胡京盛，宋 華

（金冠銅業(yè)分公司，安徽 銅陵 244000）

1 引言

渣緩冷自動化控制技術在渣緩冷生產(chǎn)中意義重大，必要性簡述如下：提高渣緩冷場自動化控制水平，降低員工在緩冷場內(nèi)作業(yè)的時間和幾率，提高現(xiàn)場安全性，改善員工的工作環(huán)境；渣包能夠精準定位，自動運行到指定地點，運行過程可控，提高了穩(wěn)定性，減少了在人為操作時，渣包撞到噴淋水支架或包位擺放錯誤等主觀因素所帶來的誤操作；通過渣包溫變模型，實時監(jiān)測渣包整個空冷、水冷周期的溫度，結合數(shù)據(jù)分析處理算法，得到不同情況下銅的回收率，反推找出最佳的緩冷溫度，提高銅的回收率；根據(jù)渣包溫度模型，自動控制噴淋系統(tǒng)的打開或關閉，提高緩冷效率；自動判斷最可靠的空冷、水冷時間，防止操作不當引起轉(zhuǎn)爐渣放炮，威脅設備、職工安全；提高渣包使用效率，通過渣包溫度的監(jiān)控，精確控制渣緩冷時間，從而提高渣包使用效率。

起重機自動控制系統(tǒng)、自動噴淋系統(tǒng)的狀態(tài)及故障信息、視頻信號都將通過無線通信網(wǎng)絡，上傳至操作中心，并提供設備實時運行狀態(tài)及維修指導等信息。

2 渣緩冷自動化系統(tǒng)組成部分

渣緩冷自動化控制系統(tǒng)，主要由五個子系統(tǒng)組成：無線通信子系統(tǒng)、起重機自動控制子系統(tǒng)、自動噴淋水子系統(tǒng)、狀態(tài)及故障監(jiān)測子系統(tǒng)。

3 關鍵技術及實現(xiàn)方法

3.1 起重機智能定位技術

要實現(xiàn)渣包自動吊裝作業(yè)，對起重機大車、小車和吊具的靜止位置與運行位置進行智能定位。起重機智能定位采用條形碼定位檢測技術和電機編碼器。

圖1 渣緩冷自動化控制系統(tǒng)示意圖

其中起重機大車和小車條形碼定位檢測采用條形碼檢測傳感器，條形碼固定在大車軌道下方平臺和橋架主梁內(nèi)側(cè)腹板上，檢測裝置安裝在大車和小車上。起重機大車和小車運行時，不斷地與條形碼的位置值作比較，并將測量值反饋給起重機控制系統(tǒng)，形成閉環(huán)反饋控制，從而使起重機到達指定位置。

由于條形碼和檢測傳感器的固定，實現(xiàn)大車、小車位置檢測為絕對位移，不存在累加誤差，也不存在軌道和車輪磨損造成的誤差，因此可以滿足定位精度達到≤±5mm的精確要求。渣包吊具在垂直方向上的定位，是通過起升機構電機絕對值編碼器來實現(xiàn)的。由電氣控制系統(tǒng)中的主控制器實時讀取編碼器讀數(shù)并進行高度標定，這樣可以得到吊具升降的實際高度值。

3.2 起重機自動控制運行技術

為保證自動化操作的可靠性和穩(wěn)定性，起重機智能控制系統(tǒng)采用“專用控制器+變頻器”的控制模式，專用控制器根據(jù)記錄的渣包脫鉤時位置信息，通過與起重機位置值做運算，得出起重機需要運動的數(shù)據(jù)，并將計算結果通過通信協(xié)議傳送給起重機智能控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)控制起重機大車運行機構、小車運行機構運動，當運行至上次渣包脫鉤時的位置時，再借助特殊設計的輔助掛鉤和視頻信號安全吊裝渣包，并自動運行至渣堆場，完成自動倒渣的全過程。

圖2 起重機自動控制系統(tǒng)邏輯結構圖

在圖2所示的起重機自動控制系統(tǒng)邏輯結構圖中，系統(tǒng)邏輯結構由技術層、數(shù)據(jù)訪問層、表示層和應用層等四部分構成。

系統(tǒng)采用靈活性和開放性較高的分層軟件體系結構模式進行設計，在滿足系統(tǒng)功能需求和降低設計開發(fā)難度的同時，盡量保證系統(tǒng)具有高內(nèi)聚、低耦合的特性。在技術層中包括起重機智能定位和起重機自動控制兩部分，包含的關鍵技術有：起重機智能定位技術和起重機自動控制運行技術。數(shù)據(jù)訪問層通過對數(shù)據(jù)庫的訪問，實現(xiàn)對渣包空間位置數(shù)據(jù)、起重機狀態(tài)信息和位置數(shù)據(jù)等相關數(shù)據(jù)的讀取、存儲和實時更新。表示層，即主控制器控制人機交互界面，用戶通過交互界面，遠程控制起重機自動放包、自動倒渣，并實時監(jiān)控系統(tǒng)相關狀態(tài)信息。用戶層即監(jiān)控人員實時監(jiān)控系統(tǒng)自動運行狀態(tài)以及維護人員相應維護工作。

3.3 渣堆場積水檢測

在倒渣過程中，需為防止廢渣倒入渣堆場后出現(xiàn)爆渣情況，需提前檢測渣堆場積水，可通過超聲波液位傳感器來檢測渣堆場的積水，將傳感器數(shù)據(jù)上傳至主控制器中，通過軟件來自動判斷，并提示操作人員進行處理。

3.4 渣包溫控系統(tǒng)

當渣包放置到指定位置之后，進行空冷，并開始計時，空冷2小時，在空冷過程中，會實時監(jiān)測渣包溫度，結合空冷時間及渣包溫度兩個參數(shù)，來判斷是否打開或關閉對應渣包位置的噴水裝置進行冷卻。通過紅外測溫掃描儀測量渣包的溫度，并將溫度點圖通過無線網(wǎng)絡實時上傳至操作平臺。空冷結束之后，開始水冷，時間一般約40小時，在水冷過程中，會通過監(jiān)測的渣包實時溫度及水冷時間兩個參數(shù)來判斷水冷是否結束。水冷結束之后，通過起重機自動控制子系統(tǒng)起重機自動吊起渣包并運行至渣堆場倒渣，將空包子吊回至指定位置。

通過在起重機兩側(cè)的支腿上安裝紅外測溫掃描儀，起重機移動過程中，能夠?qū)崟r檢測整個渣包溫度，避免測溫點過少導致的溫度測量不準確的問題。

起重機每隔1個小時完成一次渣包自動巡檢過程，完整記錄每次巡檢過程中每個渣包的溫度數(shù)據(jù)。將每個渣包的溫度數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)分析，獲取渣包整個緩冷周期的溫度變化曲線；設定渣包的緩冷周期的溫度下限，并結合時間參數(shù)，判斷渣包的緩冷結束狀態(tài)；通過溫度隨時間變化的曲線模型，結合長時間的數(shù)據(jù)積累，進行深度學習，不斷完善時間溫度模型。通過建立的渣包溫變模型，可以精確地控制噴淋時間。

4 結語

渣緩冷自動化控制技術，能為有色冶煉企業(yè)實現(xiàn)自動化控制、完善金屬平衡管理、優(yōu)化過程單元控制、精準測算技經(jīng)及效益指標、節(jié)能降耗、降本增效以及企業(yè)精細化管理決策目的起到積極的推動作用，渣緩冷自動化控制技術在轉(zhuǎn)爐渣緩冷生產(chǎn)中意義重大。