钢铁厂配料控制系统的功能特点和配置选型

1、钢铁厂配料控制系统的功能特点和配置选型=1本文介绍了某钢铁厂事业的配料控制系统的主要功能，特点，工作原理，控制方式和配置选 型。近年来，我国的钢铁冶炼行业发展迅速，烧结矿是炼铁的主原料，而配料技术工艺是影 响烧结矿质量的重要环节，各称量设备只有达到一定精度才能保证矿的质量。传统烧结工艺中主要依靠工作经验进行调节，存在以下几方面的问题：D不能适时进行调节配比，生产效率较低。D由于缺少计量设备，人为影响因素较多，物料不能很好控制，浪费现象严重，生产成本大 大提高，不合格率较多，造成大量的废品。D由于物料的粉尘污染较严重，严重影响工人的身体健康。近几年来，钢铁厂工业过程自动 化程度越来越高及人们对环

2、保意识的增强，变频技术以其优异的性能，在国内外得以广泛应 用。二、配料控制系统的主要功能及特点1、控制系统主要功能A监控功能：对皮带称配料过程的瞬时流量、日累计、月累计、年累计等参数进行检测和监 视；A画面显示：通过计算机显示器可显示配料过程中有关控制参数的运行状况，以及显示实时 配料曲线和表格；可随时打印配料报表，以便保存和查询；工控机与PLC可随时打印配料报表，以便保存和查询；工控机与PLC和配料称重仪表之间进行可进行双向数据及信息交换；系统可自动对采集的信号进行运算处理，并输出到相应的控制量；根据操作前相应的设定值，自动控制设备的正常运行，包括PID调节；上位机以画面方式和声光信号方式对

3、各种参数超限或设备状态异常进行报警。A通讯功能：A数据处理：A控制功能：A报警功能：2、钢铁厂配料控制系统的主要特点A在配料系统结构上采用中小型集散控制系统，实现了 “分散控制，集中管理”，克服了 “危 险集中”的问题；A上位机和下位机相对独立。具有手动、自动、半自动切换功能，联机时，彼此间按特定的 协议互通信息，脱机时，单台秤可独立实现工艺闭环过程控制；A上位机远离操作现场，提高了系统的稳定性，改善了操作员的工作环境；A下位机选用可编程控制器，具有很强的抗干扰能力，编程简单易于掌握，能在恶劣的环境 中长期可靠的运行；A采用PID调节，提高配料系统的配料精度，并能根据生产要求，设置最佳的工作开

4、关时序， 较好的解决料头料尾问题，自动修改系统的物料配比；三、配料系统的结构及工作原理1、控制系统的总体构成拓扑图及系统原理图本系统由一套PLC系统和一套上位机监控系统组成。PLC系统由一个S7-300主站和13个称重配料仪表作为从站及专用通讯电缆组成，主站与从站通过PROFIBUS-DP通讯，上位机监控系统米用 Windows2000Professional ServerSP2操作系统，安装西门子STEP7编 程软件及WINCCV6.0组态软件。控制系统的总体构成拓扑图及系统原理图如下所示：系统原理图系统原理图B上位机：对整个系统进行实时监控，画面显示和报表打印；B PLC：实现配料的自动控

5、制；B配料仪表：用于配料的PID调节及瞬时流量和累计流量等参数的显示；B控制柜：用于系统的逻辑控制和供配电；B现场手操箱：用于现场单台设备的启停控制。2、系统的运行方式：每一台配料称设手动，半自动，自动三种控制方式B手动时，将现场控制箱和仪表箱的转换开关都打到手动位置，由现场控制箱上的启 停按钮、电位器、频率表等实现控制，由称量仪表显示物料瞬时量及累积量。主要用于网络 系统故障PLC控制系统发生故障或其它原因，需要进行手动检修试车工作情况下的应急操作。B半自动时，将现场控制箱和仪表箱的转换开关都打到自动位置，由现场控制箱上的 启停按钮、频率表、称重显示仪表等实现控制，可以通过称重仪表设定的配方

6、自动调整配料 量，显示物料瞬时量及累积量。主要用于不需要上位控制时。B全自动时，将仪表箱的转换开关打到联动位置，由上位机控制皮带的启停，动态显 示各物料量、皮带运行状态、各种报警指示，各配料量由上位机根据工艺要求统一设定，可 进行采集和处理各配料控制回路来的称量信号与开关量状态，实现整个系统的皮带秤给料、 称量检测、料量调节，选择和切换料仓等配料过程的自动控制。此时现场手动控制系统不起 作用，完全通过中控室进行操作。3、自动运行系统的启动和停止四种方式：顺序启动、顺序停止、紧急停止、同时启动B顺序启动:用于系统的初次启动或者顺序停止后的系统再启动，顺序启动功能可以控制参 加配料的给料设备按照皮

7、带的运行方向按一定的时间间隔依次启动，保证料头能够对齐。B顺序停止：用于希望长时间停车的场合，这样可以保证输送皮带上的物料都运送干净，使 皮带处于物料状态，并且可以保证料尾对齐。B紧急停止：用于发生紧急情况所有参与配料的设备立即停止运行的场合。B同时启动：用于急停后的再启动，能够使系统在上一次的“断点”处接着往下运行，就像 没有发生过任何事情一样。注意：不能随便，无顺序的点击这四个按钮，必须按操作要求来操作。4、物料量的控制B当某种物料量所需配比确定后，将其作为设定值输入上位机，经网络传输给称重仪 表。物料落到称重皮带上，其重量由称重传感器检测，取得物料流量（测量值）的反馈电压 信号（030m

8、V）到称量控制仪表并运算成为PV当前值，经PID运算再输出420mA控制信 号至变频器，以此改变其U/F输出值，从而改变皮带速度来控制物料量的大小，实现自动 配料。B物料配比的控制：本系统给料任务来自上位机的配比输入与计算进行控制，即将各种原料 的工艺参数输入计算机，由计算机直接对各料种进行设定和配比协调。B自动倒仓控制：同一种物料分别装于几个料仓中（如精矿粉），在生产中只用到其中的部分 料仓给料，要求在某一正在给料的料仓发生故障（无料、堵料、机械故障等）时,控制系统根据 程序设定，自动启动一满足条件且没有参与配料的料仓给料系统。B燃料流量值的自动调整：设备顺停时，由于精矿粉的总量随着料仓的逐

9、个减少，这时，程 序自动逐渐减少燃料的下料量，以保证原配比不变。四、系统设备选型1、网络系统选型上位工控机：研华IPC610 P4 17彩显，C CPU： P42.8GC内存：256MC硬盘：80GCCD-ROM:SONY DVDPLC系统:CPU选用西门子CPU315-2DP。具有以下功能：C具有较大容量的工作存贮器，可用于大量的I/O配置。两个通讯口，可用于MPI多 点通讯及Profibus-DP分布式通讯。C具有最高187.5千位/S数据传输能力，字操作时间1uS,工作存贮器128K字节。C编程软件采用STEP7.V5.3,具有丰富的编程指令和结构模块，以及强大的组网能力。C具有扩展通讯

10、功能，最多可带32个扩展模块，每个扩展单元8个称重模块，也就是说除 主机架外，可扩展3个机架。软件设置：操作系统选Windows2000Professional SP2,上位机运行西门子WINCCV6.0组态 软件,PLC编程软件选用西门子STEP 7 V5.3。组态软件功能：实现对全系统的控制管理以及进行系统运行界面的图形组态。运行期间上位机完成系 统人-机对话、监控界面显示、报警处理和显示、生产数据处理和报表输出。2、配料秤选型配料秤集机械、电气、仪表一体，是对散装物料进行连续的输送、计量的理想设备。 并可根据现场要求，实现用动、自动、联动控制方式。是烧结、焦化、原料、水泥配料等生 产工艺

11、中的必选设备。根据工艺要求，选用江苏天秤LB-PP-P系列皮带秤。组成由秤重桥架、速度传感器和积算器组成。配料秤原理装有载荷传感器的称重桥架、安装于输送机的纵梁上，称重桥架支承的称重托辊，检 测皮带上的物料重量，产生一个正比于皮带载荷电气输出信号。速度传感器直接连在从动滚 筒上或者大直径的托辊上，提供一系列脉冲，每个脉冲表示一个皮带运动单元，脉冲的频率 正比于皮带速度，积算器从载荷传感器和速度传感器接收输出信号，用电子的方法把皮带运 动和皮带载荷相乘，并进一步处理通过输送机的物料总重量，将其转换成选定的工程单位， 通过对时间的计算，同时产生一个瞬时流量值。累计总量与瞬时流量分别在显示器上显示出

12、 来。结构特点C秤重桥架采用16#槽钢整体焊接成型，抗变形；C采用环形裙边皮带，有效防止撒料；C机架尾轮采用包胶托辊；C采用美国先进的技术-橡胶轴支承，可靠，免维护；C具有完善的内外清扫器，保证皮带清洁；C加电流输出接口，可输出与流量成正比的4-20 mA电流；C 通讯接口可选：标准RS485、Modbus、Profibus 接口。技术指标C称量范围：16000t/hC皮带输送机倾角：W18度C皮带速度：0.14m/sC皮带宽度：3002000mm3、现场仪表钢铁厂烧结配料系统的现场仪表直接接收秤重传感器、测速传感器信号，然后经过处 理，把结果通过Profibus总线、I/O接口与S7-300

13、设备相连。该称重仪表可挂壁安装，也 可就地安装在称重设备旁，操作方便、抗干扰能力强。特点C压铸铝合金外壳，防尘、防静电、抗干扰能力强；C双行中文、四行英文背光液晶显示；C硬件电路软件化，减少焊点，提高仪表长期稳定性；C五键操作，简单易学；C内有智能PID调节功能；C 提供 Modbus、Profibus、CAN 等通讯;C控制方式多样化，可用于恒速配料方式、调速配料方式、同步调整配料方式以及双速调速 配料方式等多种配料场合；C模拟量、开关量输入输出；C10V传感器供桥电压+毫伏输入+电流输入(重量)+开关量+控制量+重量输出+流量输出。技术指标c精度：m级C线性度：0.003%C 温度:-30c-+55cC湿度：90%C 电源:AC220V -15%+10% 50HZ2%4、变频器变频器选用施耐德