0前言

随着高炉生产节奏的加快，对烧结原料的要求越来越高，烧结原料作为烧结生产源头的重要环节，对烧结原料的要求也越来越高，在原有的原料投料系统中，原料混合和配料直接影响后续工序，操作人员基本上是操作配料盘进行给料，因此，智能上料系统的开发和运行对烧结矿质量的稳定起着关键作用。该系统由Ramsey皮带秤、QuantumPLC及相关软件组成，实现了原料场混合喂料系统的称重和自动控制功能。实践证明，智能比例重量控制系统能均匀原料成分，减少含铁原料成分和粒度的波动，简化原料场配料工作，稳定烧结矿质量。该系统可靠性高，故障率低，具有智能自诊断功能，可直接应用于现场，具有很好的推广价值。

1主要技术方案

1.1控制系统组成

根据工艺的控制要求，本着先进、可靠的原则，对多种方案进行了比较，确定控制系统采用Quan.tumPLC自动化平台，不仅有利于与整个原料和烧结控制系统联网，而且有利于能源控制数据的采集。采用CONCEPT作为编程软件，IFIX作为监控软件，可实现设备监控和配料远程操作。

1.2系统控制功能

IFIX监控软件实现物料流量和料位的实时数据采集，并通过屏幕上给出的数值和操作按钮与PLC程序交换数据，从而实现语音报警、皮带启动预警、记录各种历史趋势、物料头尾对齐、随时切换比例设置、流量设置和频率设置、空仓自动换仓功能、自动手动无扰切换和生产过程逻辑控制等功能。

2具体技术研究

2.1皮带秤流量与料仓料位的数据采集

PLC中的模拟输入模板用于实时采集现场数据，主要包括实际称重值、皮带速度、当前参数以及各设备的运行状态。根据每个皮带秤流量的不同范围，计算实际值，并对转换值进行平均，以使流量的波动最小化，这便于将该值应用于PID回路调节，并确保调节的稳定性。料位的显示方式为一路在现场，一路在主控室，便于从两方面实时监控料仓的料位，确保现场人员在料位较低时采取给料措施，防止物料破碎的发生。

2.2配比设定、流量设定、频率设定的切换

给料盘的频率由PLC输出和仪表设置控制。给料盘的频率由PLC输出和仪表设置控制。当给定的PC系统出现故障时，它可以切换到仪表输出，这保证了生产在PLC输出端的连续性。当操作员在操作屏幕上选择给定的比率时，现场盘式变频器以给定的比率、给定的流量和给定的频率三种方式控制。他可以通过输入配料的总流量和各秤的配比，自动计算出各秤的下料量，并根据这个下料量进行跟踪调整。这种方法减少了操作人员根据配比计算各秤流量的工作，计算准确。在调节每个秤的PID参数，流量设定通过屏幕上的流量设定区来控制各秤的流量时所需要的。物理秤校准为了固定现场盘式逆变器的输出频率中是需要的。在给定频率的情况下，将每台皮带秤的下料量与总皮带秤的称量值进行比较，根据差值对皮带秤的流量进行校正。该方法直观方便，准确度高，省去了称量人员搬运砝码的工作量，节省了时间，可以在很短的时间内对每台皮带秤进行高准确度的校验。

2.3语音报警

当出现卡料、挂料等故障时，可根据皮带秤和圆盘给料机的运行状态判断系统正在运行。如果皮带秤的流量显示低于报警设定值，则可以判断仓库已经破损，并通过IFIX的调度功能及时播放语音文件以警告操作人员。此时，操作人员应及时解决此问题，以避免物料混合的问题。问题解决后，警报将自动解除，或者由操作员在操作屏幕上手动解除。该警报将自动生成并存储在警报日志中。警报日志可以每天生成一个文件。查询报警信息时，只需调出当天的报警文件。该文件也可以用记事本格式打开，便于复制报警信息进行打印。

2.4料头料尾对齐

配料的目的是将不同的原料按照一定的比例混合在一起。启动或停止时，根据每个皮带秤之间的距离和总皮带的速度计算每个料仓的下料时间间隔，即启动时首先打开最后一个料仓，当料头运行到前一个料仓（7”）下方时，7”料仓开始下料，以此类推，直到所有皮带秤打开。停止时，停止最后一个料箱（，当料尾运行到前一个料箱下方时，料箱停止进料，依此类推，直到所有皮带秤停止。这确保了在启动和关闭期间混合材料的匹配精度。

2.5皮带启动预警

安全带启动警告的作用是减少人身意外伤害，在确认现场是否有人工作后，即可启动皮带。在皮带启动之前，它会响5秒钟，这使站在皮带附近的人有足够的时间远离，避免了因皮带启动而导致的安全事故的发生。皮带启动时停止响铃。当铃声响了5s后皮带没有运行，或皮带一直在运行但运行信号出现故障时，铃声不会停止，会继续响25s，以便及时提醒操作人员存在运行故障，需要迅速协调处理，以确保生产系统的正常运行。

2.6历史趋势的记录

皮带秤的数据在生产过程中非常重要，经常会查询以前的配料情况。根据这一需求，制定了皮带秤流量的历史趋势和各仓库料位的历史趋势。并且每条皮带的给定流量与实际流量达到相同的历史趋势，根据两条曲线的变化率查看自动调节的稳定性和物料流量的实际变化。根据波动调整PID参数，使自动调节运行更加稳定。

2.7生产过程的逻辑控制

在实际生产中，各设备的联锁功能至关重要。联锁启停为操作人员提供了极大的便利，也实现了头尾对齐。当故障发生时，故障停机系统将发挥其作用。在配料过程中，如果系统处于联锁状态，为了保证配料的准确性，任何皮带都将停止运行，其余皮带也将同时停止运行，操作员将在解决故障后重新启动系统。如果短时间内难以排除设备故障，为了保证生产，操作员只需将设备的状态更改为“未选择”，因此该设备不会影响系统的联动，其比率也不会计算。在非联动状态下，每个设备都可以独立控制，有利于设备的独立调试。每条皮带都有跑偏保护功能。当跑偏保护功能开启时，皮带将立即停止运行，以防止事故发生。

2.8手自动的无扰动切换

称重控制系统运行时，可以根据需要手动自动切换。为了确保下料量的稳定性，当使用比率或流量设置切换到频率设置时，当前PLC输出频率被分配给手动频率设置。当PID调节从频率给定切换到流量给定时，将当前流量值指定为流量设定值。确保切换后材料流不会改变。保证了配料的准确性。

2.9单位切换及累积最

由于常用的流量单位为th和kg/m，且不同操作者的习惯不同，kg/m的测量方法是根据每条皮带的运行速度来计算的，操作者可以在屏幕上改变流量的单位，程序会根据当前的单位设置自动计算出相应的流量值。增加的班次累计、工作累计和总累计，可以让操作者随时看到当前的配料总量，更方便计量各阶段的配料量，省去了操作者繁琐的计算过程。

2.10空仓自动换仓系统

在主屏幕上设置每个仓库的物料类型，系统会自动确定相同物料类型的仓库号。当仓空或破损时，系统会自动调整两个仓的比例，将该比例加入无故障仓，并发出语音报警提醒操作人员。当操作人员处理现场故障时，配料可以恢复到原来的状态，既提高了配料精度，又降低了停机率。

3结语

该系统投人使用后，运行良好，极大地提高了混匀配料的精度，由原来的8%调高到1%~0.5%，减轻了操作人员的劳动强度，混匀料质量进一步提高，对稳定烧结矿的质量起到很大的作用。本自动化系统运行至今未出现由于此系统的原因导致的停机。