混匀堆料机自动往返及料层计数改造实践

李鹏华，杨潇，黄永辉

（山钢股份莱芜分公司炼铁厂，山东莱芜 271104）

信息化建设

混匀堆料机自动往返及料层计数改造实践

李鹏华，杨潇，黄永辉

（山钢股份莱芜分公司炼铁厂，山东莱芜 271104）

基于PLC控制的混匀堆料机自动化控制系统进行自动往返及料层计数改造，针对料堆长度和位置的不确定性，利用辅助限位控制和时间限位法相结合，以解决大车行走起始及终点，实现了混匀堆料机大车行走自动往返，并根据堆料工艺需求，增加了混匀料堆料层数累计计数功能，保证了混匀堆料质量。

混匀堆料机；自动往返；料层计数；料堆

1 前言

悬臂式混匀堆料机是一种连续、高效的散状物料装卸输送机械，是大宗散状物料连续装卸的高效设备。山钢股份莱芜分公司炼铁厂原料场老区及新二区各有1台悬臂式混匀堆料机，担负着全厂原料的混匀任务。烧结原料从配料室出来的物料经过来料胶带机和堆料机上的来料尾车，卸至悬臂胶带机上，再由悬臂胶带机运至料场中，堆料机在PLC的控制下，大车在堆料区域内沿着轨道作水平方向的往复运动，每运行一次物料堆积一层，物料靠自然堆积形成断面为人字形的长形料堆。根据混匀堆料工艺要求，堆料层数要保证在450层左右。混匀堆料要取得理想的混匀效果，每层料在料堆上都分布均匀,粒度偏析小。因此，堆料机作往复运动时到料头料尾的位置要尽可能固定，同时要保证堆料层数要求。

目前，使用的2台混匀堆料机大车行走仍采用人工控制，料头料尾受操作影响大，混匀质量波动大，且整个堆料过程缺乏料层计数监督，堆料层数受岗位操作水平影响，混匀料质量波动大。为此，对混匀堆料机自动化控制系统进行改造优化，保证混匀堆料质量。

2 控制系统改造

2台混匀堆料机均采用西门子S7-300PLC系统控制，可基于现有PLC控制系统对堆料机控制系统进行改造，实现料车自动往返控制及计数功能。

根据混匀堆料要求，大车自动往返动作顺序要求为：程序开始→打铃→打开安全开关→悬臂皮带启动→大车前进→大车到设定位置停→延时停车3 s→大车后退→到起始位停→延时停车3 s→大车前进到设定位→大车停→延时停车3 s→大车后退→到起始停→循环往复。

根据混匀堆料工艺需求，大车每前进一趟计数1次，返回一趟计数1次，1个混匀堆料周期内计数值累加，堆料周期结束进行清零重新计数。

2.1 单一时间控制法

利用PLC的计时功能，可以根据堆料场实际情况设定大车行走时间，进而确定行走距离。每次堆矿之前从堆矿起点开始计时行走到堆矿终点计时结束，堆料机就按计时时间来回行走。堆料机可按预定程序自动运行，无需人工操作。

由混匀堆料工艺分析可知，为达到较好的混匀效果，任意单位料堆长度内，堆料机前进与后退行驶过程的堆料量必须相等。然而此次改造实践证明，根据理论测算的时间进行控制，能够实现大车自动往返，但是由于大车行走过程中受机械阻力及风速等的影响，实际速度与理论速度不一致，同一间隔时间行走距离不等，造成堆矿起始点及终点误差较大，导致了料堆端部料混匀质量波动较大，达不到改造的预期目的。

2.2 限位开关法

为了划定堆料机大车行走的区间，在堆料机车体增加前行和后退辅助限位开关，同时根据料场料堆长度在地面增加挡铁，设定停车位置，实现限位停车功能。当前行辅助限位信号到来后，停车延时3 s后，PLC对外输出反方向后退启动信号，大车后退行驶，直到后退辅助限位开关信号到来，停车延时3 s后，PLC对外输出前进启动信号，大车前进，如此自动往返。通过PLC内部逻辑控制和顺序控制功能，很好的实现了大车自动行走功能。

当堆料料堆确定后，料堆长度相对固定，更换周期较长，一旦堆料长度区间确定，即可长期使堆料机在该区间自动往返工作，无需人为干预。若料堆长度更改，则相应的行驶区间需同步进行更改，岗位工仅需要将地面起始位置的挡铁移动至合适位置，并用螺栓固定即可，操作简单，使用可靠。

2.3 限位开关控制为主，时间控制为辅

实践过程中，限位开关控制法通过外部限位开关信号指令，使PLC按照既定程序执行，可以精确地使料车在设定的起始及终点位置之间自动往返，有效保证料堆头尾部混匀质量。单独的时间控制法无需外部信号指令，通过PLC内部计时功能实现，但受堆料机实际行驶速度的差异，行驶区间有变化，不能满足堆料要求。

将两者相结合，以限位开关控制为主，时间控制法为辅，适当延长行驶控制时间，将其作为一道安全保护程序。每次堆料机大车在辅助限位处停止时，设定的行驶控制时间也刚好在误差范围内。当辅助限位开关故障，时间控制能很好的起到保护停车作用。

2.4 料层计数

混匀料堆两端的辅助限位开关信号已接入PLC，利用内部计数器功能，实现混匀料层计数。大车每前进至端部计数1次，返回至起点计数1次，1个混匀堆料周期内计数值累加。通过修改触摸显示屏画面WINCC程序，在触摸屏画面增加料头料尾双计数显示，增设计数复位按钮，堆料周期结束进行清零重新计数，最终实现料层计数功能。

3 结语

山钢股份莱芜分公司炼铁厂2台混匀堆料机自动化系统改造后，均实现了大车行走自动往返及料层累计计数功能，系统可靠安全、维护量小，提高了设备的自动化水平，减少岗位劳动强度。新增加的料层计数器可以有效监督混匀堆料质量，大大提高了堆取料作业的准确性，改善了混匀矿质量，间接提高了烧结炼铁质量，经济效益显著。

Reform Practice on Blending Stacker Automatic Round and Material Layer Count

LI Penghua,YANG Xiao,HUANG Yonghui
（The Ironmaking Plant of Laiwu Branch of Shandong Iron and Steel Co.,Ltd.,Laiwu 271104,China）

Based on PLC control of reform practice on blending stacker automation control system for automatic round and material layer count,aimed at the uncertainty of stock pile length and position,the auxiliary control limit and time limit method was put forward.The cart walking the starting and end point was solved.The automatic blending stacker cart walking back and forth has been realized.And according to the requirements of the material piling process,the blending material stacking layer accumulated count function was increased,that can effectively ensure the quality of the blending material piling.

blending stacker;automatic return;material layer count;stock pile

TP274

B

1004-4620（2017）01-0054-02

2016-06-12

李鹏华，男，1982年生，2006年毕业于山东科技大学计算机科学与技术专业。现为山钢股份莱芜分公司炼铁厂工程师，从事电气及自动化设备管理工作。