本文详细介绍山西焦化厂配煤过程中，由电子皮带秤称量系统、调节器、变频器及上住机构成的计算机控制系统的控制原理、系统组成及实现功能。
1，引言
配煤生产工艺是焦化行业焦炭生产过程的关键环节，配合煤的质量直接影响焦炭的质量。炼焦配合煤是利用多种不同性质的单种煤按一定比例配合而成，因此．控制好配煤比具有极其重要的意义。
2，现有设备在生产过程中存在的问题
(1)在用设备陈旧简陋，采用加减圆盘给料机套筒、增加减小转盘刮板开度，人工调节给定量。这种操作方法落后、不可靠、精度低；煤的流量大小受煤塔煤量、转盘刮板机速度或套简开度的影响，人工控制转盘刮板或套筒开度，必然精度低，影响配比的准确性。
(2)用人工跑盘称量的方法来计算检测配比量，造成劳动强度大，检测结果滞后，不能及时地进行配比调节；在要求小量配比量的情况下，无法实现。
3，自动配煤系统的构成
我山西焦化厂对3焦炉使用的1～9配煤槽进行自动配煤改造，自动配煤系统于1998年3月投入使用，取得了良好的效果。
国内焦化行业配煤采用自动控制系统的较多，基本都由两太部分组成：检测部分和控制部分。检测部分有皮带电子秤、冲板流量计、核子秤等不同形式；控制部分有振动给料机、可控硅调速、滑差电机调速等形式。根据山西焦化厂的煤种和设备的实际情况，检测部分选用皮带电子秤，控制部分选用变颓调速器。
3·1，DCS系统组成
DCS系统的硬件组成如下图所示，主要由5部分组成。
①JGc-49喂料秤
称量系统是自动配煤系统的关键，测量的准确与否直接影响控制精度。本系统选择了徐州三原公司的JGC～40喂料秤，它有两个特点：称重桥架部分独具特色的杠扦设计采用柜形结构使表面积灰达到最小，刚性强；秤的支点采用特制无磨擦橡胶支点，具有防水、防蚀、防震等特点。传力结构为一次传力，无配重，减少非线性误差。传感器为二次密封，在安装、使用、维修时减少损坏因素速度传感器连接在从动滚筒上，消除了皮带打滑所产生的误差。
②二次仪表(201积算器)
全数字化操作，数字处理、积分、累加具有最佳无漂移的稳定性，所有指令全部通过按键输人，简单方便，而且皮带秤仪表对故障有自检和记录功能，并带有RS232、RS485通讯接口。输运机部分采用硫化接头环形胶带，主从动滚筒为包胶鼓形，一次调整不跑偏，可减小对计量的影响。
(3)WEST-8100调节器
采用从英国WEST公司进口的8100型智能调节器，具有可选的P、PI、PID等控制方法、自整定自适应功能、半双工通讯接口RS一485、手动／自动无扰切抉、本地／远程设定值输入功能、内部参数停电保持等主要功能。
④ACSS01变频器
ACS501变频器为ABB公司生产，采用新颖的高速开关元件IGBT、高功能16位微处理器，运用PWM控制方式。内部参数为三级菜单，操作方便，具有强大的应用宏程序，频率范围宽、调速稳定、启动力矩小。
⑤PLC(可编程逻辑控制器)
采用欧姆龙CQM1型，具有体积小、速度高、柔性化等特点，在配料过程中主要进行可逆皮带秤机位置转动方向、报警灯指示、运行指示、称重喂料／给料设备的启／停、料头、料尾的处理。
⑥上位机
采用研华IPC一610工控机，主要与201积算器进行通讯．实现数据管理功能，与8100调节器进行通讯．实现自动计算和下达配比功能。
3·2，DCS系统工作原理
本配料系统依据计算机集做控制系统的构成原则而设计，即控制分级、危险分散、管理集中。其基本工作原理为：在圆盘给料设备下方安装的皮带电子秤完成物料的计量变速工作，当物料通过秤体时，重量信号和速度信号被送到二次仪表，通过信号放大一A／D转换一运算得出流量和累重，同时输出一个正比于流量的4—20mA电流信号到多功能调节器，诃节器经过PID运算输出一个4—20mA的电流调节信号给变颡器，由变频器调节圆盘电机的转速，以实现给料量的大小。
在系统中实现控制主要由诃节器或上位机下达配比量。对测量出的物料流量与设定量进行比较，由调节器给出一个调节量给变频器，调节圆盘的电机转速，根据需求量的大小调节给定量的大小，通过整个闭环系统的反复调节直到最佳控制状态。
可编程控制器实现整个系统的联锁，使系统运行起来更加可靠，工业PC通过网络分别对皮带电子秤、调节器、PLC进行通讯，PC机按配料工艺实现过程以动态画面形式反映上料、配料、送料及相关设备的运行状态，运行中出现超限故障时，将出现汉字报警提示，井启动报警器(声、光)报警，或者停机或换仓。
3·3，系统软件(包括C语盲、UCDOS汉字系统、工业网络通讯软件)
山西配煤系统软件担负着数据采集与控制，包括201仪表、调节器及PIC的数据采集与整理，有存储、显示、打印、报表、核定、现场小车位置、科仓料位、下达配比等功能。系统软件采用集成界面，提示用户可采用的功能组态。用户只需进行简单的操作，便可以使用及熟悉本系统，在程序设计中采用模块化方式，使程序可读性强、移植性强。具体功能有：系统画面、多功能菜单、控制状态、历史趋势、配比、故障登录、打印报表、帮助信息等。
3-4，系统主要性能指标
①单机电子皮带秤计量精度：±1／200
②系统控制精度：±1／l00
③系统最大配煤能力：500t／h
④工业网络配置：波特率：375kbps／62．5kbps；传输距离：1．2km；节点数：28点
4，使用效果
本配煤系统无需人工跑盘进行测量，大大提高了测量精度，能快速准确地按配比量要求进行配量；同时，套筒可提升至最高位置、圆盘刮板调到最大开度，这样可大量减少断流量和堵塞现象。由于应用变频调速技术，可进行人工无法调整的大配量或小配量的操作，单机最小配量可达200克／秒。系统可在几分钟内改变配比，大大缩短了人工跑盘进行配比调节的时间，能较好地适应配比频繁改动和煤槽更换的变化，同时可降低工人的劳动强度，提高劳动生产率，变频器的应用可节约电能，减小对电机的伤害利用上位机下达配比时，在一个或多个煤槽发现断流或流量减少时，计算钆可根据下达的配比量迅速自动调整其它煤槽的相应的配量，确保配比的准确可靠，这是人工无法实现的功能。本系统自投运以来，测量准确，控制效果良好。配煤准确度达到100%，比人工跑盘提高了10%，为稳定3焦炉的焦炭质量起到了重要作用。

作者：邱灿洪

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