1771-DE電AB機(jī)IC693ALG2221771-DE電AB機(jī)IC693ALG2221771-DE電AB機(jī)IC693ALG2221771-DE電AB機(jī)IC693ALG2221771-DE電AB機(jī)IC693ALG2221771-DE電AB機(jī)IC693ALG2221771-DE電AB機(jī)IC693ALG2221771-DE電AB機(jī)IC693ALG2221771-DE電AB機(jī)IC693ALG2221771-DE電AB機(jī)IC693ALG2221771-DE電AB機(jī)IC693ALG2221771-DE電AB機(jī)IC693ALG2221771-DE電AB機(jī)IC693ALG2221771-DE電AB機(jī)IC693ALG2221771-DE電AB機(jī)IC693ALG2221771-DE電AB機(jī)IC693ALG2221771-DE電AB機(jī)IC693ALG2221771-DE電AB機(jī)IC693ALG2221771-DE電AB機(jī)IC693ALG2221771-DE電AB機(jī)IC693ALG2221771-DE電AB機(jī)IC693ALG2221771-DE電AB機(jī)IC693ALG2221771-DE電AB機(jī)IC693ALG2221771-DE電AB機(jī)IC693ALG2221771-DE電AB機(jī)IC693ALG2221771-DE電AB機(jī)IC693ALG2221771-DE電AB機(jī)IC693ALG2221771-DE電AB機(jī)IC693ALG2221771-DE電AB機(jī)IC693ALG2221771-DE電AB機(jī)IC693ALG2221771-DE電AB機(jī)IC693ALG2221771-DE電AB機(jī)IC693ALG2221771-DE電AB機(jī)IC693ALG222
1引言
某燒結(jié)廠現(xiàn)有90m2、105m2燒結(jié)機(jī)2臺(tái)、36m2燒結(jié)機(jī)五臺(tái)和中和料場(chǎng)1個(gè)，擔(dān)負(fù)著為煉鐵分廠提供高質(zhì)量燒結(jié)礦的任務(wù)，年產(chǎn)燒結(jié)礦近500萬噸，占高爐人爐料的80％左右。由于集團(tuán)公司鐵料品種繁多，成分穩(wěn)定性差，原料直接參加燒結(jié)配料，難以生產(chǎn)出高質(zhì)量燒結(jié)礦，從而制約企業(yè)的發(fā)展。為此，燒結(jié)廠于1997初建成了包括火車皮卸料、預(yù)配料、堆取料等功能的中和料場(chǎng)。
隨著燒結(jié)廠配料系統(tǒng)自動(dòng)化程度的逐步提高，工業(yè)對(duì)配料的要求也越來越嚴(yán)格，如果配料系統(tǒng)異常，會(huì)造成燒結(jié)礦礬礦率增加結(jié)礦率低，同時(shí)導(dǎo)致燒結(jié)礦消耗燃料上升，燒結(jié)礦應(yīng)有成分波動(dòng)較大過燒氧化等眾多問題。因此，完善燒結(jié)配料系統(tǒng)對(duì)提高工廠的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)至關(guān)重要。
2一次中和料場(chǎng)控制系統(tǒng)
本配料系統(tǒng)主要功能就是將煤粉、精礦、生石灰、鎂粉和一定數(shù)量的返礦和除塵灰等不同的原料品種按照一定的比例均衡地混配在一起，形成一種成分均一的物料。本套系統(tǒng)包括8自動(dòng)給料系統(tǒng)。按照給料的方式可以分為兩種：一種方式1號(hào)～8號(hào)采用小皮帶機(jī)拖料方式直接從旋轉(zhuǎn)的圓盤拖動(dòng)給料，通過調(diào)整電子皮帶稱的轉(zhuǎn)速和圓盤的轉(zhuǎn)速來控制給料量；為了防止造成污染和產(chǎn)生巨大灰塵，兩倉(cāng)均采用全密封結(jié)構(gòu)。中和料場(chǎng)配料控制系統(tǒng)如圖1所示。
為了保證瞬時(shí)總量實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的顯示在監(jiān)控室內(nèi)，特別安裝了9號(hào)一臺(tái)電子計(jì)量皮帶秤，準(zhǔn)確可靠的將配料的瞬時(shí)總料量傳送到主控室以供操作人員方便使用。此秤還有一個(gè)一舉兩得的功能：利用此秤來校驗(yàn)另外的8臺(tái)電子皮帶秤，每臺(tái)皮帶秤的積算儀皆有校驗(yàn)功能，由于9號(hào)秤的精確度高達(dá)0.01fs，而其他8臺(tái)秤僅有0.5fs，當(dāng)主控室里的操作人員準(zhǔn)備好后，就可以下料了，積算儀上的09p開始計(jì)數(shù)，同時(shí)9號(hào)秤也開始動(dòng)作，結(jié)束時(shí)兩者的積算儀都顯示一個(gè)數(shù)值，比較兩者的差值就可以計(jì)算出要校驗(yàn)秤的儀表系數(shù)。要保證那8臺(tái)秤計(jì)量準(zhǔn)確，必須保證9號(hào)秤的精確度保持在0.01fs（滿量程精度）之內(nèi)。
3智能電子皮帶秤
智能電子皮帶秤主要有稱量框架、荷重傳感器、速度傳感器以及環(huán)形皮帶、橡膠耳軸、調(diào)速電機(jī)、擺線針輪減速機(jī)、主從動(dòng)滾筒等組成。其中主體部分稱量框架是一臺(tái)皮帶給料機(jī)，采用兩組橡膠耳軸與支架相連，構(gòu)成秤架的支撐點(diǎn)，參見圖2。
3.1電子皮帶秤的工作原理
3.2電子皮帶秤的階躍響應(yīng)
3.3自動(dòng)配料系統(tǒng)的控制原理
安裝在稱量框架上的荷重傳感器感受皮帶上的物料的重量，并將此重量轉(zhuǎn)化為可測(cè)線性mv信號(hào)；安裝在電機(jī)尾部的速度傳感器檢測(cè)皮帶的瞬時(shí)速度，這兩個(gè)信號(hào)一塊送給sa-201智能電子積算儀，此儀表及可以動(dòng)態(tài)顯示物料的瞬時(shí)流量，又可以輸出與流量成正比的4～20ma電流信號(hào)，后將電流信號(hào)輸送給西門子的模擬量輸入模塊ai，又經(jīng)過plc的模擬量輸出模塊ao轉(zhuǎn)為4～20madc電流信號(hào)，此信號(hào)與設(shè)定值兩者的差值比較后送給變頻調(diào)速器，由變頻器的輸出信號(hào)來控制電機(jī)的頻率，從而來控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的快慢，也就控制了物料的瞬時(shí)流量，使物料的流量維持在設(shè)定值附近。
4 皮帶機(jī)雙調(diào)速控制系統(tǒng)
該機(jī)是一種具有電子稱重裝置的單機(jī)式計(jì)量輸送皮帶機(jī)，主要有主動(dòng)從動(dòng)滾筒、環(huán)形膠帶、擺線針輪減速機(jī)、物料擋板、稱重傳感器等組成。電子皮帶秤的信號(hào)輸入sa-201電子積算儀，經(jīng)過二次儀表而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)零、調(diào)間隔、掛碼標(biāo)定、靜態(tài)標(biāo)定、電流輸出及通訊功能。電子皮帶秤機(jī)械上設(shè)有跑偏裝置，確保皮帶機(jī)*運(yùn)行在良好狀態(tài)。支點(diǎn)采用無運(yùn)動(dòng)摩擦橡膠耳軸支撐，線形度好壽命長(zhǎng)防水防塵防腐性強(qiáng)，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，傳感器采用雙層充氮密封穩(wěn)定性好，不易損壞。這種雙調(diào)速圓盤配料皮帶秤雖然穩(wěn)定了輸送皮帶上的料層厚度，也有助于減少純滯后時(shí)間，可以減輕料量大幅度變化時(shí)的沖擊，但也存在一些薄弱環(huán)節(jié)：
（1）每臺(tái)秤將需要增加變頻調(diào)速裝置和光電編碼器及其處理單元等設(shè)備。這一方面會(huì)導(dǎo)致建設(shè)投資增大，另一方面也會(huì)增加故障點(diǎn)，使維護(hù)難度增大。
（2）增加了控制回路數(shù)量，編程和回路之間匹配的調(diào)試難度會(huì)有所上升。
（3）皮帶打滑成為了必須解決好的問題。另外，在工藝控制機(jī)理上，也尚有可斟酌的地方。其一，在配料過程中一種配方一旦確定，就不會(huì)經(jīng)常改變。控制回路的任務(wù)主要是抑制由物料的粘度、比重、粒度發(fā)生變化而引起的擾動(dòng)。而雙調(diào)速方案并沒有實(shí)現(xiàn)實(shí)質(zhì)性的改善。圓盤下料時(shí)出現(xiàn)的擾動(dòng)仍然會(huì)滯后一段時(shí)間后，才體現(xiàn)在瞬時(shí)流量的稱重信號(hào)上。其二，雙調(diào)速方案會(huì)加快抑制擾動(dòng)的過程，相當(dāng)于快速pi調(diào)節(jié)，可能較易引起系統(tǒng)振蕩。當(dāng)然，在雙調(diào)速設(shè)備的基礎(chǔ)上是有多種控制方案可選擇的，可以盡量揚(yáng)長(zhǎng)避短。目前看來雙調(diào)速方案尚處于試驗(yàn)推廣階段，還需要*大量的實(shí)踐考驗(yàn)。顯然主皮帶上瞬時(shí)料量中成分分配的準(zhǔn)確程度被*的弱化了，經(jīng)過2～3次這樣的混合過程，*可以說，混合料終的配料準(zhǔn)確性應(yīng)當(dāng)是由一定時(shí)間的主皮帶上累計(jì)料量中成分分配的準(zhǔn)確程度來決定的。由此可見，片面地追求圓盤配料秤的瞬時(shí)料量控制，由于受現(xiàn)場(chǎng)條件所限，困難很大，不但影響控制系統(tǒng)的配置和調(diào)節(jié)過程，而且對(duì)工藝來講，沒有多大的實(shí)際效果，反而加劇了系統(tǒng)的擾動(dòng)影響。所以，對(duì)圓盤下料量的控制，應(yīng)偏重于控制累計(jì)料量精度。
基于這一思路，我們對(duì)安鋼原料場(chǎng)圓盤配料秤的控制進(jìn)行了改造，參見圖4。安鋼原料場(chǎng)的圓盤配料秤配料系統(tǒng)進(jìn)行控制檢測(cè)，結(jié)構(gòu)形式是普通的方式，即變頻調(diào)速技術(shù)驅(qū)動(dòng)圓盤給料，由運(yùn)輸小皮帶上的稱重傳感器檢測(cè)瞬時(shí)料流量。小皮帶由恒速電機(jī)驅(qū)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)1周時(shí)間約為30s。考慮到累計(jì)料量的變化可能與小皮帶的循環(huán)周期有關(guān)，故取其旋轉(zhuǎn)周期的1/3，即以每10s作為一個(gè)大的控制周期，作為控制累計(jì)料量總的響應(yīng)周期。但又需處理好系統(tǒng)快速動(dòng)態(tài)抑制干擾的能力，所以又取每10s為一個(gè)快速的控制周期。整個(gè)控制回路使用通常的pi調(diào)節(jié)，控制流程原理框圖見圖這樣的控制方案充分利用了工藝所允許的條件進(jìn)行了靈活的數(shù)據(jù)簡(jiǎn)約處理。首先，10s內(nèi)的平峰數(shù)據(jù)處理，*地減弱了階躍突變的稱重?cái)?shù)據(jù)的影響，增強(qiáng)了控制回路的穩(wěn)定性。相應(yīng)的電氣、機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)極為平穩(wěn)。一般正常運(yùn)行時(shí)，圓盤變頻器的頻率瞬時(shí)變化均小于0.5hz，這一方面有助于運(yùn)輸小皮帶上的料層厚度穩(wěn)定，另一方面設(shè)備的磨損和故障都會(huì)大幅度下降。同時(shí)，由于不使用改變數(shù)據(jù)總量的濾波方法（如：均方差、剔除大小值等），而是使用取一段時(shí)間總值的平均值的方法，保證了累計(jì)料量的平衡，使得每一次瞬時(shí)料流量的檢測(cè)值都能如實(shí)的反映在累計(jì)料量的變化上；其次，10s周期的控制回路于累計(jì)料量控制，可充分試驗(yàn)確定權(quán)重系數(shù)，大大提高累計(jì)料量控制精度；第三，l0s周期的快速控制，也能根據(jù)權(quán)重系數(shù)在合理的程度上反映當(dāng)前檢測(cè)點(diǎn)上的物料變化，較好的實(shí)現(xiàn)了累計(jì)料量控制為主，瞬時(shí)料流量控制為輔的控制方案。
該系統(tǒng)由西門子s7-400與工控機(jī)組成，8臺(tái)電子配料皮帶秤及8臺(tái)圓盤給料機(jī)的手自動(dòng)開關(guān)、事故開關(guān)、運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)及電子配料皮帶秤的稱重輸出，s7-400輸出信號(hào)控制配料皮帶秤及圓盤給料機(jī)的啟停和圓盤給料機(jī)的轉(zhuǎn)速，s7-400與工控機(jī)之間通過rs-485串行通信電纜連接。同時(shí)，8臺(tái)電子配料皮帶秤的稱重抽出信號(hào)，8臺(tái)圓盤給料機(jī)的啟停號(hào)，8臺(tái)電子配料皮帶秤的啟停信號(hào)和一次配料系統(tǒng)皮帶的啟停信號(hào)均送人西門子輸入輸出模塊中，由二次配料系統(tǒng)主控室對(duì)其進(jìn)行組態(tài)、顯示，并對(duì)有關(guān)參數(shù)進(jìn)行報(bào)表打印，實(shí)現(xiàn)配料控制室對(duì)一次配料系統(tǒng)運(yùn)行狀況的監(jiān)視。
5結(jié)束語
一次中和料場(chǎng)基于西門子s7-400的自動(dòng)配料系統(tǒng)經(jīng)過詳細(xì)的論證和大量的實(shí)驗(yàn)證明是成功的，該系統(tǒng)運(yùn)行到目前運(yùn)行狀況良好，它不僅提高了燒結(jié)的自動(dòng)化水平，減少了維修工、操作工的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且會(huì)減少返礦率，提高局大的經(jīng)濟(jì)效益。因此值得借鑒這種控制方式。
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