论文部分内容阅读
[摘要]：本文介绍了钢铁企业中焦化系统工程中配料控制系统的主要特点和功能。
[关键词]：数据传递 物料配合 自动控制
中图分类号：TN965.7 文献标识码：TN 文章编号：1009-914X（2012）35- 0359-01
一、概述
钢铁企业焦化厂中备煤车间采用工艺过程简单、设备较少、布置紧凑、操作方便的先配煤后粉碎工艺流程。整个车间由配煤室、粉碎机室、煤塔顶层以及相应的带式输送机通廊和转运站组成。配煤室是把各种牌号的炼焦用煤，根据配煤试验确定的配比进行配合，使配合后的煤料能够炼制出符合质量要求的焦炭。
二、自动配料系统
1、系统特点
金日JRPL-P型自动配料系统，采用集散型、模块化的设计，计量部分采用德国申克（SCHENCK） BMP系列电子皮带秤，控制部分采用Modicon Quantum 140系列PLC系统，与焦化厂原备煤系统设备选型一致。上位机监控是在WindowsXP操作平台下，采用成熟的iFix工业组态软件，系统操作简单、界面友好，确保了整个配料系统的可靠性、稳定性和准确性，维护及操作简单。
2、系统结构
采用分布式JRPL-P型主皮带一条龙减差配料系统，并在系统结构上采用 上位机 + PLC控制系统 + 电子秤 的方式，在给料控制方式上采用 圆盘给料机 的配料方案。
整个系统由两台工业PC、一套PLC 及14套单回路闭环控制系统组成；每个闭环控制回路由现场的园盘给料机、电子秤及现场操作箱、控制室内的PLC、变频器等组成。并留有与焦化厂上位计算机的通讯接口。
该配煤系统可分为下列四大部分：
? 物料计量部分 ? 微机操作部分
? 控制部分 ? 给料机控制部分
物料计量部分
为了保证计量控制系统的计量精度和运行可靠，采用德国申克（SCHENCK） BMP系列电子皮带秤，其计量精度为±0.25%，在采用主皮带减差的一条龙控制方案应用中，可以保证在物料干燥的前提下，控制精度在±1%以内，满足了焦化厂配煤控制的需要。
德国申克（SCHENCK） BMP系列电子皮带秤的特点如下：
1）独特的秤架结构：
■ 全悬浮100%受力称重桥，即受力为托辊直压方式100%传力（无任何机械铰刀，杠杆等对精确测量受力不利的转换环节）即使在高振动，高皮重以及不平稳负荷下也能保证高精度测量，进而实现高精度配料控制。
■ 两台秤体之间可以连续安装，特别适用于在大皮带上连续安装进行减差计量方式，该安装方式为申克秤所特有，目前国内外其它的电子秤均无法实现。
■ 称重桥由高强度钢板立装构成，避免结构变形的误差及可能的物料堆积；
■ 安装简单：四点锚固， 可调， 焊接或螺栓固定；
2）申克RTN传感器特点
■ 采用独特的高阻抗，轴对称传感器（申克专利），侧向力不被测量，高过载能力，抗托辊安装不对直性。
■ 阻抗高达4480欧的环形应变片同心对称地粘贴在测量体上下表面，使惠斯登电桥各桥臂应变均匀，构成独特的轴对称测量原理。
■ 高灵敏度，大输出信号：由于采用高阻抗电阻应变片，供桥电压最高可达100V， 输出灵敏度高达 2.85 mV/V，使输出信号最可达180 mV 。
■ 信号可直接远距离传输传感器本身所有的电子部件均置于传感器腔体内，具有很好的保护性能；电缆直接从传感器内引出，称重信号不经任何中间环节的转换可直接传输达1000米。
■ 允许大皮重称量，保证同样精度的情况下，可允许最大皮重为量程的 90 % 。
■ 传感器投运后无需维护/维修，拆装非常简便，并允许在加载情况下进行电缆的连接，拆卸以及测量。
■ 独特的弹性安装附件（申克专利）：配套采用申克特有的钢胶混体弹性安装件， 消除了侧向力及冲击负荷对传感器的影响， 而无需采用额外的机械辅助固定装置（例如：拉杆/张紧杆等），最大限度地消除了外界机械因素对称量的影响，并有效可靠地保护了传感器。
■ 精度高， 重复性及长期稳定性好
■ 高分度值：符合 PTB，OIML国际标准，系统分度值可高达5000/7500/10000等。传感器本身分度高达 120 万。
■ 传感器测量系统设计先进，蠕变误差极小。
■ 高防护等级，密封性好：传感器加工精密，全部采用高等级优质不锈钢，电抛光，激光焊，抗腐蚀性能好，防护级别高达 IP68 （ 水气密封性好，可在水中 浸泡作业 ）
3）先进的DISOCONT控制仪表和电控装置
申克电子秤采用DISOCONT仪表和电控装置进行测量、控制和调节，其技术优点如下：
1.采用总线通讯方式
配料秤与用户工厂控制系统或上位机的通讯连接采用简便通用的总线方式，易于融入用户本身的上位管理控制系统之内。
2.方便的现场调试方式
配料秤操作参数的设定、修改等非常简便，现场调试时，可以采用以下方式：
■ 采用普通笔记本电脑完成
■ 采用申克提供的专用服务器完成
3.功能强大的控制功能
■ 在现场实现对给料机的定量给料自动控制
■ 完备的输入输出控制接口
微机操作站
该上位机采用先进可靠的工业控制机作为操作站，工艺流程动画显示美观大方，友好的操作界面简单易学。
在本系统中，所有自动配煤的操作均在备煤集中控制室内完成，在集中控制室室内安装两台操作站，完成配煤系统的操作功能，其中一臺也可以作为工程师站，作为工程师调试使用。
操作站的功能如下：
1）系统软件是在WindowsXP操作平台下，用iFix4.0中文监控软件开发研制的通用应用程序，基本数据库为SQL2005 。整个程序兼顾鼠标和键盘操作，并可调出随机帮助文件。
2）各种操作界面、数据显示及打印管理，用户可方便的在上位机上进行各种数据的修改操作，运行数据的图形显示及打印各种报表。
3）上位机通过以太网与配料PLC控制系统相连，能够下发计量、控制、系统参数以及配料指令、精度测试命令等，同时能够读取各电子秤、给料机的当前状态和参数。
控制部分工作原理
煤仓里的煤料通过园盘给料机均匀地落到煤仓下的带式输送机上，称重信号和速度信号送到到电子秤显示控制仪上，并以现场总线的通讯方式送入PLC系统，经PLC运算处理后得出实际给料量，将实际给料量与设定的给料量不断进行比较，并经变频器调整园盘给料机的给料速度，使之精确地以恒定的给料速率给料，保持给料量基本恒定。在反馈控制上采用金日公司新型的人工智能PID调节算法，无振荡，无超调。控制部分的PLC系统采用Modicon Quantum 140系列PLC系统，具有极高的系统可靠性。为保证PLC系统的可靠运行，系统电源模块、网络模块采用冗余配置，PLC系统的各类I/O点预留20%的余量。
三、应用效果
⑴提高配煤管理水平。本系统通过以太网可实时监控配料系统的配料情况，实时掌握配料信息。
⑵稳定和提高配煤质量。配料系统在输入相应的参数后，可实现自动配料，排除因人为因素造成的配煤质量波动。
⑶改善操作环境节省投资。传统配料方式都是在配料斗下方安装给料装置，并在给料装置处安装计量装置，本系统在设计上就采取了直接在主输送带上安装计量装置，从而降低投资，节约了成本。
[关键词]：数据传递 物料配合 自动控制
中图分类号：TN965.7 文献标识码：TN 文章编号：1009-914X（2012）35- 0359-01
一、概述
钢铁企业焦化厂中备煤车间采用工艺过程简单、设备较少、布置紧凑、操作方便的先配煤后粉碎工艺流程。整个车间由配煤室、粉碎机室、煤塔顶层以及相应的带式输送机通廊和转运站组成。配煤室是把各种牌号的炼焦用煤，根据配煤试验确定的配比进行配合，使配合后的煤料能够炼制出符合质量要求的焦炭。
二、自动配料系统
1、系统特点
金日JRPL-P型自动配料系统，采用集散型、模块化的设计，计量部分采用德国申克（SCHENCK） BMP系列电子皮带秤，控制部分采用Modicon Quantum 140系列PLC系统，与焦化厂原备煤系统设备选型一致。上位机监控是在WindowsXP操作平台下，采用成熟的iFix工业组态软件，系统操作简单、界面友好，确保了整个配料系统的可靠性、稳定性和准确性，维护及操作简单。
2、系统结构
采用分布式JRPL-P型主皮带一条龙减差配料系统，并在系统结构上采用 上位机 + PLC控制系统 + 电子秤 的方式，在给料控制方式上采用 圆盘给料机 的配料方案。
整个系统由两台工业PC、一套PLC 及14套单回路闭环控制系统组成；每个闭环控制回路由现场的园盘给料机、电子秤及现场操作箱、控制室内的PLC、变频器等组成。并留有与焦化厂上位计算机的通讯接口。
该配煤系统可分为下列四大部分：
? 物料计量部分 ? 微机操作部分
? 控制部分 ? 给料机控制部分
物料计量部分
为了保证计量控制系统的计量精度和运行可靠，采用德国申克（SCHENCK） BMP系列电子皮带秤，其计量精度为±0.25%，在采用主皮带减差的一条龙控制方案应用中，可以保证在物料干燥的前提下，控制精度在±1%以内，满足了焦化厂配煤控制的需要。
德国申克（SCHENCK） BMP系列电子皮带秤的特点如下：
1）独特的秤架结构：
■ 全悬浮100%受力称重桥，即受力为托辊直压方式100%传力（无任何机械铰刀，杠杆等对精确测量受力不利的转换环节）即使在高振动，高皮重以及不平稳负荷下也能保证高精度测量，进而实现高精度配料控制。
■ 两台秤体之间可以连续安装，特别适用于在大皮带上连续安装进行减差计量方式，该安装方式为申克秤所特有，目前国内外其它的电子秤均无法实现。
■ 称重桥由高强度钢板立装构成，避免结构变形的误差及可能的物料堆积；
■ 安装简单：四点锚固， 可调， 焊接或螺栓固定；
2）申克RTN传感器特点
■ 采用独特的高阻抗，轴对称传感器（申克专利），侧向力不被测量，高过载能力，抗托辊安装不对直性。
■ 阻抗高达4480欧的环形应变片同心对称地粘贴在测量体上下表面，使惠斯登电桥各桥臂应变均匀，构成独特的轴对称测量原理。
■ 高灵敏度，大输出信号：由于采用高阻抗电阻应变片，供桥电压最高可达100V， 输出灵敏度高达 2.85 mV/V，使输出信号最可达180 mV 。
■ 信号可直接远距离传输传感器本身所有的电子部件均置于传感器腔体内，具有很好的保护性能；电缆直接从传感器内引出，称重信号不经任何中间环节的转换可直接传输达1000米。
■ 允许大皮重称量，保证同样精度的情况下，可允许最大皮重为量程的 90 % 。
■ 传感器投运后无需维护/维修，拆装非常简便，并允许在加载情况下进行电缆的连接，拆卸以及测量。
■ 独特的弹性安装附件（申克专利）：配套采用申克特有的钢胶混体弹性安装件， 消除了侧向力及冲击负荷对传感器的影响， 而无需采用额外的机械辅助固定装置（例如：拉杆/张紧杆等），最大限度地消除了外界机械因素对称量的影响，并有效可靠地保护了传感器。
■ 精度高， 重复性及长期稳定性好
■ 高分度值：符合 PTB，OIML国际标准，系统分度值可高达5000/7500/10000等。传感器本身分度高达 120 万。
■ 传感器测量系统设计先进，蠕变误差极小。
■ 高防护等级，密封性好：传感器加工精密，全部采用高等级优质不锈钢，电抛光，激光焊，抗腐蚀性能好，防护级别高达 IP68 （ 水气密封性好，可在水中 浸泡作业 ）
3）先进的DISOCONT控制仪表和电控装置
申克电子秤采用DISOCONT仪表和电控装置进行测量、控制和调节，其技术优点如下：
1.采用总线通讯方式
配料秤与用户工厂控制系统或上位机的通讯连接采用简便通用的总线方式，易于融入用户本身的上位管理控制系统之内。
2.方便的现场调试方式
配料秤操作参数的设定、修改等非常简便，现场调试时，可以采用以下方式：
■ 采用普通笔记本电脑完成
■ 采用申克提供的专用服务器完成
3.功能强大的控制功能
■ 在现场实现对给料机的定量给料自动控制
■ 完备的输入输出控制接口
微机操作站
该上位机采用先进可靠的工业控制机作为操作站，工艺流程动画显示美观大方，友好的操作界面简单易学。
在本系统中，所有自动配煤的操作均在备煤集中控制室内完成，在集中控制室室内安装两台操作站，完成配煤系统的操作功能，其中一臺也可以作为工程师站，作为工程师调试使用。
操作站的功能如下：
1）系统软件是在WindowsXP操作平台下，用iFix4.0中文监控软件开发研制的通用应用程序，基本数据库为SQL2005 。整个程序兼顾鼠标和键盘操作，并可调出随机帮助文件。
2）各种操作界面、数据显示及打印管理，用户可方便的在上位机上进行各种数据的修改操作，运行数据的图形显示及打印各种报表。
3）上位机通过以太网与配料PLC控制系统相连，能够下发计量、控制、系统参数以及配料指令、精度测试命令等，同时能够读取各电子秤、给料机的当前状态和参数。
控制部分工作原理
煤仓里的煤料通过园盘给料机均匀地落到煤仓下的带式输送机上，称重信号和速度信号送到到电子秤显示控制仪上，并以现场总线的通讯方式送入PLC系统，经PLC运算处理后得出实际给料量，将实际给料量与设定的给料量不断进行比较，并经变频器调整园盘给料机的给料速度，使之精确地以恒定的给料速率给料，保持给料量基本恒定。在反馈控制上采用金日公司新型的人工智能PID调节算法，无振荡，无超调。控制部分的PLC系统采用Modicon Quantum 140系列PLC系统，具有极高的系统可靠性。为保证PLC系统的可靠运行，系统电源模块、网络模块采用冗余配置，PLC系统的各类I/O点预留20%的余量。
三、应用效果
⑴提高配煤管理水平。本系统通过以太网可实时监控配料系统的配料情况，实时掌握配料信息。
⑵稳定和提高配煤质量。配料系统在输入相应的参数后，可实现自动配料，排除因人为因素造成的配煤质量波动。
⑶改善操作环境节省投资。传统配料方式都是在配料斗下方安装给料装置，并在给料装置处安装计量装置，本系统在设计上就采取了直接在主输送带上安装计量装置，从而降低投资，节约了成本。