圓盤配料控製計算模型結合生產工藝、實際作業狀況及現場經驗，根據所需混勻料的要求，完成一係列複雜運算，最終計算出各圓盤的K8凯发登录入口給定值，達到混勻配料的目的。采用直接在組態軟件中加入計算模型函數，將工藝模型作為整個控製係統的一部分的方式實現模型的功能，更好地實現整個係統的控製功能，在通訊速度、操作的易用性等方麵有明顯優勢。

1 引言

鋼鐵企業原料場自動控製係統承擔全廠鐵礦石、焦煤、動力煤等主附原料的輸入、儲備、破碎、勻礦以及向各生產廠供料，是鋼鐵企業主業的第一道生產工序。本係統方案應用於濟鋼第一煉鐵廠原料場，該原料場主要任務是為濟鋼燒結廠3 台120m2燒結機提供礦石（綜合料和單配料）和燃料（煤粉和焦粉）。其主體配料工藝係統分為受卸係統、一次料場輸出係統、混勻預配料係統和供料係統。其中混勻預配料係統是提高原料質量的關鍵環節。

濟鋼第一煉鐵廠原料場現有混勻預配料係統主要由混勻礦槽、定量圓盤配料裝置、膠帶輸送係統、混勻堆料機及料場組成。其中圓盤配料控製係統是原料混勻控製的核心，配料的精確度直接影響燒結礦的品質及其穩定性。該原料場共有12 台圓盤給料機及皮帶秤，圓盤給料機可變頻調速控製出料K8凯发登录入口。圓盤配料計算模型就是結合生產工藝、實際作業狀況及現場經驗，根據所需混勻料的要求，按生產部門製定的配料比例完成一係列複雜運算，最終計算出各圓盤的K8凯发登录入口給定值，達到混勻配料的目的。

2 係統簡介及控製要求

2.1 圓盤配料工藝

作為原料場原料混勻控製核心的圓盤配料控製係統，控製的主要設備就是12 個對應不同原料料槽的圓盤給料機，控製各配料圓盤的下料量，即混勻配料的各種原料的配料比例，達到按比例第一次混勻的目的。經過圓盤的混合料被送到二次料場後，由1 台堆料機進行往複式平鋪堆料，以實現二次混勻。

生產部門根據生產工藝製定配料計劃，並根據配料的檢測結果調整配料計劃，由此計算出各圓盤的配料比例，並根據圓盤、皮帶、堆料機等設備情況及產量要求計算總的設定K8凯发登录入口，最後根據各料倉配比計算出每個圓盤的設定K8凯发登录入口。在計算模型中，圓盤設定K8凯发登录入口的計算不僅要考慮料倉配比，還要考慮堆料機的參數變化，如料堆的長度、比重及料堆的堆積角度等參數。為確保混勻料的二次混勻質量，圓盤K8凯发登录入口的改變周期為堆料機往返一次的時間。

如果配料計劃的執行與計算由人工完成，操作人員的勞動強度大，易發生誤操作，配料精度低。改由計算模型自動完成，控製給料機的轉速，實現快速、精確配料，確保了配料精度和混勻料質量。

2.2 圓盤配料控製要求

圓盤配料控製係統主要控製的設備為圓盤、圓盤對應的皮帶稱、圓盤至二次料場所有的皮帶設備。控製任務為，當二次料場堆料機開始堆料、相關流程正常啟動以後，圓盤配料係統開始工作。根據具體設備和生產要求，每個圓盤可選擇自動或手動方式進行工作。在自動狀態下，圓盤按時間間隔順序啟動，這樣可避免原料在皮帶上的堆積。圓盤速度按模型計算出的每個料倉的K8凯发登录入口給定值來確定，並根據K8凯发登录入口的變化調節圓盤的速度。當一堆料按設定重量堆積完成，或中途因設備等原因需要暫停時，圓盤可自動順停。在堆料過程中可任意中斷或運行某個圓盤，而不會影響整個堆料過程。計算模型實時監控狀態參數的變化，並根據參數的變化實時調整其餘運行圓盤的設定K8凯发登录入口。

2.3 原料場自動控製係統

濟鋼第一煉鐵廠原料場自動控製係統采用工業以太網的通訊連接方式，共有5 個控製站，通訊介質為光纖，通訊速率100 Mbps。采用這樣的控製方式，可以做到正常情況下各工作站相互配合，完成係統控製功能。一旦有通訊中斷的情況發生，各站點均有自身的配料控製器，各站可以實現本地的聯鎖控製以及本地設備的小流程控製。其他站仍可以在主控室進行集中控製。主控室計算機監控係統主控級設備包括3 台主機兼操作員工作站，監控軟件采用CitectSCADA，上位機和控製器之間采用工業以太網連接。工作站PLC 采用施耐德公司的Quantumn係列產品。

2.4 係統軟件功能

原料場自控製係統選用CitectSCADA 作為係統組態軟件。Citect 是一種工業自動化信息管理軟件，提供簡單、集成的方案，以低廉的費用處理來自工廠的所有控製和監視需求，並以可靠性和靈活性著名。同時Citect 的腳本函數達400 多個，包含了幾乎所有編程語言所具有的功能函數，這也為建立數學模型提供了方便。圓盤配料數學模型包含了大量的數學分析、運算和數據庫方麵的存取功能，多采用VC、VB 等編程語言來完成模型的開發，而Citect因其腳本編程的多樣性和靈活性使得計算模型的功能能夠在其係統中運行，使模型與控製係統完美地結合在一起。

3 係統主要功能

3.1 圓盤配料計算模型功能

圓盤配料係統參數畫麵如圖2 所示。包括堆料計劃表、工作參數設定表、堆料計劃檔案管理等內容。這些參數都是圓盤配料計算模型計算所需要的參數，同時修改工作參數，修改、製定生產計劃表，管理計劃檔案等任務也在該畫麵進行。

1）堆料計劃表。該計劃表可以根據現場實際情況，隨時修改，無需停止模型運行，不影響堆料進程，在係統運行時實時修改更新。如某圓盤有故障停止運行，可調整其他圓盤料倉的K8凯发登录入口比例，更新後K8凯发登录入口立刻轉換為新的K8凯发登录入口比例進行堆料。程序設定大堆階段最大值為8。

2）工作參數設定。工作參數可在堆料進行過程中修改，修改完成隻要“刷新”一下，模型就可以按新的參數計算。“保存”功能是將現在的參數保存在Access 數據庫中，“恢複”功能是將保存在Access數據庫中的參數恢複，以免參數誤操作或遺忘時無法恢複。

3）堆料計劃檔案管理。管理者可以提前製定常用的生產計劃，保存在Access 數據庫中。選擇一個堆料計劃名，堆料計劃表就更新為選中的堆料計劃。堆料可在不中止的情況下進行堆料計劃的切換。可對計劃參數進行修改，按“退出”，修改後的計劃表保存到Access 數據庫中。“更新堆料計劃表”，此功能將新的堆料計劃表內容更新到畫麵堆料計劃表區域，堆料即刻按新計劃執行。可命名計劃名，本係統預留了10 個計劃空間，將常用的計劃保存在Access 數據庫中，按生產需要可隨時調出進行堆料。

3.2 圓盤控製係統功能

1）工藝流程及設備監控。控製係統可通過畫麵顯示12 個圓盤料倉及累計的參數和運行狀態，其中包括：瞬時K8凯发登录入口（PV）、計劃K8凯发登录入口（SP）、累計K8凯发登录入口（WQ）、圓盤工作狀態和圓盤手自動轉換。

2）料堆參數顯示。當大堆殘餘為零時，係統將進行封堆處理，計劃K8凯发登录入口清零，並進入手動狀態。

3）功能按鈕操作。按“自動”按鈕，圓盤配料計算模型開始工作，進入選擇畫麵，選擇“開新堆”或“繼續”。繼續堆料表示保持當前階段號、大堆殘餘、大堆實際、當前設定K8凯发登录入口等參數，繼續執行圓盤配料計算模型功能。選擇“開堆”或“繼續”後，圓盤將按3 s 時間間隔順序啟動，全部啟動後圓盤按當前K8凯发登录入口運行。“暫停”是圓盤在運行中因設備或生產原因需要暫時停止工作時的操作，與“繼續”按鈕一起使用，需要繼續工作時按“繼續”，圓盤重新順序啟動。“封堆”操作是在大堆殘餘不為零時，強製封堆（自動堆料在大堆殘餘為零時，自動執行封堆操作）。“計劃K8凯发登录入口清零”，將計劃K8凯发登录入口設定為零，並改變為手動狀態。“累計K8凯发登录入口清零”，首先把當前各個料倉和總累計K8凯发登录入口保存到分組數據庫中，然後把累計K8凯发登录入口清零。分組累計K8凯发登录入口可以通過“查詢累計K8凯发登录入口”功能查看。“查詢累計K8凯发登录入口”：屏幕上彈出1 個窗口顯示分組累計K8凯发登录入口。“查詢生產紀錄”：屏幕上彈出1 個窗口顯示生產記錄。在窗口外點擊鼠標自動關閉窗口。窗口中顯示的數據內容分別為：堆料層數、各個料倉的瞬時K8凯发登录入口、各個料倉的計劃K8凯发登录入口、表示各個料倉的K8凯发登录入口、總瞬時K8凯发登录入口、總計劃K8凯发登录入口、總累計K8凯发登录入口、紀錄的時間。

記錄在正常堆料情況下每1 min 保留1 次。每次堆料開始將生產記錄數據庫以當前日期時間的命名方式保存在曆史目錄下，然後清除當前數據庫記錄，以保留當前堆料的實時記錄。采用Access 數據庫，可直接作為生產報表及管理軟件的數據來源。

4 主要創新點

一般工藝計算模型大都采用獨立編程的方式，采用VB、VC 等易於實現計算功能，易於數據庫係統操作的編程語言，隻有有限的接口與控製係統連接，與控製係統通訊多采用OPC 的方式進行，而且往往模型與控製係統是不同單位完成，雙方在通訊、實時性、兼容性等方麵存在不足，從而影響整個控製係統的控製功能。

濟鋼第一煉鐵廠原料場圓盤計算配料模型直接作為控製係統的一部分，直接在係統組態軟件中完成。從而將工藝模型作為整個控製係統的一部分的方式來實現模型的功能，無需獨立的計算機和編程軟件，無需單獨操作，可以更好地實現整個係統的控製功能，在通訊速度、操作一致性等方麵有明顯的優勢，使圓盤K8凯发登录入口的計算與圓盤係統及生產流程的控製充分結合起來，作為一個整體實現整個係統的自動控製。

圓盤配料計算模型的輸出結果主要是計算圓盤設定K8凯发登录入口，模型製定的計算公式既保證一次混勻的質量（主要參數是生產計劃表的配比），又保證了二次混勻的質量（主要參數為堆料機工作參數，變化周期采用堆料往返一次的時間，保證每層料具有相同品質）。係統自動修正運行誤差，以保證配比的準確性。實現快速、精確配料，達到穩定配料的目的，進一步提高了燒結礦的質量和產量。

5 結束語

濟鋼第一煉鐵廠原料場圓盤計算配料模型作為配料控製係統的一部分，自2007 年3 月在原料場運行以來，與整個控製係統配合良好，提高了混勻礦粉的質量，保證了燒結生產的穩定順行，為高爐高產創造了有利條件。該計算模型的應用模式還可以用於焦化配煤、水泥等行業的控製係統改造。

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