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燒結(jié)自動配料和自動加水控制在鋼鐵行業(yè)的應(yīng)用
信息來源： 發(fā)布時間：2012-03-01 10:41:05 點擊次數(shù)：0
燒結(jié)工藝是煉鐵的前端工序，配料是它的關(guān)鍵，決定了 燒結(jié)球團的質(zhì)量，物理性質(zhì)，化學(xué)成分，對高爐鐵水的質(zhì)量和煉鐵效率有著深遠的影響，要保持高質(zhì)量的配料 水平，必須采用配料自動控制，本文將介紹模糊控制在 自動配料和配料加水中的應(yīng)用。
配料及配料加水工藝
燒結(jié)配料共有18個配料倉，料倉內(nèi)裝有含鐵原料、燃 料、石灰石、生石灰、白云石、返回礦等原料，料倉下 面各有一個給料皮帶，給料皮帶由電機帶動旋轉(zhuǎn)，將料落入圓盤下面送料皮帶，由送料皮帶送入混合機，在混合機中加水?dāng)嚢?，完成加水功能。在配料生產(chǎn)中，各參數(shù)優(yōu)化組合恰當(dāng)，對燒結(jié)礦的品位，堿度，等一系列工 藝要求有著十分重要的意義。
配料自動控制
·配料基礎(chǔ)級自動控制
配料PLC采用西門子S7-400，它配有一個操作員面板 OP37，通過面板也可進行優(yōu)化參數(shù)的操作。OP37由 PROTOOL 編程，它以很高的分辨率，動態(tài)地顯示彩 色配料工藝畫面。在主控室，配有上位機，上位機與 配料PLC共同連在PROFIBUS網(wǎng)上，隨時顯示配料工藝 信息。畫面由WINCC制作。這樣在主控室也可隨時監(jiān)控配料情況。
一般由優(yōu)化機計算出下料量，借助以太網(wǎng)通訊至配料PLC，再經(jīng)PLC的模擬量輸出模板送往電子稱，完成設(shè)定功能。電子稱的流量反饋信息通過PLC的模擬量輸入 模板送往優(yōu)化機，完成顯示功能。
·配料優(yōu)化
下料量計算：我們提出一種專家(操作人員，理論研究 人員都可為專家)經(jīng)驗法的思路，基于數(shù)據(jù)庫技術(shù)、網(wǎng)絡(luò) 技術(shù)和各種具體實用的優(yōu)化技術(shù)。它將專家的經(jīng)驗(包括 操作人員的經(jīng)驗積累，研究人員的理論經(jīng)驗，和各種實 驗數(shù)據(jù))存儲于專家數(shù)據(jù)庫供人們調(diào)用。優(yōu)化算法將“經(jīng) 驗”提取出來進行處理，形成優(yōu)化數(shù)據(jù)庫，因此，它回 避了經(jīng)驗公式法和理論計算法的不足，沒有絕對的精確, 但又是以最高的概率去接近現(xiàn)實。在配料計算中，用它 算出的下料值進行燒結(jié)，確實能夠使燒結(jié)爐況穩(wěn)定，配料順利，堿度穩(wěn)定產(chǎn)品合格率提高。
·下料故障判斷
下料故障因素很復(fù)雜，主要有堵料和失控兩種。一般說來在短時間內(nèi)如果流量過大，并且流量對時間變化導(dǎo)數(shù) 很大且為正，則為堵料，較長時間內(nèi)如果流量過小，并 且流量對時間變化導(dǎo)數(shù)很小，則為失控。具體應(yīng)用時采 用模糊推理的方法，隸屬函數(shù)采用三角形隸屬度函數(shù), 推理規(guī)則由優(yōu)化程序確定。
混合加水自動控制
混合料加水量，大大地影響燒結(jié)礦的品質(zhì)，燒結(jié)終點等其它環(huán)節(jié)的正常運行，混合料分兩次加水，即一次混合加水 和二次混合加水。一次混合占絕大多數(shù)的加水量，二次混合占小部分加水量，起微調(diào)作用。由于一次混合加水與二次混合加水原理相同，我們僅介紹一次混合加水。
系統(tǒng)配置
本系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)為工業(yè)以太網(wǎng)，監(jiān)控機、優(yōu)化機和配料PLC控制器都連接在網(wǎng)上。配料PLC采用西門子的S7-400控制器 來完成現(xiàn)場模擬量的輸入輸出處理，完成PID控制算法的 實現(xiàn)，并實現(xiàn)控制量的輸出。 配料PLC控制器通過通訊模 板CP443與燒結(jié)機主體S7-400控制器通訊?？刂破鞯木幊?軟件為STEP7。上位機通過以太網(wǎng)卡CP1413入網(wǎng)。
監(jiān)控畫面由WINCC完成，有多種打印功能，查詢功能,數(shù)據(jù)收集和歸檔功能，聲光報警功能,統(tǒng)計和報表功能,有功能均設(shè)計了友好的人機對話機制。
優(yōu)化算法用VC++編程實現(xiàn)，VC++可與WinCC共享數(shù)據(jù),通過數(shù)據(jù)共享來讀取控制參數(shù)，完成控制算法，并由 WinCC在線修改。人機接口部分由VC++和WinCC共同完 成，控制面板由PROTOOL編程。
配料及配料加水工藝
燒結(jié)配料共有18個配料倉，料倉內(nèi)裝有含鐵原料、燃 料、石灰石、生石灰、白云石、返回礦等原料，料倉下 面各有一個給料皮帶，給料皮帶由電機帶動旋轉(zhuǎn)，將料落入圓盤下面送料皮帶，由送料皮帶送入混合機，在混合機中加水?dāng)嚢?，完成加水功能。在配料生產(chǎn)中，各參數(shù)優(yōu)化組合恰當(dāng)，對燒結(jié)礦的品位，堿度，等一系列工 藝要求有著十分重要的意義。
配料自動控制
·配料基礎(chǔ)級自動控制
配料PLC采用西門子S7-400，它配有一個操作員面板 OP37，通過面板也可進行優(yōu)化參數(shù)的操作。OP37由 PROTOOL 編程，它以很高的分辨率，動態(tài)地顯示彩 色配料工藝畫面。在主控室，配有上位機，上位機與 配料PLC共同連在PROFIBUS網(wǎng)上，隨時顯示配料工藝 信息。畫面由WINCC制作。這樣在主控室也可隨時監(jiān)控配料情況。
一般由優(yōu)化機計算出下料量，借助以太網(wǎng)通訊至配料PLC，再經(jīng)PLC的模擬量輸出模板送往電子稱，完成設(shè)定功能。電子稱的流量反饋信息通過PLC的模擬量輸入 模板送往優(yōu)化機，完成顯示功能。
·配料優(yōu)化
下料量計算：我們提出一種專家(操作人員，理論研究 人員都可為專家)經(jīng)驗法的思路，基于數(shù)據(jù)庫技術(shù)、網(wǎng)絡(luò) 技術(shù)和各種具體實用的優(yōu)化技術(shù)。它將專家的經(jīng)驗(包括 操作人員的經(jīng)驗積累，研究人員的理論經(jīng)驗，和各種實 驗數(shù)據(jù))存儲于專家數(shù)據(jù)庫供人們調(diào)用。優(yōu)化算法將“經(jīng) 驗”提取出來進行處理，形成優(yōu)化數(shù)據(jù)庫，因此，它回 避了經(jīng)驗公式法和理論計算法的不足，沒有絕對的精確, 但又是以最高的概率去接近現(xiàn)實。在配料計算中，用它 算出的下料值進行燒結(jié)，確實能夠使燒結(jié)爐況穩(wěn)定，配料順利，堿度穩(wěn)定產(chǎn)品合格率提高。
·下料故障判斷
下料故障因素很復(fù)雜，主要有堵料和失控兩種。一般說來在短時間內(nèi)如果流量過大，并且流量對時間變化導(dǎo)數(shù) 很大且為正，則為堵料，較長時間內(nèi)如果流量過小，并 且流量對時間變化導(dǎo)數(shù)很小，則為失控。具體應(yīng)用時采 用模糊推理的方法，隸屬函數(shù)采用三角形隸屬度函數(shù), 推理規(guī)則由優(yōu)化程序確定。
混合加水自動控制
混合料加水量，大大地影響燒結(jié)礦的品質(zhì)，燒結(jié)終點等其它環(huán)節(jié)的正常運行，混合料分兩次加水，即一次混合加水 和二次混合加水。一次混合占絕大多數(shù)的加水量，二次混合占小部分加水量，起微調(diào)作用。由于一次混合加水與二次混合加水原理相同，我們僅介紹一次混合加水。
系統(tǒng)配置
本系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)為工業(yè)以太網(wǎng)，監(jiān)控機、優(yōu)化機和配料PLC控制器都連接在網(wǎng)上。配料PLC采用西門子的S7-400控制器 來完成現(xiàn)場模擬量的輸入輸出處理，完成PID控制算法的 實現(xiàn)，并實現(xiàn)控制量的輸出。 配料PLC控制器通過通訊模 板CP443與燒結(jié)機主體S7-400控制器通訊?？刂破鞯木幊?軟件為STEP7。上位機通過以太網(wǎng)卡CP1413入網(wǎng)。
監(jiān)控畫面由WINCC完成，有多種打印功能，查詢功能,數(shù)據(jù)收集和歸檔功能，聲光報警功能,統(tǒng)計和報表功能,有功能均設(shè)計了友好的人機對話機制。
優(yōu)化算法用VC++編程實現(xiàn)，VC++可與WinCC共享數(shù)據(jù),通過數(shù)據(jù)共享來讀取控制參數(shù)，完成控制算法，并由 WinCC在線修改。人機接口部分由VC++和WinCC共同完 成，控制面板由PROTOOL編程。