料场自动配料控制系统智能化的实现

蔡军虎

摘 要：自动配料系统是一种在线测量动态计量系统，集输送、计量、配料、定量等功能于一体，在建材、化工、冶金、矿山、电力、食品、饲料加工等行业中得到广泛应用。本文就料场管理智能化的实现进行分析。

关键词：料场；智能化；管理

一、系统开发及应用背景

炼铁厂老原料场主要是为3台120平方米和2台60平方米烧结机备料，而这5台烧结机又直接给3座1750高炉上烧结矿，配料质量的高低直接关系到烧结、炼铁等关键的生产工序，而原有的配料过程中，由于料种较多且其中水分各有差异，无法在配料过程中将水分差异带来的影响消除，卸料小车的控制方式也是机旁手动操作，对料位更换、准确卸料等都不能及时准确地控制，而在中和料混匀方面更是采用单机配料模式，中和料的质量很不稳定，SiO2的偏差一般情况下都要大于3.0，直接影响到烧结矿的质量。

通过查阅文献检索和实地考察研究，最终确立了开发“料场智能化预配料系统”的研究和实施方案。采用卸料小车的自动定位技术，上料系统的多种物料在线水分自动检测技术，并自主开发了预配料控制模型，完善了配料控制程序。经过一系列的技术开发和应用，提高了自动控制水平，达到智能化预配料的目的，从而提高混匀矿的质量。

二、料场智能化的主要内容

料场预配料系统智能化主要包括硬件设备和控制系统两个方面的开发应用，采用并开发了以下几项关键技术。

2.1卸料小车自动定位技术的应用

系统将检测的卸料小车位置信息通过以太网实时传输到混匀PLC系统的内存地址，供后续的控制功能使用。

2.2在線水分检测技术的应用

料场各种矿粉都是露天堆放。中和料预配料采用重量自动配料方法，按照计划配比设定配料量，由皮带秤检测的矿粉重量自动控制圆盘给料。影响因素有天气变化、料层变化、进厂物料水分的波动等因素，料场矿粉的水分经常变动，影响到实际配比的变化，从而使得中和料偏离目标配比，在配料过程中由于水分的变动，矿粉干基配入量变化，导致中和料成分波动。如果能实现上料时对矿粉水分进行实时检测，将对稳定中和料质量发挥作用。

对于含铁原料的水分检测，目前比较成熟的技术还是采用红外水分仪。在开发在线水分检测系统之前，我们已实现了卸料小车的自动定位，卸料车的位置信息已通过以太网传入混匀配料的PLC内存地址，通过信息处理，PLC系统能实时判断卸料小车当前所处的仓位。水分检测计算机接入了原料以太网，检测的水分值最终也是传入混匀PLC做控制用。因此通过以太网将卸料小车当前所处的料仓号实时地传入水分检测计算机，水分检测计算机根据堆料前各料仓设定的物料名称实时变换红外水分仪的标定线，再通过卸料小车前面皮带上的计量秤判断当前皮带上是否来料，保证了各物料水分检测的及时性和准确性。自主编制了PLC与水分处理计算机之间的通讯程序，为水分检测计算机实时提供物料种类、流量信息、堆料量等信息，水分计算机根据这些信息完成各种物料的水分检测及数据处理，从而实现多种物料的在线自动测水功能。

2.3混匀配料模型的开发

混匀配料工序是稳定中和料的关键工序，在这个关键工序中如何确保配比的精确性和消除水分对配比的影响是稳定中和料质量的关键，混匀配料模型的开发是建立在小车定位和在线测水两大项目成功实施的基础之上的，开发的目的是提高配料精度和消除水分波动对中和料质量的影响。

2.3.1总量分配模型。此功能是在单机配料功能上做了完善，新增了总量设定和配比、水分设定功能，操作只需按输入为消除人工机旁操作卸料车行走存在的安全除患，同时为料批总量和每种物料的配比以及原始水分值后，可开机自动堆实现远程监控卸料小车的位置，实现卸料小车的远程自动定料。另外针对自动开机时波动大的情况，对圆盘的PID控制程位，在老原料场预配料室料仓上部安装了卸料小车位置检测的序进行优化，采用刚开机时和正常生产时两套不同的控制方定位系统，即在卸料小车中间安装一条格雷母线。完成卸料小案，刚开机时对输出上限进行限制，将调节器的灵敏度度降车的实时位置检测，位置信息进入PLC系统。硬件安装完成低，防止刚下料时的大起大落；下料平稳后解除输出上限的限后，由相关技术人员自主完成了定位系统的程序编制。制，并根据控制需要切换到满足控制精度和平稳性的调节器。现场格雷母线位置检测包括地址编码发射器，地址编码接。

2.3.2分段变流量模型。中和料在造堆的过程中，随着料收器，格雷母线，天线箱四个部分。格雷母线位移传感器以相堆的升高，物料的偏析程度也越来越大，这种情况会造成物料互靠近的扁平状的格雷母线和天线箱之间的电磁耦合来进行通中粒度较大的物料大量滚落到料堆两侧，导致再往烧结取料时信，并在通信的同时检测到天线箱在格雷母线长度方向上的位就会出现粒度分布不均、成份不稳定，影响烧结。分段变流量置，可以不间断的测试位置，实现连续的位置测试及定位。该功能就是针对这一情况，从开始堆料到结束，配料总料批自动根据已造堆量分阶段递增，提高每层层厚，降低物料偏析造成的粒度分布不均的问题。

2.3.3干基配料模型。干基配料模型，就是根据水分仪检测上料矿粉的水分，在堆料过程水分实时调整补偿，在堆料过程中实时补偿，实现各矿粉的实时干基配比准确和整个大堆各物料配比的准确，消除矿粉水分变动对配料造成的偏差，实现精准配料。混匀PLC系统通过以太网与水分检测计算机的实时数据交换，根据过去阶段时间检测的加权平均水分来调整后续堆料的湿基配比，保证每一堆料严格按干基配比配料，保证中和料成份的稳定。

2.3.4模型的操作。在堆料前期，人工选择料仓矿粉种类，人工输入大堆湿重、物料水分（M1）、物料化学成分（TFe、Si02）、计划配比，系统自动计算出大堆Si02%，初设配比（P1），矿粉计划干基量、干基总量等。选择手动状态，即在堆料过程中可以人工输入调整干基配比、调整水分、执行配比自动。选择自动状态，系统自动根据水分检测系统上传的每阶段每种矿粉加权水分，自动计算调整干基配比、调整水分、执行配比。随着原料混匀效果明显改善，中和料质量提高，烧结产量和质量指标有了明显改善。中和料σSi02降至0.15左右。烧结矿σ Si02随着中和料成分的稳定，逐步降低，达到0.1的水平。

三、应用效果

1）小车自动定位技术的开发实现了远程监控卸料小车，解决了机旁操作卸料小车存在的安全隐患，同时解决了这种人工操作自动化水平较低，容易出现错仓、混料的情况给生产带来的严重影响，杜绝了混料事故。

2）原料水分自动检测项目实现了多料种的实时检测，保证水分检测的准确性和实时性，消除了水分对给中和料带来的影响，为指导生产提供了科学数据。

3）干基配料的开发成功，实现了按干基配比进行配料，系统自动根据一段时间内物料的加权平均水分对后续的配比进行及时调整，保证了中和料成份的稳定，解决了物料水分波动对中和料质量的影响。

4）此系统的整体投入运行进一步提高了自动控制水平，保障了混匀矿中和料的稳定，提高了烧结矿质量，减少了劳动力投入，取得了可观的经济效益。

四、结束语

料场智能化预配料系统应用后，运行稳定，实现了远程监控卸料小车，解决了机旁操作卸料小车存在的安全隐患，杜绝了错仓、混料情况的发生；实现了对多料种水分的实时检测，消除了水分对中和料带来的影响；实现了按干基配比进行配料，保证了中和料成分的稳定；进一步提高了料场的自动化控制水平。

参考文献：

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