隨著河北宣鋼集團9#高爐的稱重管理係統要求精細化，高爐冶煉對入爐原、燃料提出了較高的要求，這不僅僅是在種類、質量上，也體現在入爐原、燃料的數量上，高爐槽下自動控製稱重係統作為上料係統中的重要環節,其稱重過程的自動控製和稱重的準確度越來越受到重視。稱重上的不準確會直接造成爐料配比的誤差及成分控製上的偏差。日積月累的頻繁稱重,其積累起來的誤差非常可觀,直接影響到對爐況的控製和冶煉成本,所以,應用稱重係統對稱重過程進行閉環控製,通過軟件實現稱重參數自動修正和稱重誤差補償是十分有意義的。本文所介紹的控製算法就是具有這種自動補償功能，已在宣鋼9#高爐槽下得到了具體的應用。
1 9#高爐槽下稱重設備及工藝流程
9#高爐槽下供料係統主要由6個燒結礦槽、2個球團，2個雜礦槽，4個焦炭槽，及相對應的給料機、振動篩、稱重料鬥、供料皮帶、燒結及球團返礦倉、碎焦、碎礦分級及焦丁回收係統組成，其它附屬設備有通風除塵設施、液壓站及潤滑係統等。高爐礦、焦槽單列布置，礦石和焦炭在槽下分散篩分，分散稱重，不設中間料鬥，落入同一條供料皮帶再經主皮帶轉運至爐頂。
各設備工作流程如下：
1)各料倉中的原料(焦炭或礦石)由料倉上麵的原料移動皮帶小車裝入。
2)各料倉下方設有給料機，振動篩和對應的定量稱重給料儀表,倉內原料根據需要從料倉下方經給料機和振動篩裝入相對應的各料鬥中。
3)給料設備工作時,將原料裝入相對應的各稱重料鬥中連續稱重,當稱重值達到停篩值時,給料機停止工作，延時停振動篩，而剩下的量通過振動篩上的衝量找齊。（衝量的大小可在畫麵中做設定）
4)料鬥備好料後處於待命狀態。當高爐上料時,由爐頂發出要料信號,打開相應的料鬥閘門將原料經供料皮帶和主皮帶運往爐頂,裝入高爐內冶煉。
5)料鬥的重量小於料空值後, （料空值可在畫麵中做設定），發出料空信號,延時關閉稱重料鬥的閘門，然後啟動振動篩和給料機往料鬥中下料。
6)上述設備工作過程是循環往複地進行的。
2 稱重自動補償控製算法
2.1 稱重補償算法設計思想
根據前述槽下供料設備工藝流程,每個料鬥在每次稱重過程中,由於原料的粒度、粘度不同及給料機械衝擊慣量的影響,均會產生稱重誤差,其稱重誤差若不進行補償,誤差將越積累越多,直接影響到對高爐的操作精度,因此必須對誤差加以抑製。其抑製的手段一是根據每次稱重產生的誤差值調整下次稱重的振動篩衝量,使設定衝量盡量接近實際的衝量,減少每次稱重產生的誤差;二是根據每次稱重的誤差值,修正下次稱重的停篩值,對稱重誤差進行補償。
2.2 稱重補償過程中的算法設計
2.2.1每次裝料前自動計算出稱鬥的設定值O_SP和停篩值SP_H_SJ
料鬥每次備料前,根據該秤鬥的設定重量O_SP 和需要給上次稱重誤差進行補償的重量為PCZ (算法由程序自動計算),計算出本次計劃備料重量:
O_SP1=O_SP-PCZ
為了減少機械慣性和給料設備餘振下料等因素所造成的裝料偏差,給料機儀表必須提前發出料滿信號停止給料設備,料滿信號在料鬥重量達到停篩值SP_H_SJ時發出,隻有這樣,才能確保產生稱重誤差最小。停篩值SP_H_SJ由下列算式得出
SP_H_SJ= O_SP-SP_H-PCZ
O_SP:稱重料鬥的設定值   SP_H：設定的衝量 PCZ：上次實際與設定的偏差值   
每次料鬥放空料後自動計算出實際淨裝實量SG_SJ和裝料偏差PCZ，裝料過程便結束。當爐頂需要放料時,開啟料鬥閘門放料,並自動跟蹤電子秤重量。當料鬥的重量小於料空值時,發出料空信號,延時關閉稱重料鬥閘門。放料過程結束後測得電子秤內殘餘掛料重量,以LL_W表示。料鬥備滿料時,可以測得料鬥料滿重量HH_W。
由上可知,高爐實際入料:SG_SJ=HH_W-LL_W
2.2.2自動計算出下次補償量PCZ
在每次料鬥放空,裝料結束後,自動計算積累誤差,根據積累誤差計算下次補償量。我們的原則是本次的稱重積累誤差應從下次稱重中得到補償。
PCZ= HH_W-LL_W–O_SP
其中,PCZ 為"+"時表示多裝,為"-"表示少裝。
我們可以用本次裝料偏差去修正下次停篩值, 從而使實際裝料量更接近計劃裝料量。
在程序中也設定了不進行補償量LL_LIMIT(可在操作員站進行設定),即當設定O_SP 在程序中也有手動清偏差功能，在畫麵中做清偏差按鈕。操作工在操作員站按下清偏差按鈕，PCZ=0，則下次篩料，不會對上次偏差進行補償。
2.2.3自動優化下次料滿停篩值SP_H_SJ
為了降低誤差補償幅度,關鍵是選擇合適的停篩值,使每次稱重產生的誤差盡可能小。在1次稱重結束後,我們可以計算出裝料偏差PCZ,用這次的裝料偏差來修正下次的停篩值。如果因意外發生的非正常因素,致使偏差超出正常允許的範圍,可能會超過秤量鬥所允許的極限裝料能力,並且在工藝上也不允許,那麽我們將采取以下措施：
當停篩值SP_H_SJ≥1.2×O_SP,則1.02倍的設定值O_SP附給SP_H_SJ。
當停篩值SP_H_SJ<0時,則將100附給 SP_H_SJ。
當停篩值SP_H_SJ=0時,則將80附給 SP_H_SJ。

2.2.4 小結
槽下稱重補償係統在生產中調整靈活、操作簡單、自動化程度高，是一個動態連續的物料自動補償稱重係統，上一次的動態稱重結束後就為下一次的稱重作好了準備，在放完料後開始稱重前補償量就已經計算結束，及時調整了偏差，在入爐料稱重上為高爐生產打下了堅實的基礎，最大限度的減少了因為原料的波動而引起的成分波動。下麵是在實際生產中的宣鋼9#高爐的1#燒結稱重的連續10次的抽樣：
參於自動補償的1#燒結自動補償調整非常及時，調整精度高，大部分稱重都可以控製誤差在20kg之內，即使有超過20kg誤差的下次稱重都及時得到了補償。
3 稱重補償算法的軟件實現
稱重係統和槽下各設備的動作均由西門子PCS7控製係統進行自動控製,各稱重料鬥的電子秤信號通過模擬量輸入模板測量並換算。稱重過程按工藝順序可分為備料過程和放料過程,這裏分別對這2個過程的程序設計作一介紹。
3.1裝料過程
裝料過程開始的條件:料鬥已放空料並且閘門已關閉。按照算法計算本次計劃備料重量O_SP和料滿停篩值SP_H_SJ,然後發出啟動給料設備命令,給料設備工作,料倉中的原料不斷地裝入料鬥,當料鬥重量達到或超過料滿停篩值SP_H_SJ時,程序發出"料滿"信號,停止給料設備工作,延時數秒,等給料設備停止且餘振下料完畢,結束備料過程。
3.2 放料過程
裝料過程已結束, 稱重料鬥料滿,給料設備已停止工作,按照上料程序執行輪到該稱鬥放料,爐頂發出要料信號，選中的料鬥閘門打開,料鬥中的料經供料皮帶和主皮帶運入爐頂,料鬥重量連續下降。當料鬥重量達到或低於料空值時,程序發出"料空"信號,延時數秒,關閉稱重料鬥閘門。此時,料鬥已放空料,該料鬥重量即為料空重量,然後,按照前述算法計算下次停篩值、偏差值。放料過程到此結束,等待開始下次備料過程。放料過程與備料過程總是交替進行,循環往複的。
4、結束語
應用PCS7係統對高爐槽下稱重過程進行自動閉環控製,對自動補償稱重係統控製算法進行研究十分重要,一個好的算法可以起到簡化控製過程,提高控製精度的作用。本文介紹的算法具有自動參數優化和誤差補正的特點。在宣鋼9#高爐以得到了實際的應用，實踐證明,使用此算法參數優化快,不振蕩,補償精度高。這種算法在其它需要連續稱重控製的場合也很有應用價值。 

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