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1引言
某煉鐵廠1#燒結(jié)機(jī)1號(hào)配料系統(tǒng)由14個(gè)配料圓盤(pán)及熱返礦組成。每個(gè)配料圓盤(pán)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(pán)”稱(chēng)量校準(zhǔn)。由于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有功能強(qiáng)、穩(wěn)定性高、維護(hù)成本低、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),傳統(tǒng)的組合儀表已逐漸被計(jì)算機(jī)所取代。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配料控制系統(tǒng)硬件構(gòu)成
配料自動(dòng)控制的目的是:
(1)在配料圓盤(pán)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。
(2)對(duì)生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控和數(shù)據(jù)報(bào)表的打印和管理。
配料控制系統(tǒng)原理見(jiàn)圖1,簡(jiǎn)介如下。

2.1配料秤
由于燒結(jié)配料現(xiàn)場(chǎng)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,這些條件對(duì)配料秤的環(huán)境適應(yīng)性提出了較高要求。并且燒結(jié)配料的連續(xù)生產(chǎn)和動(dòng)態(tài)稱(chēng)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(guò)對(duì)幾種型號(hào)配料秤的了解和對(duì)比,我們認(rèn)為STH-Ⅲ型皮帶配料秤各項(xiàng)性能指標(biāo)較為完善,具體優(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(chēng)量段長(zhǎng),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(chǎng)合,對(duì)不同配料特點(diǎn)有較強(qiáng)的適應(yīng)性。
(3)稱(chēng)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(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。
2.2控制器
適合現(xiàn)場(chǎng)的控制器從技術(shù)要求上講必須能夠?qū)崿F(xiàn)邏輯控制和回路控制功能,我們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)。
它的特點(diǎn)是:控制器的兩個(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),可下掛1～2個(gè)擴(kuò)展箱。
2.3控制器模塊
模塊是控制器與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)和信號(hào)傳輸?shù)耐ǖ?。本系統(tǒng)中共選用了4種模塊。
(1)高速模擬量輸入模塊
此模塊為8點(diǎn)輸入,它的轉(zhuǎn)換速率為33次/秒,能滿(mǎn)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(chēng)重的轉(zhuǎn)換,即把傳感器通過(guò)信號(hào)放大器輸出的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(pán)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。
(3)240VAC開(kāi)關(guān)量輸入模塊
此模塊為16點(diǎn)輸入,它檢測(cè)各個(gè)操作回路的輸入情況和輸入順序。
(4)24VDC開(kāi)關(guān)量輸出模塊
此模塊為16點(diǎn)輸出,用輸出的開(kāi)關(guān)狀態(tài)去控制各配料皮帶以及圓盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)與停止,報(bào)警功能也是通過(guò)開(kāi)關(guān)量輸出啟動(dòng)聲報(bào)警實(shí)現(xiàn)的。
3用戶(hù)軟件的編制
邏輯程序流程圖見(jiàn)圖2。

3.1系統(tǒng)邏輯起動(dòng)、停止
(1)緩料后各圓盤(pán)順序延時(shí)3秒鐘起動(dòng);(2)緩料時(shí)各圓盤(pán)順序延時(shí)3秒鐘停止;(3)各圓盤(pán)同時(shí)停止。
3.2邏輯運(yùn)算
(1)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
實(shí)際量=（采樣值-零點(diǎn)值斜率系數(shù)）/斜率系數(shù)
(3)計(jì)量
本次累計(jì)量=上次累計(jì)量+本次料量
(4)欠料報(bào)警
|實(shí)際量-給定值|/給定值X100%>10%
延時(shí)20秒開(kāi)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,各物料種之間的配比不變。某物料下料量=總下料量×配比
3.3過(guò)程調(diào)節(jié)
配料過(guò)程中,需改變某物料的下料量(即改變配比)時(shí),通過(guò)上位監(jiān)控站輸入具體的值,這一數(shù)值與圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的下料量比較差值來(lái)調(diào)節(jié)圓盤(pán)轉(zhuǎn)速,使之達(dá)到與給定的下料量一致。調(diào)節(jié)原理見(jiàn)圖3。

連續(xù)控制圖(CCC)執(zhí)行周期是0.5秒/8回路,本系統(tǒng)把給定、量化和邏輯運(yùn)算功能在梯圖3燒結(jié)配料調(diào)節(jié)原理圖形圖(Ladder)中完成后再把數(shù)值傳輸?shù)竭B控圖中進(jìn)行調(diào)節(jié),這體現(xiàn)了邏輯運(yùn)算的快速性和調(diào)節(jié)功能的簡(jiǎn)潔性。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試,PID調(diào)節(jié)器在運(yùn)行中能處于較好的調(diào)節(jié)狀態(tài)。

3.4其它功能
在監(jiān)控軟件中設(shè)有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù),通過(guò)組態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)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(huà)面上顯示出來(lái),反過(guò)來(lái),監(jiān)控畫(huà)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(shì)和過(guò)程實(shí)時(shí)趨勢(shì)都是在監(jiān)控軟件中實(shí)現(xiàn)的。
4結(jié)束語(yǔ)
燒結(jié)配料自動(dòng)控制系統(tǒng)投入運(yùn)行后,工作狀況良好,穩(wěn)定性、控制精度都達(dá)到了預(yù)期的目的,同時(shí)提高了設(shè)備的裝備水平。
(1)該系統(tǒng)減少了二次智能儀表這一中間環(huán)節(jié),在國(guó)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(jiǎn)單,調(diào)節(jié)過(guò)程過(guò)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(jiǎn)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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