1引言
某炼铁厂1#烧结机1#配料系统由14个配料圆盘及热返矿组成。每个配料圆盘的起动、停止均由人工对其单独控制,下料量也由人工调节相应的电位器后用“抛盘”称量校准。随着计算机技术的发展和广泛应用,各行各业都已经或正在研究计算机系统来实现生产过程自动化。传统的组合仪表已逐渐被计算机取代,就钢铁行业的烧结配料而言,传感技术和配料秤的不断完善,加速了计算机在配料自动控制中的应用。
2配料自动控制的目的
1)在配料圆盘和集料皮带之间安装配料皮带秤,利用可控硅调速装置,由计算机统一控制,达到自动控制的目的。配料控制系统原理如图1所示。
2)对生产线实行集中监控和数据报表的打印和管理。

3配料自动控制系统的硬件构成
配料秤由于烧结配料现场环境恶劣,物料水分大、粘性强、容易板结而使下料不畅,此条件对配料秤的环境适应性提出较高要求。且烧结配料的连续生产和动态称量及各种物料的配比差别大等特点,又要求配料秤具有很高的精度和稳定性。通过对几种型号配料秤的了解和对比,认为STH-Ⅲ型皮带配料秤各项性能指标较完善,其优点是:
①配料秤结构合理该秤采用双杠杆多托辊秤架结构,称量段长,对不均匀物料“滤波”能力强,秤架坚固,抗干扰能力强,秤架采用铸钢结构,不易变形,稳定可靠;②头尾轮均采用鼓形轮,皮带不易跑偏,适应于料量不均匀,物料容易偏载等场合,对不同配料特点有较强的适应性;③称量传感器性能好选用了进口西班牙充氮全密封传感器,适于潮湿、多尘环境。具有精度高,综合误差小,线性度好,工作稳定,使用寿命长等优点。
2)控制器适合现场的控制器从技术
要求上必须是能够实现逻辑控制和回路控制功能,故选择了介于可编程控制器和回路控制器之间的霍尼韦尔S9000小型集散系统。特点是:控制器的2个并行处理器分别处理数字量和模拟量,最多32个回路、96个模拟量和640个数字量输入输出。操作、编程方便,能实现历史数据的存储。
3)控制器模块模块是控制器与现场
设备数据和信号传输的通道。①高速模拟量输入模块此模块为8点输入,其转换速率为33次/s,能满足控制的要求。高速模拟量输入模块的功能是实现对物料称重量的转换,即把传感器通过信号放大器输出4～20mA模拟信号快速转换为0～4095的数字信号;②模拟量输出模块此模块为4点输出,它把PID调节器输出的0～4095数字信号变换为4～20mA的模拟信号,实现对圆盘转速的调节;③240VAC开关量输入模块此模块为16点输入,它检测各个操作回路的输入情况和输入顺序;④240VAC开关量输出模块此模块为16点输出,它输出的开关状态去控制各配料皮带和圆盘的转动与停止,报警功能也是通过开关量输出启动声报警实现。
4用户软件的编制
1)系统逻辑起动、停止如图2所示。

①缓料时各圆盘顺序延时3s停止,②各圆盘同时停止,③缓料后各圆盘顺序延时3s起动。
2)逻辑运算①校零配料小皮带空载运行时秤体本身的预压力称为秤的零点,由于生产过程中会引起秤体机械量的变化,所以系统需不定期校零。
零点值=单位时间内采样值之和/单位时间内采样次数和
②标定:斜率系数是表征计算机内部计算数据与实际配料量之间关系的一个比例系数,标定过程实际就是调整斜率系数的过程。
新斜率系数=显示量/实际量×上次斜率系数
③计量
上次累计量+本次料量=本次累计量
④欠料报警
|实际量-给定值|/给定值X100%>10%
延时20s开始报警,并提示报警点,由人工清除。
⑤比例控制即各物料的总下料量由某一数值变化到另一数值后,各物料之间的配比不变。
某物料下料量=总下料量×配比
3)过程调节配料过程中,需改变某物料的下料量(即改变配比)时,通过上位监控站输入具体的值,这一数值与圆盘转动的下料量比较的差值来调节圆盘转速,使之达到与给定的下料量一致。调节原理如图3所示。

连续控制图执行周期是0.5s/8回路,系统把给定、量化和逻辑运算功能在梯形图中完成后传输到连控图中进行调节,体现了逻辑运算的快速和调节功能的简洁性。PID调节器在运行中能处于较好的调节状态。
4)其他功能在监控软件中设有实时数据库,通过组态数据库的块可以获得所定义的寄存器的量,这些块的值也可以在监控站画面上显示出来,反过来,监控画面上键入
的数值也可以传送到指定的寄存器中去。
数据报表、历史趋势和过程实时趋势都是在监控软件中实现的。
5结语
烧结配料自动控制系统投入运行后,配料精度都在95%以上,系统稳定性有很大提高,维护工作量大幅度减少,满足了烧结配料的生产需要。
①该系统用控制器取代了二次智能仪表,提高了系统集成度,同时提高了设备的装备水平,在国内同行业中具有先进性。②工艺流程图直观明了,操作简单,调节过程过渡时间短。③该系统的成功应用,极大地减轻了工人劳动强度,简化了作业程序,为生产管理提供了有效手段,具有很好的社会效益。

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