引言
烧结生产是钢铁生产中重要环节它包括原料配料混料烧结和成品系统等几方面原来系统采用简单单回路仪表控制无法实现对生产过程有效控制这里我们采用PLC 对其进行控制能够取较好控制效果.
1.自动配料系统
1.1 系统工艺要求
配料系统主要任务是按烧结机对物料需求量计算尧分配尧控制原料矿槽下料量以保证物料平衡和化学成分符合要求工艺上对控制系统要求是:
(1)实现各配料秤和集料皮带机顺序起停尧单机起停和同时起停
(2)实现各配料秤重量配比控制
(3)配比计算功能
总量和各台秤配比计算每台秤流量设定值
(4)流量计算功能
检测到重量信号和皮带速度信号计算一段时间内物料平均流量以此平均流量作为反馈量进行PID 调节
(5)报警功能
对经常出现故障如堵料尧皮带打滑尧电机过流过载等进行声光报警出现堵料情况时要求自动起动矿槽上振动器电机恢复下料后自动停振
(6)报表打印功能
人工干预和定时打印各种时报尧班报尧月报等报表
1.2 控制系统组成
控制设备选用德国某公司PLC 系列可编程序控制器每一配料系统都配有一台上位机和一台下位机数据通讯网络彼此相连下位机CPU 模板采用PLC SIMATIC S7 可编程控制器上位机采用台湾某公司工业控制机IPC系统配置软件有S7-400 编程软件和SIMATIC WinCC 全面开放新一代人机界面监控软件STEP 7-400 用于PLC 编程尧调试和生成各种程序文档SIMATIC WinCC 用于实现人机接口功能
1.3 系统软件设计
S某公司STEP7 系列指令系统功能非常强有丰富用于断续控制指令有很多运算和控制指令如PID 控制指令数据类型近十种包括整型尧实型等等这给编程带来很大方便控制软件采用梯型图语言编制编程时遵循软件工程规范结构化尧模块化原则把功能相对独立部分编制为一个子程序尽量减少子程序之间联系主程序依据不同条件调用各个子程序完成相应功能援软件部分包括:
(1)主程序
(2)顺序控制
(3)流量计算
(4)配比计算
(5)PID 调节
(6)故障处理
另外上电复位时CPU 自动调用故障例行子程序完成上电保护功能上述各个子程序中流量计算中数字滤波子程序非常重要直接以瞬时流量作为反馈量进行PID 调节那么物料流波动很大经常造成瞬时流量大幅度变化使调节过程不易平稳我们利用数字滤波子程序计算平均流量并以此作为反馈值
2.烧结系统
烧结机子系统将混合料经点火炉点火燃烧机上冷却成烧结矿并破碎使其成为合格高炉原料它是系统核心满足工艺常规流程控制外主要还有下列模拟量控制:
2.1 铺底料圆辊调速
控制铺底料料层厚度采用比率调节
2.2 混合料圆辊调速
控制烧结机料层厚度采用比率调节
2.3 铺底料给料机调速
预估铺底料矿槽料位变化调节铺底料料流量
2.4 冷却终点控制
调节烧结机机速使冷却终点温度控制一个人为设定值范围内
2.5 炉温调节
串级加比值调节温度调节器输出作为煤空回路串级输入温度环采用PID 调节煤空回路采用PI 调节并按一定工况所设定比值自动跟踪
2.6 物料平衡
使混合料槽物料进入量与烧结机需求量保持基本平衡采用模型来计算未来可能需要总配料量3.燃烧自动调节系统及其性能指标烧结燃烧系统是烧结工艺中影响产品产量和质量最直接和最关键环节稳定生产并保证烧结质量燃烧自动调节系统由三个分系统组成
3.1 系统:煤气总管稳压自动调节系统
可外部煤气管网工况将总管压力稳定4000Pa 或4500Pa 设定)因其检测点距离调节阀较近滞后小系统灵敏阶跃响应迅速
3.2 点火器温度自动控制系统
调节煤气阀门开度可控制点火器温度恒定1150益设定值上
3.3 空气煤气比例随动自动跟踪控制系统
调节空气调节阀阀门开度使进入点火器空气流量自动按设定空煤比系数跟踪煤气流量
4.成品处理系统
成品处理子系统负责把烧结矿按粒度分类一部分成品送高炉一部分返回烧结机作铺底料不合格品返回配料系统参与混合料配
比除流程联锁控制外本系统还有筛分(双层振动筛)流向选择控制烧结矿送高炉流向控制系统高炉操作条件一旦确认是要料烧结矿便能按控制流向到达目同时何时高炉输料皮带发生故障系统几秒钟内便能响应停止相应流程并保证其它流向正常工作
5.铺底料系统
铺底料子系统用来向烧结机提供均衡铺底料改善混合料烧结过程中透气性并对台车炉篦起一定保护作用该系统具有较大独立性与烧结机通讯给料设备供给铺底料使铺底料矿槽保持一定料位
6.结束语
本系统烧结厂自投产运行以来所设计功能均已投入使用精度尧稳定性及其它一些控制系统质量指标方面均能达到满意效果特别是配料总量自动跟踪尧混合料加水控制和小容量矿槽物料平衡控制对保证工况正常提高产品产量尧质量发挥了良好作用又编程主要采用了梯形图语言使用户容易掌握受到了用户热忱欢迎另外降低工人劳动强度改善生产环境等方面也取一定成效.

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