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DCS集散自动控制系统在安钢烧结厂的应用

信息时间:2012-07-10 信息来源:西部工控网

      1引言

      某烧结厂现有90m2、105m2烧结机2台、36m2烧结机五台和中和料场1个,担负着为炼铁分厂提供高质量烧结矿的任务,年产烧结矿近500万吨,占高炉人炉料的80%左右。由于集团公司铁料品种繁多,成分稳定性差,原料直接参加烧结配料,难以生产出高质量烧结矿,从而制约企业的发展。为此,烧结厂于1997初建成了包括火车皮卸料、预配料、堆取料等功能的中和料场。

      随着烧结厂配料系统自动化程度的逐步提高,工业对配料的要求也越来越严格,如果配料系统异常,会造成烧结矿矾矿率增加结矿率低,同时导致烧结矿消耗燃料上升,烧结矿应有成分波动较大过烧氧化等众多问题。因此,完善烧结配料系统对提高工厂的技术经济指标至关重要。

      2一次中和料场控制系统

      本配料系统主要功能就是将煤粉、精矿、生石灰、镁粉和一定数量的返矿和除尘灰等不同的原料品种按照一定的比例均衡地混配在一起,形成一种成分均一的物料。本套系统包括8自动给料系统。按照给料的方式可以分为两种:一种方式1号~8号采用小皮带机拖料方式直接从旋转的圆盘拖动给料,通过调整电子皮带称的转速和圆盘的转速来控制给料量;为了防止造成污染和产生巨大灰尘,两仓均采用全密封结构。中和料场配料控制系统如图1所示。

      为了保证瞬时总量实时准确的显示在监控室内,特别安装了9号一台电子计量皮带秤,准确可靠的将配料的瞬时总料量传送到主控室以供操作人员方便使用。此秤还有一个一举两得的功能:利用此秤来校验另外的8台电子皮带秤,每台皮带秤的积算仪皆有校验功能,由于9号秤的精确度高达0.01fs,而其他8台秤仅有0.5fs,当主控室里的操作人员准备好后,就可以下料了,积算仪上的09p开始计数,同时9号秤也开始动作,结束时两者的积算仪都显示一个数值,比较两者的差值就可以计算出要校验秤的仪表系数。要保证那8台秤计量准确,必须保证9号秤的精确度保持在0.01fs(满量程精度)之内。

      3智能电子皮带秤

      智能电子皮带秤主要有称量框架、荷重传感器、速度传感器以及环形皮带、橡胶耳轴、调速电机、摆线针轮减速机、主从动滚筒等组成。其中主体部分称量框架是一台皮带给料机,采用两组橡胶耳轴与支架相连,构成秤架的支撑点,参见图2。

      3.1电子皮带秤的工作原理

      3.2电子皮带秤的阶跃响应

      3.3自动配料系统的控制原理

      安装在称量框架上的荷重传感器感受皮带上的物料的重量,并将此重量转化为可测线性mv信号;安装在电机尾部的速度传感器检测皮带的瞬时速度,这两个信号一块送给sa-201智能电子积算仪,此仪表及可以动态显示物料的瞬时流量,又可以输出与流量成正比的4~20ma电流信号,后将电流信号输送给西门子的模拟量输入模块ai,又经过plc的模拟量输出模块ao转为4~20madc电流信号,此信号与设定值两者的差值比较后送给变频调速器,由变频器的输出信号来控制电机的频率,从而来控制电机转速的快慢,也就控制了物料的瞬时流量,使物料的流量维持在设定值附近。

      4 皮带机双调速控制系统

      该机是一种具有电子称重装置的单机式计量输送皮带机,主要有主动从动滚筒、环形胶带、摆线针轮减速机、物料挡板、称重传感器等组成。电子皮带秤的信号输入sa-201电子积算仪,经过二次仪表而实现自动调零、调间隔、挂码标定、静态标定、电流输出及通讯功能。电子皮带秤机械上设有跑偏装置,确保皮带机长期运行在良好状态。支点采用无运动摩擦橡胶耳轴支撑,线形度好寿命长防水防尘防腐性强,环境适应性强,传感器采用双层充氮密封稳定性好,不易损坏。这种双调速圆盘配料皮带秤虽然稳定了输送皮带上的料层厚度,也有助于减少纯滞后时间,可以减轻料量大幅度变化时的冲击,但也存在一些薄弱环节:

      (1)每台秤将需要增加变频调速装置和光电编码器及其处理单元等设备。这一方面会导致建设投资增大,另一方面也会增加故障点,使维护难度增大。

      (2)增加了控制回路数量,编程和回路之间匹配的调试难度会有所上升。

      (3)皮带打滑成为了必须解决好的问题。另外,在工艺控制机理上,也尚有可斟酌的地方。其一,在配料过程中一种配方一旦确定,就不会经常改变。控制回路的任务主要是抑制由物料的粘度、比重、粒度发生变化而引起的扰动。而双调速方案并没有实现实质性的改善。圆盘下料时出现的

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