关键词：自动配料、自动控制

Abstract: This paper introduces working principle,and configuration of system,and how to solve the problems in applications.

Key words: Automatic proportioning、Automatic control

前言

　　众所周知，烧结厂配料系统是整个烧结生产的源头，它担负着所有烧结机的混合料供应任务，如果配料系统遇到问题，那么整个烧结生产都要被迫停止，而且配料系统的计算也要准确无误，因为烧结原料的种类多，配料成分随供货渠道的变化而变化，各单配料的配合比例也会根据生产的要求随时变化，而且在生产过程中，物料的黏度、比重、粒度及环境的温度、湿度的变化，也会严重影响下料的精度，因此，配料系统对于提高烧结矿的质量至关重要。

一、配料系统的工作原理

　　1、 配料原理

　　在冶金行业中,烧结矿成分稳定在炼铁工艺中起着非常重要的作用。其配比的准确性直接关系到烧结矿和炼铁的质量。在传统的烧结配料生产线上,主要依靠工人的“跑盘”抽样检查原料的配比,再进行控制,这样不仅速度慢、调节不及时, 而且准确性差。引入计算机控制以后,提高了控制速度和配比的准确性,减轻了工人劳动强度,稳定了烧结矿的化学成分。在烧结配料生产线上,变频器控制圆盘的转速,从而调节下料速度,原料经阀门落到称重皮带上,再落到总皮带上,各料仓的原料按比例在总皮带上混合后,送混料系统。圆盘下料量由称重传感器测量,信号为4～20mA,直接送Quantum的模拟量输入模块上，经控制器运算得到瞬时下料量和累计下料量，下料量给定与实际料流量经过PLC的PID控制器运算后，通过PLC输出4～20mA的信号给变频器上，形成闭环控制，从而使下料量精确。工艺流程如图1 所示。

　　如图配料系统工艺流程图：

　　2、配料系统控制原理图：

二、配料系统程序框图

　　配料系统电气部分

　　配料系统仪表部分

三、配料系统控制方式和控制模型

　　该配料系统中,自动配料有两种控制方式，本地控制和远程控制，本地控制是操作工根据生产要求和经验直接从上位输入配料设定值，远程控制是由模型计算得到各种配料的设定值，再根据每种物料的比例计算得到各料仓的配料设定值。

　　配料系统中最复杂和最重要、要求最高的要属模型计算，本系统主要使用一级模型：主要有烧结混合料量控制模型、燃料比率控制模型、 返矿比率控制模型等：

　　l 烧结机混合料量控制模型是为保持在线控制烧结机混合料仓中的料位为常数而设计的一级过程模型。

　　l 燃料比率控制模型是在线控制混合料中燃料的比率，模型充分考虑到碳元素和水分的含量，使烧结矿中碳的含量保持恒定，控制烧结生产中的固体燃料消耗。

　　l 返矿比率控制模型是使返矿在烧结混合料中的比率尽可能保持恒定。

四、电子皮带秤在配料系统中的应用

　　配料系统采用南京创丰的CF2001型电子皮带秤，其称重传感器的4～20mA信号直接引入QUANTUM的模拟量输入模块，因此，程序中作了校零、实物校验、零点鉴别、斜率修正等程序，相应的在上位机上的画面中也有每一个秤的校秤画面，校秤时，画面和现场配合完成。正常生产时，有时需要修改程序、系统升级改造以及一些意外的情况，要求PLC停止、重新下装程序，这样校称画面的一些设定值和计算值会丢失，使皮带称不能正常工作。这时，计量技术人员不得不重新进行人工校秤，配料系统共28个皮带秤，校秤操作手续烦琐，如果每次PLC断电都要重新校秤，那么势必会增加停机时间，影响生产的正常进行。实际生产中，可以将最新的每一个校秤画面拷屏、保存下来，当不得不停机时，不用重新校秤，直接在画面“手动置零”处，参照以前的保存文件输入校零值，在斜率输入框内输入每一个秤的斜率即可，只需几分钟的时间。因此在编制程序时，要充分考虑各种情况的发生，充分完善程序的功能。

五、配料系统软件配置和网络构建

　　1 软件配置：

　　Quantum PLC系统采用的编程软件是Concept 2.5,采用功能块的编程方式，Concept软件有32位模拟器，可以在线仿真。

　　服务器和上位监控软件采用施奈德电气Monitor Pro7.2，MP7.2采用ModBus TCP/IP通讯协议将各PLC系统连接起来，从现场设备采集数据，再从上位上显示出来，或从上位写数据到PLC上，有着可靠性、标准性、集成性、实用性和高效性的特点。

　　2、网络构建与通讯：

　　该系统由3层网络构成：以太网、MB+网、远程I\\O网。

　　l 以太网：

　　PLC主机通过140 NOE 771 10模块接到交换机上，交换机通过单模光纤与其他交换机连接成光纤环网，上位机也通过以太网接到交换机上。

　　l MB+网：

　　由于整个烧结系统的各PLC分布广，距离远，要通过MB+网络连接起来，Modbus Plus可组态个节点，节点的组态可通过Concept 软件的PeerCop来实现，每个组态的PeerCop指定一个寄存器，该寄存器长度为16位数字量，这种数据传输形式特别适合PLC之间传输状态信息以及Modbus Plus网络上分布式节点之间的通信。

　　l RIO网：

　　RIO网是一个高速（1.544Mb/s）局域网络，传输介质采用同轴电缆，在本系统中采用介质冗余的方式。当一个通道有通讯故障时，系统自动转到另一个通道，确保了PLC与远程I/O之间数据采集与控制的正常进行。

六、小结

　　在配料仪表系统的程序中，既有一级模型的计算，也有各种控制方式变换、各料仓物料的机动变化，因此该程序的编制和调试工作十分复杂，在维护工作中，也要充分熟悉、消化吸收程序的控制思想，才能在遇到故障和系统改造时，更加机动灵活、及时地解决问题，尽量减少停机时间。总之，该系统投运以来，运行良好，降低了操作故障率和工人的劳动强度，提高了劳动生产率。