李永華，葛路飛，苗祝梅，宋向陽(yáng)

（1.河鋼集團(tuán)邯鋼公司自動(dòng)化部，河北 邯鄲 056015；2.河鋼集團(tuán)邯鋼公司設(shè)計(jì)院，河北 邯鄲 056015；3.河鋼集團(tuán)邯鋼公司邯寶煉鐵廠(chǎng)，河北 邯鄲 056015）

0 引言

燒結(jié)礦由返礦、混勻料、溶劑（生石灰、白云石）、燃料（煤粉、焦粉）等混合后燒制而成。在燒結(jié)的生產(chǎn)中，配料環(huán)節(jié)非常重要，配料秤系統(tǒng)故障率高，運(yùn)行不穩(wěn)定，配料量誤差大，會(huì)導(dǎo)致混合料成分不穩(wěn)定，燒結(jié)礦的成品率降低，返礦量大，直接影響燒結(jié)礦的產(chǎn)量和優(yōu)質(zhì)品率，甚至影響燒結(jié)系統(tǒng)生產(chǎn)的穩(wěn)定運(yùn)行。要保證燒結(jié)系統(tǒng)中配料秤計(jì)量的準(zhǔn)確性和運(yùn)行的穩(wěn)定性，降低配料秤系統(tǒng)的故障率至關(guān)重要。

河北鋼鐵集團(tuán)邯鋼公司邯寶360 m2燒結(jié)有兩期配料秤系統(tǒng)，每期15 臺(tái)配料秤，所使用配料皮帶秤為成都光華配料秤，分為自校秤和非自校秤兩種。自校秤包括5 臺(tái)混勻料配料秤、4 臺(tái)溶劑配料秤（生石灰、白云石）、2 臺(tái)燃料配料秤，非自校秤包括2 臺(tái)返礦配料秤、2 臺(tái)除塵灰配料秤。配料秤為360 m2燒結(jié)機(jī)日常配料，24 h 運(yùn)行，集中在中控PLC 進(jìn)行啟停和配比控制。本文主要介紹光華配料秤在混勻料配料時(shí)的應(yīng)用情況。

1 光華配料秤簡(jiǎn)介

1.1 結(jié)構(gòu)

光華配料秤在燒結(jié)的混勻料應(yīng)用中，采用中間倉(cāng)預(yù)存料、拖料式配料秤，主要由硬件和控制系統(tǒng)組成。

硬件組成：預(yù)給料皮帶秤、預(yù)給料皮帶變頻器及電機(jī)、中間倉(cāng)、配料秤架、配料秤皮帶變頻器及電機(jī)、2個(gè)稱(chēng)重傳感器（并聯(lián)使用）、4 個(gè)倉(cāng)重傳感器（并聯(lián)使用）、測(cè)速編碼器、信號(hào)隔離轉(zhuǎn)換器、頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換器、繼電器和穩(wěn)壓電源等。

控制系統(tǒng)組成：西門(mén)子配料秤PLC 和觸摸顯示屏。PLC 包括CPU、通信模塊、模擬量輸入和輸出模塊等。

1.2 工作原理

1.2.1 中間倉(cāng)料位控制

物料存于儲(chǔ)料大倉(cāng)中，通過(guò)預(yù)給料皮帶把料下到中間倉(cāng)中，中間倉(cāng)的料斗直接坐在配料秤上，倉(cāng)重傳感器輸出一個(gè)與受力大小成正比例關(guān)系的mV 信號(hào)，經(jīng)信號(hào)隔離轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為mA 信號(hào)，輸入到配料秤PLC 中，經(jīng)過(guò)運(yùn)算后，可以得到中間倉(cāng)的實(shí)際料位，將其與中間倉(cāng)的料位設(shè)定值相比較，根據(jù)偏差值輸出4～20 mA DC 調(diào)節(jié)信號(hào)給預(yù)給料皮帶電機(jī)變頻器，據(jù)此控制電機(jī)，調(diào)節(jié)預(yù)給料皮帶的轉(zhuǎn)速，使中間倉(cāng)的料位與設(shè)定值基本保持一致[1]。

1.2.2 配料量控制

由中控PLC 設(shè)定控制配料流量值并發(fā)出配料秤啟動(dòng)信號(hào)，配料秤皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)。皮帶上的物料通過(guò)稱(chēng)重托輥?zhàn)饔迷诜Q(chēng)重傳感器上，稱(chēng)重傳感器輸出一個(gè)與受力大小成正比例關(guān)系的mV 信號(hào)，通過(guò)頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào)，和測(cè)速滾筒帶動(dòng)測(cè)速編碼器輸出的速度脈沖信號(hào)一起輸入到配料秤PLC 中，進(jìn)行運(yùn)算后得到配料秤的瞬時(shí)流量。將瞬時(shí)流量與設(shè)定流量相比較，根據(jù)偏差值，輸出4～20 mA DC 調(diào)節(jié)信號(hào)給配料秤皮電機(jī)帶變頻器，據(jù)此控制電機(jī)，調(diào)節(jié)配料秤皮帶的轉(zhuǎn)速，使瞬時(shí)流量與設(shè)定流量基本保持一致[2-3]。

光華配料秤工作原理方框圖如圖1 所示。

圖1 配料秤工作原理方框圖

2 燒結(jié)配料中配料秤常見(jiàn)故障及處理

2.1 常見(jiàn)故障1

配料秤的中間倉(cāng)料位波動(dòng)，預(yù)給料皮帶電機(jī)頻繁啟停，甚至變頻器跳停，中控?zé)o法再次自動(dòng)開(kāi)啟，需要檢修人員對(duì)配料皮帶電機(jī)變頻器進(jìn)行復(fù)位，影響配料。

故障原因分析：

1）外力影響?，F(xiàn)場(chǎng)有人在附近作業(yè)，偶爾讓秤架受力一下，使倉(cāng)重傳感器受力加大，中間倉(cāng)的料位高，實(shí)際中間倉(cāng)的存料量就會(huì)降低一些；作業(yè)人員離去后，秤架又卸力，使倉(cāng)重傳感器受力減小，中間倉(cāng)的料位又恢復(fù)到正常，使倉(cāng)重傳感器輸出信號(hào)波動(dòng)，造成中間倉(cāng)料位波動(dòng)。

2）倉(cāng)重傳感器壓料、卡蹭、供橋電壓、線(xiàn)纜破損等原因?qū)е缕漭敵鲂盘?hào)異常，造成中間倉(cāng)料位波動(dòng)。

3）倉(cāng)重傳感器故障，輸出信號(hào)有時(shí)正常，有時(shí)異常，造成中間倉(cāng)料位波動(dòng)。

4）信號(hào)隔離轉(zhuǎn)換器故障，輸出信號(hào)有時(shí)正常，有時(shí)異常，造成中間倉(cāng)料位波動(dòng)。

5）中間倉(cāng)料位控制的調(diào)節(jié)比例系數(shù)設(shè)置設(shè)定過(guò)小，導(dǎo)致預(yù)給料皮帶電機(jī)的變頻器調(diào)節(jié)過(guò)慢，當(dāng)料位測(cè)量值低于或高于設(shè)定值時(shí)，調(diào)節(jié)達(dá)到設(shè)定值的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致變頻器低頻率運(yùn)行時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，啟動(dòng)時(shí)頻率較低，電機(jī)的變頻器電流大。過(guò)大電流或持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)會(huì)超過(guò)設(shè)定保護(hù)上限，導(dǎo)致預(yù)給料皮帶電機(jī)的變頻器保護(hù)停機(jī)。

處理方法：檢修人員和作業(yè)人員、崗位人員做好溝通，作業(yè)時(shí)盡量避免觸碰到正在運(yùn)行中的配料秤；清理倉(cāng)重傳感器和秤架上的積料、更換供橋電源、用絕緣膠布和防水膠布對(duì)破損的線(xiàn)纜進(jìn)行包扎恢復(fù)；更換倉(cāng)重傳感器；更換信號(hào)隔離轉(zhuǎn)換器；將中間倉(cāng)比例系數(shù)設(shè)置值調(diào)大，縮短中間倉(cāng)料位實(shí)際值到達(dá)設(shè)定值的時(shí)間，減少變頻器低頻率運(yùn)行時(shí)間。

2.2 常見(jiàn)故障2

中間倉(cāng)溢料，造成配料秤停用。

故障原因分析：中間倉(cāng)零點(diǎn)跑了，設(shè)定值過(guò)大；倉(cāng)重傳感器故障，其輸出信號(hào)特別小或變化不靈敏；信號(hào)隔離轉(zhuǎn)換器故障，輸入信號(hào)和輸出信號(hào)不一致，且輸出信號(hào)大大小于輸入信號(hào)；線(xiàn)路故障。這些原因?qū)е聜}(cāng)重傳感器輸出信號(hào)小，達(dá)不到料位設(shè)定值，預(yù)給料皮帶就一直下料，從而導(dǎo)致中間倉(cāng)溢料。

處理方法：檢查中間倉(cāng)空倉(cāng)時(shí)料位顯示，手動(dòng)下半倉(cāng)料看中間倉(cāng)料位變化情況，若空倉(cāng)時(shí)，料位為負(fù)，需對(duì)中間倉(cāng)除皮。若料位變化正常，只是料位過(guò)高，調(diào)整中間倉(cāng)料位設(shè)定值即可；若中間倉(cāng)空倉(cāng)或帶料過(guò)程中料位顯示異常，檢查倉(cāng)重傳感器的輸出信號(hào)，對(duì)信號(hào)異常的倉(cāng)重傳感器進(jìn)行更換；更換信號(hào)隔離轉(zhuǎn)換器；修復(fù)線(xiàn)路故障。

2.3 常見(jiàn)故障3

配料皮帶秤上料流不成型或斷料，導(dǎo)致配料秤速度加大，超過(guò)正常值，配料秤瞬時(shí)量達(dá)不到給定量。

故障原因分析：中間倉(cāng)黏料多，中間倉(cāng)料位設(shè)定值不變，導(dǎo)致中間倉(cāng)的存料量降低；倉(cāng)重傳感器故障，其輸出信號(hào)遠(yuǎn)大于正常值；信號(hào)隔離轉(zhuǎn)換器故障，其輸出信號(hào)遠(yuǎn)大于正常值；儲(chǔ)料大倉(cāng)下料不順暢。

處理方法：清理中間倉(cāng)的黏料；黏料不多的情況下，可以暫時(shí)不清料，通過(guò)提高中間倉(cāng)料位的設(shè)定值，加大存料量；更換倉(cāng)重傳感器；更換信號(hào)隔離轉(zhuǎn)換器；及時(shí)使用振動(dòng)器，以使儲(chǔ)料大倉(cāng)順暢下料。

2.4 常見(jiàn)故障4

配料秤瞬時(shí)量波動(dòng)大，導(dǎo)致其配料精度誤差大。

故障原因分析：測(cè)速滾筒的扣瓦松動(dòng)、滾筒扣瓦輸出軸和測(cè)速編碼器之間聯(lián)軸節(jié)松動(dòng)，導(dǎo)致測(cè)速編碼器打滑、丟轉(zhuǎn)，其輸出脈沖時(shí)大時(shí)小，使配料秤瞬時(shí)量波動(dòng)大；測(cè)速編碼器故障，輸出信號(hào)存在波動(dòng)現(xiàn)象；中間倉(cāng)下料量存料少，導(dǎo)致下料不穩(wěn)定，忽大忽小，料流不成型，達(dá)不到配料秤流量設(shè)定值，皮帶速度超過(guò)正常值；稱(chēng)重托輥黏料或軸承壞，導(dǎo)致其轉(zhuǎn)動(dòng)不靈、上下跳動(dòng)，使稱(chēng)重傳感器輸出信號(hào)波動(dòng)；稱(chēng)重傳感器安裝處有卡蹭的地方，使稱(chēng)重托輥在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)存在沒(méi)有完全把力施加在稱(chēng)重傳感器上的情況；稱(chēng)重傳感器故障，輸出信號(hào)波動(dòng)；信號(hào)隔離轉(zhuǎn)換器故障，輸出信號(hào)存在波動(dòng)的現(xiàn)象。

處理方法：首先確認(rèn)是否是由測(cè)速信號(hào)故障引起的測(cè)量值波動(dòng)，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行手動(dòng)操作，中間倉(cāng)不下料，空開(kāi)皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)，查看速度脈沖信號(hào)是否穩(wěn)定，若速度脈沖信號(hào)顯示波動(dòng)，則查看測(cè)速滾筒扣瓦是否松動(dòng)、測(cè)速編碼器和滾筒扣瓦輸出軸之間的聯(lián)軸節(jié)是否松動(dòng)，及測(cè)速編碼器是否存在打滑、丟轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，若有，緊固扣瓦、更換聯(lián)軸節(jié)；若硬件均正常，進(jìn)一步檢查測(cè)速編碼器輸出信號(hào)是否正常，若不正常，更換測(cè)速編碼器；若測(cè)速信號(hào)正常，進(jìn)一步排查稱(chēng)重傳感器問(wèn)題。若是配料秤皮帶上料流不成型引起的波動(dòng)，按常見(jiàn)故障3進(jìn)行處理；如果稱(chēng)重托輥上有黏料，須清理掉；如果軸承壞，須更換稱(chēng)重托輥；去除稱(chēng)重傳感器安裝處卡蹭的東西；更換稱(chēng)重傳感器，以保證其輸出信號(hào)正常；更換信號(hào)隔離轉(zhuǎn)換器故障，以保證其輸出信號(hào)正常。

2.5 常見(jiàn)故障5

若現(xiàn)場(chǎng)配料秤配料量下得多或下得少，但中控顯示瞬時(shí)流量（設(shè)定流量）正常，導(dǎo)致配料秤計(jì)量誤差大。

故障原因分析：皮帶跑偏，導(dǎo)致稱(chēng)重傳感器受力加大，輸出信號(hào)大，配料秤就會(huì)降低配料量，以使配料秤瞬時(shí)流量與設(shè)定流量保持一致；由于各種原因，導(dǎo)致一側(cè)或兩側(cè)稱(chēng)重托輥高度降低，使稱(chēng)重托輥受力減小，配料秤就會(huì)加大配料量，以使配料秤瞬時(shí)流量與設(shè)定流量保持一致；稱(chēng)重托輥、耳板、變徑支撐桿或稱(chēng)重傳感器有卡蹭的地方，導(dǎo)致稱(chēng)重傳感器受力加大或減小，就會(huì)導(dǎo)致其輸出信號(hào)變大或變小，配料秤為保持瞬時(shí)流量與設(shè)定流量一致，就會(huì)減少或加大配料量；變徑支撐桿彎曲變形，導(dǎo)致耳板和秤架靠在一起，稱(chēng)重傳感器的受力就會(huì)減小，輸出信號(hào)也會(huì)降低，配料秤為保持瞬時(shí)流量與設(shè)定流量一致，也會(huì)導(dǎo)致實(shí)際配料量加大；稱(chēng)重傳感器故障或空載時(shí)，輸出信號(hào)不回零；有負(fù)載時(shí)，靈敏度低，輸出信號(hào)比輸入信號(hào)小很多[4]；信號(hào)隔離轉(zhuǎn)換器故障，輸出信號(hào)比輸入信號(hào)大或者小，配料秤為保持瞬時(shí)流量與設(shè)定流量一致，會(huì)導(dǎo)致實(shí)際配料量減少或加大。

處理方法：對(duì)皮帶進(jìn)行糾偏，可以給配料秤安裝糾偏裝置和皮帶張緊裝置，以防止皮帶跑偏；恢復(fù)稱(chēng)重托輥的高度，重新校準(zhǔn)皮帶秤零點(diǎn)，并進(jìn)行鏈碼校秤或?qū)嵨飿?biāo)定；去除稱(chēng)重托輥、耳板、變徑支撐桿或稱(chēng)重傳感器卡蹭的東西；更換變徑支撐桿，重新校準(zhǔn)皮帶秤零點(diǎn)，并進(jìn)行鏈碼校秤或?qū)嵨飿?biāo)定；更換稱(chēng)重傳感器，重新校準(zhǔn)皮帶秤零點(diǎn)，并進(jìn)行鏈碼校秤或?qū)嵨飿?biāo)定；更換信號(hào)隔離轉(zhuǎn)換器[5]。

2.6 常見(jiàn)故障6

配料秤皮帶上有料，中控顯示配料量為0。

故障原因分析：測(cè)速編碼器故障或聯(lián)軸節(jié)故障，導(dǎo)致速度信號(hào)輸出為0；稱(chēng)重傳感器故障，稱(chēng)重信號(hào)輸出為0；信號(hào)隔離轉(zhuǎn)換器或頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換器故障，導(dǎo)致其信號(hào)輸出為0。

處理方法：更換測(cè)速編碼器或聯(lián)軸節(jié)；更換稱(chēng)重傳感器；更換信號(hào)隔離轉(zhuǎn)換器或頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換器。

2.7 常見(jiàn)故障7

中控PLC 發(fā)出“啟動(dòng)”信號(hào)后，配料秤無(wú)法啟動(dòng)。

故障原因分析：配料秤就地操作箱轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)在“就地”位置，使配料秤無(wú)法接受遠(yuǎn)程控制；電氣設(shè)備故障，導(dǎo)致中控PLC 無(wú)法發(fā)出“啟動(dòng)”信號(hào)；繼電器故障。

處理方法：測(cè)量配料秤PLC 柜內(nèi)“備妥”DI 信號(hào)和“啟動(dòng)”DO 信號(hào)是否正常，若DI 信號(hào)和DO 信號(hào)正常，查看“備妥”和“啟動(dòng)”繼電器是否動(dòng)作，若不動(dòng)作，更換繼電器；若DI 信號(hào)不正常，通過(guò)中控PLC 程序查看“無(wú)法給出配料秤啟動(dòng)信號(hào)”的原因，排查配料秤就地操作箱轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)是否在“自動(dòng)”位置、電氣設(shè)備信號(hào)是否正常，并予以處理。

3 配料秤日常維護(hù)

定期對(duì)配料秤進(jìn)行點(diǎn)檢：根據(jù)中間倉(cāng)黏料情況，及時(shí)清理；皮帶掉下的料要及時(shí)清理，以免將倉(cāng)重傳感器和秤的下梁埋?。黄欠衽芷宛ち?；倉(cāng)重傳感器的球頭受力頂面與傳感器之間有無(wú)雜物；稱(chēng)重托輥轉(zhuǎn)動(dòng)是否靈活，高度是否變低，稱(chēng)重傳感器是否有卡蹭，變徑支撐桿是否彎曲變形，稱(chēng)重托輥、耳板有無(wú)傾斜，限位螺絲是否自由松動(dòng)；測(cè)速編碼器和測(cè)速滾筒的輸出軸是否同心，是否有丟轉(zhuǎn)的現(xiàn)象；觸摸屏上顯示的配料秤皮帶速度、稱(chēng)重載荷、預(yù)給料和配料秤皮帶電機(jī)的變頻器輸出信號(hào)等是否與實(shí)際情況大致相符。

定期對(duì)配料秤進(jìn)行零點(diǎn)標(biāo)定及鏈碼或?qū)嵨飿?biāo)定，如果誤差大，及時(shí)排查原因，以保障配料秤計(jì)量的準(zhǔn)確度。

4 結(jié)語(yǔ)

燒結(jié)配料皮帶秤是一種動(dòng)態(tài)物料稱(chēng)量設(shè)備，使用頻次多，故障或稱(chēng)量誤差大，直接影響著燒結(jié)礦的產(chǎn)量和成品率，對(duì)生產(chǎn)成本也有很大的影響。掌握配料秤的結(jié)構(gòu)、原理和常見(jiàn)故障排除方法，加上日常維護(hù)、定期校秤，定能為燒結(jié)的正常生產(chǎn)提供有力的保障。