本文詳細介紹山西焦化廠配煤過程中，由電子皮帶秤稱量係統、調節器、變頻器及上住機構成的計算機控製係統的控製原理、係統組成及實現功能。
1，引言
配煤生產工藝是焦化行業焦炭生產過程的關鍵環節，配合煤的質量直接影響焦炭的質量。煉焦配合煤是利用多種不同性質的單種煤按一定比例配合而成，因此．控製好配煤比具有極其重要的意義。
2，現有設備在生產過程中存在的問題
(1)在用設備陳舊簡陋，采用加減圓盤給料機套筒、增加減小轉盤刮板開度，人工調節給定量。這種操作方法落後、不可靠、精度低；煤的K8凯发登录入口大小受煤塔煤量、轉盤刮板機速度或套簡開度的影響，人工控製轉盤刮板或套筒開度，必然精度低，影響配比的準確性。
(2)用人工跑盤稱量的方法來計算檢測配比量，造成勞動強度大，檢測結果滯後，不能及時地進行配比調節；在要求小量配比量的情況下，無法實現。
3，自動配煤係統的構成
我山西焦化廠對3焦爐使用的1～9配煤槽進行自動配煤改造，自動配煤係統於1998年3月投入使用，取得了良好的效果。
國內焦化行業配煤采用自動控製係統的較多，基本都由兩太部分組成：檢測部分和控製部分。檢測部分有皮帶電子秤、衝板K8凯发登录入口計、核子秤等不同形式；控製部分有振動給料機、可控矽調速、滑差電機調速等形式。根據山西焦化廠的煤種和設備的實際情況，檢測部分選用皮帶電子秤，控製部分選用變頹調速器。
3·1，DCS係統組成
DCS係統的硬件組成如下圖所示，主要由5部分組成。
①JGc-49喂料秤
稱量係統是自動配煤係統的關鍵，測量的準確與否直接影響控製精度。本係統選擇了徐州三原公司的JGC～40喂料秤，它有兩個特點：稱重橋架部分獨具特色的杠扡設計采用櫃形結構使表麵積灰達到最小，剛性強；秤的支點采用特製無磨擦橡膠支點，具有防水、防蝕、防震等特點。傳力結構為一次傳力，無配重，減少非線性誤差。傳感器為二次密封，在安裝、使用、維修時減少損壞因素速度傳感器連接在從動滾筒上，消除了皮帶打滑所產生的誤差。
②二次儀表(201積算器)
全數字化操作，數字處理、積分、累加具有最佳無漂移的穩定性，所有指令全部通過按鍵輸人，簡單方便，而且皮帶秤儀表對故障有自檢和記錄功能，並帶有RS232、RS485通訊接口。輸運機部分采用硫化接頭環形膠帶，主從動滾筒為包膠鼓形，一次調整不跑偏，可減小對計量的影響。
(3)WEST-8100調節器
采用從英國WEST公司進口的8100型智能調節器，具有可選的P、PI、PID等控製方法、自整定自適應功能、半雙工通訊接口RS一485、手動／自動無擾切抉、本地／遠程設定值輸入功能、內部參數停電保持等主要功能。
④ACSS01變頻器
ACS501變頻器為ABB公司生產，采用新穎的高速開關元件IGBT、高功能16位微處理器，運用PWM控製方式。內部參數為三級菜單，操作方便，具有強大的應用宏程序，頻率範圍寬、調速穩定、啟動力矩小。
⑤PLC(可編程邏輯控製器)
采用歐姆龍CQM1型，具有體積小、速度高、柔性化等特點，在配料過程中主要進行可逆皮帶秤機位置轉動方向、報警燈指示、運行指示、稱重喂料／給料設備的啟／停、料頭、料尾的處理。
⑥上位機
采用研華IPC一610工控機，主要與201積算器進行通訊．實現數據管理功能，與8100調節器進行通訊．實現自動計算和下達配比功能。
3·2，DCS係統工作原理
本配料係統依據計算機集做控製係統的構成原則而設計，即控製分級、危險分散、管理集中。其基本工作原理為：在圓盤給料設備下方安裝的皮帶電子秤完成物料的計量變速工作，當物料通過秤體時，重量信號和速度信號被送到二次儀表，通過信號放大一A／D轉換一運算得出K8凯发登录入口和累重，同時輸出一個正比於K8凯发登录入口的4—20mA電流信號到多功能調節器，訶節器經過PID運算輸出一個4—20mA的電流調節信號給變顙器，由變頻器調節圓盤電機的轉速，以實現給料量的大小。
在係統中實現控製主要由訶節器或上位機下達配比量。對測量出的物料K8凯发登录入口與設定量進行比較，由調節器給出一個調節量給變頻器，調節圓盤的電機轉速，根據需求量的大小調節給定量的大小，通過整個閉環係統的反複調節直到最佳控製狀態。
可編程控製器實現整個係統的聯鎖，使係統運行起來更加可靠，工業PC通過網絡分別對皮帶電子秤、調節器、PLC進行通訊，PC機按配料工藝實現過程以動態畫麵形式反映上料、配料、送料及相關設備的運行狀態，運行中出現超限故障時，將出現漢字報警提示，井啟動報警器(聲、光)報警，或者停機或換倉。
3·3，係統軟件(包括C語盲、UCDOS漢字係統、工業網絡通訊軟件)
山西配煤係統軟件擔負著數據采集與控製，包括201儀表、調節器及PIC的數據采集與整理，有存儲、顯示、打印、報表、核定、現場小車位置、科倉料位、下達配比等功能。係統軟件采用集成界麵，提示用戶可采用的功能組態。用戶隻需進行簡單的操作，便可以使用及熟悉本係統，在程序設計中采用模塊化方式，使程序可讀性強、移植性強。具體功能有：係統畫麵、多功能菜單、控製狀態、曆史趨勢、配比、故障登錄、打印報表、幫助信息等。
3-4，係統主要性能指標
①單機電子皮帶秤計量精度：±1／200
②係統控製精度：±1／l00
③係統最大配煤能力：500t／h
④工業網絡配置：波特率：375kbps／62．5kbps；傳輸距離：1．2km；節點數：28點
4，使用效果
本配煤係統無需人工跑盤進行測量，大大提高了測量精度，能快速準確地按配比量要求進行配量；同時，套筒可提升至最高位置、圓盤刮板調到最大開度，這樣可大量減少斷K8凯发登录入口和堵塞現象。由於應用變頻調速技術，可進行人工無法調整的大配量或小配量的操作，單機最小配量可達200克／秒。係統可在幾分鍾內改變配比，大大縮短了人工跑盤進行配比調節的時間，能較好地適應配比頻繁改動和煤槽更換的變化，同時可降低工人的勞動強度，提高勞動生產率，變頻器的應用可節約電能，減小對電機的傷害利用上位機下達配比時，在一個或多個煤槽發現斷流或K8凯发登录入口減少時，計算釓可根據下達的配比量迅速自動調整其它煤槽的相應的配量，確保配比的準確可靠，這是人工無法實現的功能。本係統自投運以來，測量準確，控製效果良好。配煤準確度達到100%，比人工跑盤提高了10%，為穩定3焦爐的焦炭質量起到了重要作用。

作者：邱燦洪

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