李銳鋒

（山東省冶金設(shè)計(jì)院股份有限公司，山東濟(jì)南250101）

燒結(jié)配混料自動(dòng)控制系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用

李銳鋒

（山東省冶金設(shè)計(jì)院股份有限公司，山東濟(jì)南250101）

介紹燒結(jié)配混料自動(dòng)控制系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用，控制系統(tǒng)采用西門子S7-400系列PLC，實(shí)現(xiàn)配混料整個(gè)工藝自動(dòng)化控制，解決了生產(chǎn)過程中物料配比及混合料透氣性問題，從而提高燒結(jié)礦產(chǎn)品質(zhì)量。

配料控制混料水分控制西門子PLC

面對(duì)嚴(yán)峻的社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境，鋼鐵行業(yè)正面臨減產(chǎn)、節(jié)能、提高產(chǎn)品品質(zhì)等壓力。如何做好節(jié)能、提高產(chǎn)品品質(zhì)，就是要控制好鋼鐵生產(chǎn)過程中的各個(gè)環(huán)節(jié)。對(duì)燒結(jié)生產(chǎn)過程中，燒結(jié)配料及混合工序是燒結(jié)生產(chǎn)過程中重要一環(huán)，對(duì)提高燒結(jié)礦質(zhì)量和節(jié)能起到關(guān)鍵作用，本文介紹控制配混料自動(dòng)化控制系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用。

1 工藝流程

配混料是燒結(jié)生產(chǎn)工藝中的一環(huán)，工藝設(shè)備包括混勻鐵料倉、燃料倉、生石灰料倉、白云石料倉、返礦料倉、圓盤給料機(jī)、皮帶秤、混合皮帶、一次混合機(jī)、二次混合機(jī)等?；炫淞瞎に嚵鞒?根據(jù)工藝要求設(shè)定混勻鐵料、焦粉、生石灰、白云石和返礦配比，并設(shè)定總料量、選擇下料倉號(hào)、算出各倉設(shè)定下料量。在通過控制給料機(jī)下料，稱量皮帶稱量，混合料通過混料皮帶、一次混料機(jī)、二混皮帶、二次混料機(jī)、輸送皮帶到燒結(jié)機(jī)混合料倉。其在混料過程中，一次混合及二次混合時(shí)加水，配水系統(tǒng)根據(jù)混合料水分要求自動(dòng)配水。

2 控制系統(tǒng)組成

燒結(jié)配料自動(dòng)化控制系統(tǒng)采用集電氣、儀表、計(jì)算機(jī)（即三電）于一體的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，在生產(chǎn)過程中，完成生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)采集和初步處理，數(shù)據(jù)顯示和記錄，數(shù)據(jù)設(shè)定和生產(chǎn)操作，執(zhí)行對(duì)生產(chǎn)過程的連續(xù)調(diào)節(jié)控制和邏輯順序控制。通過人機(jī)接口界面進(jìn)行人機(jī)對(duì)話、修改過程參量并改變?cè)O(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)其控制的生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)視和控制，監(jiān)控畫面帶操作記錄，重要數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在歷史數(shù)據(jù)庫里保存。

控制系統(tǒng)主要由PLC硬件及軟件組成。硬件配置采用西門子S7-400系列PLC，上位機(jī)監(jiān)控站采用當(dāng)前主流配置工控機(jī)；系統(tǒng)軟件配置，操作系統(tǒng)軟件為WINDOWS 7，編程軟件為西門子STEP7，監(jiān)控軟件為西門子WINCC。

實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)所有聯(lián)鎖設(shè)備的順序啟停，并滿足工藝提出的相關(guān)生產(chǎn)功能要求。

在配料PLC室設(shè)置非冗余PLC系統(tǒng)，I/O采用遠(yuǎn)程站模塊化分布式I/O系統(tǒng)，完成系統(tǒng)上所有參數(shù)的數(shù)據(jù)采集及過程控制。

網(wǎng)絡(luò)配置圖見圖1。

圖1 網(wǎng)絡(luò)配置圖

3 控制功能

3.1 配料順序控制

配料混料設(shè)備聯(lián)動(dòng)，按照料流方向，逆啟順停。自動(dòng)操作選擇“順啟選擇”或者“齊啟選擇”，系統(tǒng)打到自動(dòng)位，點(diǎn)擊“配混啟動(dòng)”按鈕，梭式布料器，燒-1皮帶，轉(zhuǎn)2-1皮帶，二混滾筒，二混-1皮帶，一混滾筒，一混一皮帶，給料機(jī)和皮帶秤順次啟動(dòng)。給料機(jī)和皮帶秤控制模式分“順啟”與“齊啟”兩種。“順啟”是根據(jù)選中倉對(duì)應(yīng)的給料機(jī)和皮帶秤設(shè)備按倉號(hào)順序啟動(dòng)；“齊啟”根據(jù)選中的倉號(hào)對(duì)應(yīng)的給料機(jī)和皮帶秤設(shè)備同時(shí)啟動(dòng)。系統(tǒng)保護(hù)：“急?！睍?huì)使系統(tǒng)中的所有設(shè)備停機(jī)。

單倉下料量自動(dòng)控制系統(tǒng)框圖見圖2。

圖2 單倉下料量自動(dòng)控制系統(tǒng)框圖

3.2 配料量料單控制

配料量控制是根據(jù)燒結(jié)機(jī)用料量及混合料倉料位為依據(jù)，控制總料量。根據(jù)混合料成分、總料量、各料倉所占比例確定各倉下料量。

本料設(shè)置參數(shù)單分為選倉；總料量設(shè)定；單倉百分?jǐn)?shù)設(shè)定，料種自動(dòng)分配。1）選倉。點(diǎn)擊要選擇的倉，選好后會(huì)顯示綠色。2）總料量設(shè)定。對(duì)下料量的總量設(shè)定，也是其他倉下料量設(shè)定的基礎(chǔ)。

3）料種自動(dòng)分配。選擇自動(dòng)計(jì)算，在總配比欄設(shè)定每種料的下料量設(shè)定值，在其下部選擇自動(dòng)，在選擇的倉啟動(dòng)后，自動(dòng)根據(jù)稱量皮帶的運(yùn)行數(shù)量分配設(shè)定值，當(dāng)稱量皮帶停止時(shí)，設(shè)定值會(huì)自動(dòng)平均分配到其他運(yùn)行的倉。

自動(dòng)計(jì)算料量公式：

混勻料量=混勻料配比×配料總量。

單倉混勻料配比=混勻料量配比/N（N為稱量皮帶的運(yùn)行數(shù)量）。

單倉混勻料=單倉混勻料配比×配料總量。

3.3 混料配水控制

混料配水控制，在一次混合時(shí)加入水，在二次混合時(shí)加入熱水或者蒸汽，控制混合料水分含量?；旌狭纤挚刂剖墙⒃谠掀胶庥?jì)算的基礎(chǔ)上，通過輸入原料的凈質(zhì)量和濕質(zhì)量以及混合料的目標(biāo)水分，自動(dòng)計(jì)算出不同階段混合料的加水量。

其控制方式有兩種：一種以計(jì)算水為控制基礎(chǔ)來控制圓筒前的加水閥，即在整個(gè)配料過程中，對(duì)各種物料進(jìn)行累計(jì)計(jì)算，以此值作為測(cè)量值，與目標(biāo)值進(jìn)行比較，來控制加水閥門的開度；另一種是利用圓筒后的水分檢測(cè)儀測(cè)出混合料中的含水量，以此值作為測(cè)量值，與目標(biāo)值比較，來控制加水閥門的開度。當(dāng)二者有一方不精確時(shí)，可選擇另一方作為控制依據(jù)，如果二者皆可通過模型進(jìn)行修正計(jì)算來控制，亦可各取50%作為控制量。在一次混合、二次混合前都加水，一次混合是粗略加水，二次混合系精確加水。為了使二次混合加水更為精確，模型利用一次混合后測(cè)水值作為二次混合加水的參考值，從而形成前饋控制。

控制流程圖見圖3。

圖3 配水控制流程圖

4 結(jié)語

本控制系統(tǒng)在山東某鋼鐵廠燒結(jié)廠應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)配料控制精準(zhǔn)，混合料水分控制穩(wěn)定，對(duì)燒結(jié)礦品質(zhì)、成品率都有提高。同時(shí)燒結(jié)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，為企業(yè)提高產(chǎn)量、生產(chǎn)效率、人員工作效率作出貢獻(xiàn)，獲得用戶好評(píng)。

（編輯：苗運(yùn)平）

Development and App lication of Automatic Control System for Sintering M ixture

LIRuifeng
（Shandong Province M etallurgical Engineering Co.,Ltd.,Jinan Shandong 250101）

This paper introduces the development and application of automatic control system for sintering proportion and mixture.The control system uses SIEMENSS7-400 series PLC,realizes the automatic control of thewhole process of sintering proportion and mixture,and solves the problem of the ratio ofmaterial and the permeability ofmixture,so as to improve the quality of sintering products.

proportion control,moisture controlofmixture,SIEMENSPLC

TP273

A

1672-1152（2017）02-0067-02

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2017.02.25

2017-03-07

李銳鋒（1981—），男，碩士研究生，畢業(yè)于遼寧科技大學(xué)，現(xiàn)在山東省冶金設(shè)計(jì)院股份有限公司工作。