燒結(jié)計(jì)量系統(tǒng)精準(zhǔn)度的提高

【摘要】宣鋼兩臺(tái)大型燒結(jié)機(jī)自2010全面投產(chǎn)以來，隨著設(shè)備不間斷運(yùn)行，環(huán)境的不斷轉(zhuǎn)變，先期設(shè)計(jì)的計(jì)量設(shè)備無論是在設(shè)備本身，還是在自動(dòng)控制調(diào)節(jié)上都不同程度的出現(xiàn)了各種問題，造成計(jì)量的不準(zhǔn)確，計(jì)量結(jié)果沒有起到實(shí)際的作用。針對(duì)這一突出的問題，先后對(duì)計(jì)量設(shè)備從采集到過程處理，從設(shè)備到自控系統(tǒng)，從操作方法到效驗(yàn)檢驗(yàn)，不同程度上進(jìn)行改良，達(dá)到了計(jì)量對(duì)燒結(jié)生產(chǎn)的根本作用。

【關(guān)鍵詞】配料秤；雙杠桿雙托輥；EM235；S7-200

引言

科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，使計(jì)量工作在經(jīng)濟(jì)發(fā)展與社會(huì)發(fā)展中所起的作用越來越重。計(jì)量工作是經(jīng)濟(jì)發(fā)展中重要的技術(shù)基礎(chǔ)，在科技進(jìn)步和現(xiàn)代化建設(shè)中有著無可替代的重要作用，是生產(chǎn)、科研和人民生活的基礎(chǔ)保證燒結(jié)生產(chǎn)中配料是一道重要工序，它是將含鐵原料、熔劑、燃料等多種物質(zhì)按一定的比例配制，經(jīng)混合、加水之后，才可以至燒結(jié)機(jī)中進(jìn)行燒結(jié)生產(chǎn)。配料工藝中十分重要的設(shè)備即為工藝配料秤 ，由它準(zhǔn)確計(jì)量出所配物料的下料量，計(jì)算機(jī)才可與計(jì)量秤組成精確的計(jì)控系統(tǒng)來自動(dòng)配比。計(jì)量的準(zhǔn)確性直接與燒結(jié)產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益掛鉤。因此從以下幾方面提高計(jì)量系統(tǒng)的精準(zhǔn)度

一、動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)設(shè)備速度雙采集

配料秤是指預(yù)先給定質(zhì)量比例，對(duì)被稱物中的幾種物質(zhì)進(jìn)行配料計(jì)量的衡器。一般多臺(tái)并用，是一種動(dòng)態(tài)計(jì)量秤。該秤一般由秤體和控制系統(tǒng)組成?？刂葡到y(tǒng)主要包括：稱重傳感器、測(cè)速傳感器、變頻器、PLC幾大部分。而控制系統(tǒng)主要目的即測(cè)量其瞬時(shí)流量。根據(jù)公式：瞬時(shí)流量=（荷重-皮重）*速度*系數(shù)，可反映出速度信號(hào)在計(jì)算皮帶瞬時(shí)流量是起到?jīng)Q定性的作用。原配料全部配料秤測(cè)速為從現(xiàn)場(chǎng)測(cè)速傳感器直接采集信號(hào)，通過隔離轉(zhuǎn)換模塊傳送到PLC系列中進(jìn)行自動(dòng)控制，該種方式雖然可保證速度參數(shù)的真實(shí)采集，但并不穩(wěn)定，由于測(cè)速傳感器的質(zhì)量和安裝原因，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)故障。如何解決皮帶秤速度采集不穩(wěn)定降低設(shè)備故障率和停機(jī)時(shí)間，減少備件消耗，已成為急需解決的技術(shù)難題。未解決這一問題，我技術(shù)人員在保留原有的現(xiàn)場(chǎng)通過速度傳感器采集速度信號(hào)的同時(shí)，添加另一種速度采集方式，即從變頻器上直接采集。將變頻器上輸出的赫茲數(shù)，通過變頻器自身的轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成PLC系統(tǒng)可以接受的信號(hào)類型，并送入PLC系統(tǒng)中，參與控制。并對(duì)兩路信號(hào)進(jìn)行比較，當(dāng)兩路信號(hào)比較絕對(duì)值小于%5時(shí)，即判斷兩路信號(hào)正確，信號(hào)都正常的情況下，選用現(xiàn)場(chǎng)測(cè)速采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行瞬時(shí)流量的計(jì)算，當(dāng)兩路信號(hào)比較絕對(duì)值大于%5時(shí)，說明有一路信號(hào)存在故障，或現(xiàn)場(chǎng)皮帶出現(xiàn)打滑的現(xiàn)象，自控系統(tǒng)將自動(dòng)報(bào)警，在維修人員確認(rèn)故障后，選擇采用正確的一路速度值使用。

二、配料秤秤體結(jié)構(gòu)改進(jìn)

原配料秤采用的是成都光華公司的雙傳感器單托輥懸浮式皮帶秤，該秤采用德國HBM公司Z6FD1傳感器，存在著機(jī)械結(jié)構(gòu)不合理且稱量段離料倉出料口太遠(yuǎn)，造成檢測(cè)控制滯后的問題。其秤稱量段采用一根托輥支撐，并采用雙傳感器進(jìn)行信號(hào)采集。由于采用單托輥稱量結(jié)構(gòu)，稱量托輥隨著皮帶的轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生振動(dòng)，造成傳感器受力不均，料流波動(dòng)較大，稱量誤差大，稱量信號(hào)易受外界信號(hào)干擾的缺點(diǎn)。在校驗(yàn)過程中零點(diǎn)漂移嚴(yán)重，鏈碼和實(shí)物校驗(yàn)后產(chǎn)生的誤差均超允許限值。在使用過程中，由于信號(hào)的干擾和衰減導(dǎo)致PID調(diào)節(jié)靈敏度降低，因而經(jīng)常出現(xiàn)噴料和料流斷續(xù)的情況。上述原因，致使燒結(jié)礦的堿度不穩(wěn)定。故把現(xiàn)用為單托輥懸浮式皮帶秤，改為雙杠桿雙托輥稱重結(jié)構(gòu)皮帶秤。該結(jié)構(gòu)皮帶秤具有自糾偏功能，計(jì)量精度較高。出料口的改造，是根據(jù)我燒結(jié)機(jī)鈣灰皮帶秤實(shí)際使用情況，增加一段出料鼻子，對(duì)由于懸倉造成的噴料現(xiàn)象有很好的緩沖作用。雙杠桿雙托輥稱重結(jié)構(gòu)的皮帶秤可以利用兩組杠桿不同的旋轉(zhuǎn)方向，使運(yùn)行的皮帶對(duì)秤架產(chǎn)生有害水平分力的影響相互抵消。采用兩組承重托輥，是為了增長(zhǎng)皮帶秤的稱量段，增大有效荷重。通過增加稱量段長(zhǎng)度實(shí)現(xiàn)在周期內(nèi)使測(cè)量值趨于真實(shí)值，即F=（A-a）V*K（其中F：瞬時(shí)流量；A：壓力測(cè)量值V：帶速K：校稱系數(shù)）中（A-a）得到了穩(wěn)定，從而增加了瞬時(shí)流量的精確度。

三、配料秤稱量精度的改良

原配料秤測(cè)速為現(xiàn)場(chǎng)測(cè)速傳感器采集的脈沖HZ信號(hào)，通過S7-200 PLC轉(zhuǎn)換和處理與施耐德系統(tǒng)經(jīng)模擬量采樣濾波以達(dá)到理想顯示數(shù)據(jù)的目的，改造后選用在變頻器上直接采集和控制HZ信號(hào)，由于S7-200的模擬量模件EM235和變頻器的輸出沒有隔離濾波功能加之線纜的疊集的相互干擾，導(dǎo)致皮帶的速度、秤體載荷均不穩(wěn)定，嚴(yán)重影響配料秤的精準(zhǔn)度。

鑒于S7-200模擬量模件EM235和變頻器的輸出沒有隔離濾波功能，正常使用時(shí)會(huì)使皮帶秤稱量數(shù)據(jù)嚴(yán)重偏差，使采樣數(shù)據(jù)波動(dòng)不定，致使實(shí)際下料量與設(shè)定量相差很大，進(jìn)而影響配料秤計(jì)量精準(zhǔn)度。為能最低限度的限制線路對(duì)輸出濾波的強(qiáng)勢(shì)干擾，首先將現(xiàn)場(chǎng)采集的所有信號(hào)，加裝隔離保護(hù)器，進(jìn)行信號(hào)過濾，再將S7-200的24V電源，及信號(hào)線A、B、C（速度、重量、設(shè)定）的負(fù)端跨接后引接地線，降低了各種干擾源對(duì)數(shù)據(jù)采集的干擾

四、重要秤校秤方法的改進(jìn)

對(duì)配料秤的定時(shí)校驗(yàn)是保證數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確的必要的措施，原有校秤方式需通過人工機(jī)旁操作控制皮帶速度，而調(diào)節(jié)旋鈕的故障成了影響皮帶速度穩(wěn)定和校驗(yàn)精準(zhǔn)的經(jīng)常原因。要從根本上解決此問題，就要改變機(jī)旁操作的方式，在控制程序中編輯校秤程序，由中控控制皮帶啟停及速度。將現(xiàn)場(chǎng)電位器調(diào)節(jié)速度改為S7-200直接調(diào)節(jié)，修改S7-200程序；制作允許電控、儀控校秤按鈕。配料皮帶秤采用西門子S7-200控制系統(tǒng)，采集現(xiàn)場(chǎng)重量信號(hào)，通過Profibus DP通訊協(xié)議與施耐德PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。我們利用西門子S7-200和施耐德PLC之間的通訊，在施耐德程序中制作校秤時(shí)皮帶集中啟動(dòng)程序；西門子S7-200中加入輸入變頻器赫茲數(shù)控制皮帶啟停及調(diào)速功能；在IFIX畫面中制作電控允許啟動(dòng)皮帶按鈕，點(diǎn)擊后現(xiàn)場(chǎng)電位器調(diào)到集中，為S7-200對(duì)配料皮帶的調(diào)速控制做好準(zhǔn)備；制作儀控允許皮帶調(diào)速按鈕從而實(shí)現(xiàn)配料皮帶在校秤狀態(tài)下通過西門子K-TP178micro觸摸屏控制變頻器赫茲數(shù)來控制皮帶啟停和速度，精準(zhǔn)調(diào)節(jié)皮帶速度，提高配料秤計(jì)量精度。

五、結(jié)束語

該項(xiàng)目穩(wěn)定高效運(yùn)行對(duì)兩臺(tái)#360 M2燒結(jié)機(jī)燒結(jié)礦產(chǎn)量、質(zhì)量各項(xiàng)指標(biāo)有明顯全面提高和改善作用，達(dá)到節(jié)約能源，降低成本，提高自動(dòng)控制水平，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，充分提高經(jīng)濟(jì)效益之目的，保證了生產(chǎn)過程穩(wěn)定。