(duì)不同配料特點(diǎn)有較強(qiáng)的適應(yīng)性;③稱量傳感器性能好選用了進(jìn)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(diǎn)。
2)控制器適合現(xiàn)場的控制器從技術(shù)
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(diǎn)是:控制器的2個(gè)并行處理器分別處理數(shù)字量和模擬量,最多32個(gè)回路、96個(gè)模擬量和640個(gè)數(shù)字量輸入輸出。操作、編程方便,能實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。
3)控制器模塊模塊是控制器與現(xiàn)場
設(shè)備數(shù)據(jù)和信號(hào)傳輸?shù)耐ǖ?。①高速模擬量輸入模塊此模塊為8點(diǎn)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(shí)現(xiàn)對(duì)物料稱重量的轉(zhuǎn)換,即把傳感器通過信號(hào)放大器輸出4～20mA模擬信號(hào)快速轉(zhuǎn)換為0～4095的數(shù)字信號(hào);②模擬量輸出模塊此模塊為4點(diǎn)輸出,它把PID調(diào)節(jié)器輸出的0～4095數(shù)字信號(hào)變換為4～20mA的模擬信號(hào),實(shí)現(xiàn)對(duì)圓盤轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié);③240VAC開關(guān)量輸入模塊此模塊為16點(diǎn)輸入,它檢測各個(gè)操作回路的輸入情況和輸入順序;④240VAC開關(guān)量輸出模塊此模塊為16點(diǎn)輸出,它輸出的開關(guān)狀態(tài)去控制各配料皮帶和圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)與停止,報(bào)警功能也是通過開關(guān)量輸出啟動(dòng)聲報(bào)警實(shí)現(xiàn)。
4用戶軟件的編制
1)系統(tǒng)邏輯起動(dòng)、停止如圖2所示。

①緩料時(shí)各圓盤順序延時(shí)3s停止,②各圓盤同時(shí)停止,③緩料后各圓盤順序延時(shí)3s起動(dòng)。
2)邏輯運(yùn)算①校零配料小皮帶空載運(yùn)行時(shí)秤體本身的預(yù)壓力稱為秤的零點(diǎn),由于生產(chǎn)過程中會(huì)引起秤體機(jī)械量的變化,所以系統(tǒng)需不定期校零。
零點(diǎn)值=單位時(shí)間內(nèi)采樣值之和/單位時(shí)間內(nèi)采樣次數(shù)和
②標(biāo)定:斜率系數(shù)是表征計(jì)算機(jī)內(nèi)部計(jì)算數(shù)據(jù)與實(shí)際配料量之間關(guān)系的一個(gè)比例系數(shù),標(biāo)定過程實(shí)際就是調(diào)整斜率系數(shù)的過程。
新斜率系數(shù)=顯示量/實(shí)際量×上次斜率系數(shù)
③計(jì)量
上次累計(jì)量+本次料量=本次累計(jì)量
④欠料報(bào)警
|實(shí)際量-給定值|/給定值X100%>10%
延時(shí)20s開始報(bào)警,并提示報(bào)警點(diǎn),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(shí),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(dòng)的下料量比較的差值來調(diào)節(jié)圓盤轉(zhuǎn)速,使之達(dá)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(yùn)算功能在梯形圖中完成后傳輸?shù)竭B控圖中進(jìn)行調(diào)節(jié),體現(xiàn)了邏輯運(yùn)算的快速和調(diào)節(jié)功能的簡潔性。PID調(diào)節(jié)器在運(yùn)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(shè)有實(shí)時(shí)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(bào)表、歷史趨勢和過程實(shí)時(shí)趨勢都是在監(jiān)控軟件中實(shí)現(xiàn)的。
5結(jié)語
燒結(jié)配料自動(dòng)控制系統(tǒng)投入運(yùn)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(hù)工作量大幅度減少,滿足了燒結(jié)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(shí)提高了設(shè)備的裝備水平,在國內(nèi)同行業(yè)中具有先進(jìn)性。②工藝流程圖直觀明了,操作簡單,調(diào)節(jié)過程過渡時(shí)間短。③該系統(tǒng)的成功應(yīng)用,極大地減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)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(huì)效益。

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