本文介紹了四川省某集團的燒結配料稱係統的自動化改造設計。某集團煉鐵廠一燒車間配料室有兩個配料控製係統：一係統和二係統，分別對應1＃、2＃燒結機(燒結麵積均為145m2)，每一配料係統由14台給料圓盤及熱返礦圓盤組成，采用SCR可控矽供電，他勵直流電機驅動。眾所周知，燒結配料工序是燒結生產的關鍵環節之一。攀鋼煉鐵廠在配料自動控製方麵進行過幾次努力，但效果較差，最後又回到人工手動配料的原始方法。采用人工配料，增、減物料較為頻繁且每次增減物料後必須用人工拋盤來反複檢驗K8凯发登录入口，不僅工人勞動強度大，而且變料調整時間長，引起物料配比較大波動；有時現場電位器由於振動電壓發生偏移，造成物料量變化後人工不能及時發現，以至影響配料精度。因此對配料係統進行自動化改造勢在必行。該廠與攀鋼自動化部合作，於1996年在1＃配料係統上采用了Honeywell S9000小型集散係統控製配料，運行效果良好。由於1＃、2＃配料係統設備呈並行布置、由一燒車間統一管理，單個配料係統采用自動配料，對生產操作及降低勞動強度，以及生產效率的提高等作用不能充分發揮出來，因此根據該廠1＃、2＃配料係統設備布置及操作管理要求，更好地發揮計算機控製係統的功能，節省投資，便於集中管理，該廠與攀鋼自動化部於1997年再度合作，將1＃自動配料稱係統成果在2＃配料係統上推廣應用，且由一台監控站實現雙配料係統的監控，並通過公司鑒定。

1，配料稱係統組成
整個係統由一台監控站、兩台9100e型控製器、兩台並行I／O擴展箱及有關模塊、電子皮帶配料稱秤架、現場稱重變送器及稱重傳感器、核子秤等組成。

為了檢測圓盤的下料量，在每一圓盤與集料皮帶之間安裝一皮帶電子秤。配料皮帶秤采用南京創豐儀表公司生產的STH-800型電子皮帶秤。該秤在結構上比較合理，秤框架均為鑄鋼件，整體結構好，不易變形；皮帶機的頭尾輪采用了鼓形輪，皮帶不易跑偏，稱重傳感器選用西班牙進口的充氮式全密封傳感器，性能穩定；BS-Ⅲ型信號放大器具有數字式瞬時顯示，直觀、線性度好。

監控站：采用台灣研華IPC610 486／66(8MB內存，270MBHD，VISA卡)工業控製機，菲利普51cm CRT。

控製器：選用9100e型配料控製器。該控製器由回路處理器模板、邏輯處理器模板、控製器機架及電源模板組成。

擴展箱：I／O擴展箱有就地和遠傳兩類，我們選用就地並行I／O擴展箱SE9021，總槽數為12。

I／O模板：9000係列回路及邏輯控製器的I／O模板皆為標準尺寸，可插於控製器機架(包括I／O擴展箱機架)的任一槽位。根據控製要求，本係統選用下列4種模件：高速模擬量輸入模件621-0022-RC；模擬量輸出模件621-0010-AR；240VAC開關量輸入模件621-1250R；24VDC開關量輸出模件621-6550R。

2，係統工作原理
圓盤給料機的調速設備仍利用原有的可控矽直流調速裝置。

各種原料的K8凯发登录入口通過皮帶秤的檢測後，通過現場的放大器將微弱的電壓信號(0～30mV)轉換成標準的電流信號(4～20mA)，送到控製係統的I／O模塊，這些信號經過9100e控製器的CPU采集及PID處理後得到相應的電信號，用來控製給料圓盤電機的轉速。由此達到自動控製配料的目的。 

由於熱返礦的溫度及現場環境的限製，不宜采用皮帶電子秤檢測圓盤下料量，故采用核子秤進行非接觸式連續測量，即在原有設備基礎上，在熱返礦下料口前、下料口後的混-3總料皮帶上分別安裝一台核子秤，分別檢測熱返礦下料口前、下料口後的混合物料的重量，並用二者之差來控製熱返礦圓盤給料機電機的轉速。

2.1，單監控站對雙配料係統的監控

在上位機進行監控組態編程，包括邏輯控製、順序控製、連續控製。1＃、2＃係統的組態分別下裝到1＃、2＃控製器，分別對1＃、2＃係統進行過程檢測和控製。兩台控製器相互獨立運行各自的係統，互不幹擾。因此，根據Honeywell S9000小型集散係統的特點，結合我廠設備布置情況，采用一個監控站實現對兩個自動配料係統的監控，不僅便於車間統一管理、崗位操作，而且節省一台工控機、顯示器及購買控製軟件等，因而節省了投資。

2.2秤架＋主控計算機模式

過去攀鋼燒結配料曾采用DDZ係列組合儀表＋電子配料稱＋調速控製器等構成的單機控製形式，但由於DDZ係列儀表控製係統結構比較繁瑣，各通道間相互獨立、調試困難，容易受燒結現場惡劣環境的影響和幹擾，因而故障率高，維護工作量大，難以滿足燒結配料工藝的要求。近年來，隨著計算機控製技術的廣泛應用，國內鋼鐵行業中有許多單位已采用計算機實現燒結配料自動控製，其燒結配料自動控製儀表多采用秤架＋二次智能儀表＋主控計算機形式，二次智能儀表用作標定、校零、計量、數據顯示和現場信號的處理。由於燒結配料環境惡劣，多一個環節就多一個故障點，而且也不適應集中管理，為此，本係統采用的是秤架＋主控計算機模式，取消了中間二次智能儀表，將管理、控製、標定操作等統一由監控站控製實現，因而可靠性得到提高，設備故障率低、維護量少，且改變策略方便。

2.3，控製係統軟件設計

由於該配料稱係統采用了秤架＋主控計算機的先進方案，取消了二次智能儀表，原二次智能配料儀表的各個功能必須要在主控計算機上開發軟件來實現，才能達到自動控製配料的目的。

根據燒結配料工藝、配料稱量特點和控製要求，結合Honeywell S9000的軟件性能，我們獨立編製了完全替代智能二次儀表功能的用戶軟件。用戶程序的開發，采用梯形圖(Ladder)和連續控製圖(CCC)以及這兩者相結合的方法。由於Honeywell S9000小型集散控製係統控製器內裝有兩塊獨立運行的32位CPU，分別對開關量和模擬量(包括PID回路控製)進行處理，兩個CPU之間又能互相交換數據，因此運算、控製速度快，功能很強。為了充分發揮邏輯處理器運算速度快、精度高的優點，我們將計量、過程邏輯控製等功能交由邏輯CPU處理；過程調節交由回路CPU處理。

本係統通過編程可同時在兩個配料係統運行下實現如下功能：雙係統工藝流程、實時數據顯示；係統控製1＃～14＃圓盤自動順序延時3s啟動和停止；實現1＃～14＃配料圓盤和熱返礦的配料自動控製；緩料時圓盤順序延時3s停機，啟動及緩料結束圓盤順序延時3s啟動，事故停機後啟動時圓盤同時起動；料量超限報警、電子秤的校零、標定、計量；料量比例控製(包括新料比例控製和總料比例控製)，增減料在計算機主工藝流程畫麵上進行，分單台設定和集中設定兩種；數據報表打印，啟動和停止報表打印；數據曆史趨勢圖形顯示；給定和過程值實時趨勢圖形顯示。

控製精度的實現，以單位時間(本設計為5min)內給定料量與實際下料量比值在給定的誤差範圍內為基本設計思想。根據給定料量的大小與小皮帶返回的下料量的比較值來調節圓盤的轉速，使圓盤的下料量在單位時間內基本保持恒定。

3，係統運行效果
單監控站控製雙配料稱係統於1997年10月投入運行。運行期間，兩個配料係統工作狀況良好，各自獨立，互不幹擾；秤架和現場放大器性能穩定，經標定(掛碼標定與實物標定)測試，該燒結配料自動控製係統能準確計量，各圓盤料量調節反應速度快，控製精度也達到預期的要求。

4＃、5＃、6＃為精礦給料圓盤，由於精礦含水量大、下料成塊狀不連續且對小皮帶的衝擊大，因而控製起來較其它圓盤而言難度大。生產實踐表明，精礦控製精度達到正負1.5%以內，其餘物料控製精度達到正負1%以內，較好地滿足了燒結配料工藝的要求。熱返礦仍采用人工拋盤來進行驗證，控製精度在2%以內。一段時間以來的運行證明，該係統具有性能可靠，工藝畫麵直觀，操作簡單等優點。

該配料稱係統的投運，不僅改變了該車間過去人工拋盤配料的落後狀況，極大地減輕了崗位的勞動強度，簡化了作業程序，帶來了巨大的社會效益，而且對該車間燒結礦生產指標的提高產生了良好的效果，取得了較好的經濟效益。

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