1前言

配料係統主要功能就是將鐵料、精礦、生石灰、白雲石和一定數量的返礦按照一定的比例均衡地混配在一起,形成一種成分均一的物料。電子皮帶秤（主要包括計量皮帶秤、配料秤、螺旋秤）以其固有的特性被廣泛應用於配料係統中，目前張鋼新區180m2燒結配料係統就應用了配料秤和螺旋秤。隨著燒結工藝係統自動化程度的提高，對配料係統精確性和快速性的要求也越來越高，完善燒結配料係統對提高燒結礦的技術經濟指標至關重要。因此，必須采取措施提高燒結配料的自動化控製精度。
2電子皮帶秤的結構
2.1配料秤的組成
1）    秤架。對整機型配料秤而言，秤架實際上是一條小型皮帶機，擔負將物料從料倉中拖出並輸送的目的。在物料通過稱量段時，由秤框及傳感器對物料重量進行檢測，從而在連續輸送物料的同時完成稱量，當改變調速電機轉速時即可調節物料量的大小。
2）    重力傳感器。當物料通過稱量段時，由秤框傳遞物料重量到重力傳感器,重力傳感器將重量轉化為相對應的毫伏電壓信號送出。重力傳感器采用電阻應變式，當傳感器受力後,貼在傳感器壁上的電阻應變片發生相應變形,阻值亦隨之改變，電阻應變片連接成橋式,當橋臂阻值發生變化時,即可輸出相應的電信號。
3）    速度傳感器。要完成稱重，必須測出皮帶的速度。速度傳感器安裝於下皮帶的上表麵，利用自重壓力使磨擦輪與皮帶接觸，當皮帶移動時磨擦輪同時轉動，同時速度傳感器發生同步脈衝信號。
4）    控製、顯示。完成這一功能的模塊為SA-500稱重控製器，接受信號放大器送來的稱重信號和速度信號，經運算處理得到此時物料的累計重量和瞬時K8凯发登录入口，並根據設定K8凯发登录入口值與現K8凯发登录入口值差距發出PID控製信號,控製給料設備達到要求K8凯发登录入口。
5）    調速裝置。用於在PID信號控製下驅動調節設備電機。常用的有滑差電機控製器和變頻調速器。
2.2螺旋秤組成
某些粉狀物料（如水泥、石灰粉等）不宜用配料秤稱重，可采用螺旋秤。由於其結構特點限製，稱重精度比皮帶秤要低。
1）    秤體。秤體由螺旋給料筒、驅動電機及支點組成。支點位置應處於給料口中心位置，在無料時螺旋筒與驅動電機在支點兩側重量基本相等，當運料時,物料由入口進入向出口運行，對傳感器的壓力逐步增大。整個秤體是懸臂秤的結構。
2）    稱重傳感器。將感受到的重力轉換為電信號輸出，與配料秤中傳感器作用相同。由於螺旋秤體較重,傳感器量程又不太大，故應注意螺旋給料筒與驅動電機的重量平衡，必要時加配重進行調整。稱重與皮帶秤相同，但無測速信號。認為速度是恒定的，由電源頻率決定。
3）    計算、顯示、控製及調整裝置。作用與配料秤相同，但調速對象是給料電機。
4）    軟連接。用於連接秤體與給料設備,既可防止物料外泄，又可使秤體與給料設備之間的連接不影響稱重。常用材料為化纖、橡皮等。
3皮帶秤的校秤
在生產前或生產一定時間後，需要對皮帶秤進行校驗，以保證其使用精度，滿足生產需要。秤的校驗方法很多，張鋼采用的是鏈碼校驗與實物校驗相結合的方法。實物校驗是用已知質量的實物複現配料秤的實際工作過程，此方法標定效果準確、誤差小,但費時費力。鏈碼校驗是模擬實物的一種形式,簡單省力，但精度與實物校驗相比偏低。
1）    實物校驗。用鏈碼標定累計K8凯发登录入口且在允許的誤差範圍內，實際使用後認為實物與鏈碼標定還有一定差距時，可采用實物校驗。張鋼采用的是拋盤,皮帶勻速運行時,物料落在皮帶單位長度上的質量是一定的,隻要把單位長度上的物料質量測量出來,就可以得到任意物料的質量。即隻要用單位長度上的物料質量乘以皮帶運行長度即可得到物料的質量。為了使拋盤數據更接近真實值，在一次拋盤時,一般連續拋6~10盤。
2）    鏈碼校驗。校秤步驟:①校秤前準備。檢查皮帶,保證無粘料;觀察重力傳感器與秤框接觸是否良好;檢查稱重托滾是否高於承重托滾2~3mm;檢査要校驗秤的皮帶是否有跑偏現象。②皮帶去皮值操作。③校皮帶料重操作。把一定重量的鏈碼放在配料皮帶上，一端固定好，開啟皮帶,保證鏈碼不跑偏。觀察顯示儀表上皮帶料重顯示是否為鏈碼重量,若不是,修改標定係數使儀表重量顯示為鏈碼重量。④K8凯发登录入口標定。當標定結束後，看實際重量與顯示重量的差值是否在誤差範圍內，若不在內,需修改K8凯发登录入口標定係數，反複幾次，直到在誤差範圍之內。
4皮帶秤配料的PID調節控製
PID控製即為比例、積分、微分控製，又稱PID調節,PID控製器的參數整定是控製係統設計的核心內容。其目的是減少和消除係統誤差，保證係統穩定運行，通過調整比例、積分、微分係數使輸出信號趨於設定值。
4.1單PID控製
1）    當物料經過稱重傳感器時，產生一個正比於皮帶載荷的電壓信號,此信號經數字顯示儀表處理後與配料給定值進行比較,經調解計算改變變頻器的輸出值，控製圓盤給料機電機轉速，從而控製圓盤下料量。配料秤控製基本數學模型十分複雜，常用的有經典式的增量式控製模型，張鋼采用的是智能算法。故而不會產生振蕩過衝,並且調節速度很快。
2）    調速裝置與偏差的關係。配料給定值與實時K8凯发登录入口相等，達到最佳動態平衡狀態;配料給定值大於實時K8凯发登录入口，調速裝置調速增加，K8凯发登录入口增加;配料給定值小於實時K8凯发登录入口，調速裝置調速減小，K8凯发登录入口減小。為了減少變頻器頻率變化，設定1個死區，即-2%°v7v2%。,變頻器頻率不變化，電機調速不變,此時認為到了最佳動態給料平衡狀態。
3）    PID控製調節與配料的關係。為了使皮帶開啟或運行中不出現大的波動，采取了如下措施:皮帶開啟過程，當手動切換到自動運行時，在手動轉換時間內，PID電流恒定輸出，給料穩定。手動時間過後,儀表進入自動控製給料，使幾種物料的K8凯发登录入口和階段累計量均保持在設定範圍內。根據設定值的大小，計算手動PID輸出電流的大小，根據不同的料種來確定手動持續時間大小，原則不超過10so
4）    自動控製處理。在上位機上觀察配料秤K8凯发登录入口的曆史曲線，分析K8凯发登录入口在該時間段的波動情況，如果曲線變化較小，說明配料較好;反之,說明配料波動大。逐步減小PID調節係數值，觀察其曆史曲線，直至曲線變化較小為止。如果改小調節係數不起作用，如在冬季，應采用在料倉旁生火的措施。如果出現配料不夠，應檢查料口或料門開度是否太小，料倉本身下料是否及時。
5）    通訊。張鋼采用的通訊方式是現場總線Modbus方式,主控中心通過PLC與儀表實時交換數據,係統的參數可通過上位機進行設定和監控，操作方便，控製可靠,整個係統實現了高度自動化，形成了既相對獨立又相互聯係的閉環控製係統。采用總線方式傳輸,距離遠，抗幹擾能力強。
4.2雙PID控製
單PID控製配料皮帶秤是配料皮帶秤的主要形式。雙PID控製配料秤在改善係統穩定性、提高係統精度方麵較單皮帶秤效果好。對於係統要求不是太高,一般使用單路PID調節；對係統要求高的可使用雙路PID調節，一路PID控製料層的厚度（調給料機的速度），另一路PID控製皮帶速度，控製K8凯发登录入口微小變化，而料層厚度值是通過主控中心配料值計算出來的（即稱為定值2）,把配料設定值稱為定值1。在使用中，對不同的皮帶走料設定不同的皮帶運行控製頻率，以滿足配料要求。
5應用效果
配料係統自2009年12月投入運行以來,工作狀況良好，秤架和現場稱重傳感器性能穩定，經標定（鏈碼標定或實物標定）測試,該燒結配料自動控製係統控製計量準確,各圓盤料量調節反應速度快,控製精度達到了預期的要求。該配料係統的投運，減輕了崗位的勞動強度，簡化了作業程序，提高了生產效率，取得了良好的經濟效益。

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