烧结自动加水

烧结自动配料和自动加水控制 项目介绍 烧结工艺是炼铁的前端工序，配料是它的关键，决定了烧结球团的质量、物理性质、化学成 分，对高炉铁水的质量和炼铁效率有着深远的影响，要保持高质量的配料水平，必须采用配料自 动控制，本文将介绍模糊控制在自动配料和配料加水中的应用。 配料及配料加水工艺 烧结配料共有18个配料仓，料仓内装有含铁原料、燃料、石灰石、生石灰、白云石、返回矿 等原料，料仓下面各有一个给料皮带，给料皮带由电机带动旋转，将料落入圆盘下面送料皮带， 由送料皮带送入混合机，在混合机中加水搅拌，完成加水功能。在配料生产中，各参数优化组合 恰当，对烧结矿的品位，碱度，等一系列工艺要求有着十分重要的意义。以下为工艺框图： 配料自动控制 • 配料基础级自动控制 配料PLC 采用西门子S7-400，它配有一个操作员面板OP37，通过面板也可进行优化参数的操 作。OP37 由PROTOOL 编程，它以很高的分辨率，动态地显示彩色配料工艺画面。在主控室，配 有上位机，上位机与配料PLC 共同连在PROFIBUS 网上，随时显示配料工艺信息。画面由WINCC 制 作。这样在主控室也可随时监控配料情况。 一般由优化机计算出下料量，借助以太网通讯至配料PLC，再经PLC 的模拟量输出送往 电子称，完成设定功能。电子称的流量反馈信息通过PLC 的模拟量输入模板送往优化机，完成显 示功能。电子秤和优化机信号关系如下图： • 配料优化 下料量计算：我们提出一种专家（操作人员，理论研究人员都可为专家）经验法的思路，基 于数据库技术、网络技术和各种具体实用的优化技术。它将专家的经验（包括操作人员的经验积 累，研究人员的理论经验和各种实验数据）存储于专家数据库供人们调用。优化算法将“经验” 提取出来进行处理，形成优化数据库，因此，它回避了经验公式法和理论计算法的不足，没有绝 对的精确，但又是以最高的概率去接近现实。在配料计算中，用它算出的下料值进行烧结，确实 能够使烧结炉况稳定，配料顺利，碱度稳定产品合格率提高。下面是下料量计算原理图： • 下料故障判断： 下料故障因素很复杂，主要有堵料和失控两种。一般说来在短时间内如果流量过大，并且流 量对时间变化导数很大且为正，则为堵料，较长时间内如果流量过小，并且流量对时间变化导数 很小，则为失控。具体应用时采用模糊推理的方法，隶属函数采用三角形隶属度函数，推理规则 由优化程序确定，见右方的原理图： 混合加水自动控 制 混合料加水量，大大地影响烧结矿的品质，烧结终点等其它环节的正常运行，混合料分两次 加水，即一次混合加水和二次混合加水。一次混合占绝大多数的加水量，二次混合占小部分加水 量，起微调作用。由于一次混合加水与二次混合加水原理相同，我们仅介绍一次混合加水。请见 我们的加水控制图： 系 统 配置 本系统网络为工业以太网，监控机、优化机和配料 PLC 控制器都连接在网上。配料 PLC 采用 西门子的 S7-400 控制器来完成现场模拟量的输入输出处理，完成 PID 控制算法的实现，并实现 控制量的输出。 配料 PLC 控制器通过通讯模板 CP443 与烧结机主体 S7-400 控制器通讯。控制器 的编程软件为 STEP7。上位机通过以太网卡 CP1413 入网。 监控画面由 WINCC 完成，有多种打印功能，查询功能，数据收集和归档功能，声光报警功能， 统计和报表功能，所有功能均了友好的人机对话机制。 优化算法用 VC++编程实现，VC++可与 WINCC 共享数据，通过数据共享来读取控制参数,完成 控制算法，并由 WINCC 在线修改。人机接口部分由 VC++和 WINCC 共同完成，控制面板由 PROTOOL 编程。硬件配置图如下： 小结 采用优化算法，完成配料控制和加水控制，从实际应用来看效果很好。烧结合格率提升许多， 炉况稳定，利用系数也提高了。由于配料故障的判断，减小了故障处理时间并提高了生产率。此 外，前馈加水控制的应用效果良好，也大大提高了成品质量。 本文作者：田芮