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燒結(jié)自動(dòng)配料和自動(dòng)加水控制在鋼鐵行業(yè)的應(yīng)用
信息來源: 發(fā)布時(shí)間:2012-03-01 10:41:05 點(diǎn)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(tuán)的質(zhì)量,物理性質(zhì),化學(xué)成分,對(duì)高爐鐵水的質(zhì)量和煉鐵效率有著深遠(yuǎn)的影響,要保持高質(zhì)量的配料 水平,必須采用配料自動(dòng)控制,本文將介紹模糊控制在 自動(dòng)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(gè)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(gè)給料皮帶,給料皮帶由電機(jī)帶動(dòng)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(jī),在混合機(jī)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(duì)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(dòng)控制
·配料基礎(chǔ)級(jí)自動(dòng)控制
配料PLC采用西門子S7-400,它配有一個(gè)操作員面板 OP37,通過面板也可進(jìn)行優(yōu)化參數(shù)的操作。OP37由 PROTOOL 編程,它以很高的分辨率,動(dòng)態(tài)地顯示彩 色配料工藝畫面。在主控室,配有上位機(jī),上位機(jī)與 配料PLC共同連在PROFIBUS網(wǎng)上,隨時(shí)顯示配料工藝 信息。畫面由WINCC制作。這樣在主控室也可隨時(shí)監(jiān)控配料情況。
一般由優(yōu)化機(jī)計(jì)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(jī),完成顯示功能。
·配料優(yōu)化
下料量計(jì)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(yàn)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(shí)用的優(yōu)化技術(shù)。它將專家的經(jīng)驗(yàn)(包括 操作人員的經(jīng)驗(yàn)積累,研究人員的理論經(jīng)驗(yàn),和各種實(shí) 驗(yàn)數(shù)據(jù))存儲(chǔ)于專家數(shù)據(jù)庫供人們調(diào)用。優(yōu)化算法將“經(jīng) 驗(yàn)”提取出來進(jìn)行處理,形成優(yōu)化數(shù)據(jù)庫,因此,它回 避了經(jīng)驗(yàn)公式法和理論計(jì)算法的不足,沒有絕對(duì)的精確, 但又是以最高的概率去接近現(xiàn)實(shí)。在配料計(jì)算中,用它 算出的下料值進(jìn)行燒結(jié),確實(shí)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(shí)間內(nèi)如果流量過大,并且流量對(duì)時(shí)間變化導(dǎo)數(shù) 很大且為正,則為堵料,較長時(shí)間內(nèi)如果流量過小,并 且流量對(duì)時(shí)間變化導(dǎo)數(shù)很小,則為失控。具體應(yīng)用時(shí)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(dòng)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(diǎn)等其它環(huán)節(jié)的正常運(yùn)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(jī)、優(yōu)化機(jī)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(shí)現(xiàn),并實(shí)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(jī)主體S7-400控制器通訊??刂破鞯木幊?軟件為STEP7。上位機(jī)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(bào)警功能,統(tǒng)計(jì)和報(bào)表功能,有功能均設(shè)計(jì)了友好的人機(jī)對(duì)話機(jī)制。
優(yōu)化算法用VC++編程實(shí)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(jī)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(gè)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(gè)給料皮帶,給料皮帶由電機(jī)帶動(dòng)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(jī),在混合機(jī)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(duì)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(dòng)控制
·配料基礎(chǔ)級(jí)自動(dòng)控制
配料PLC采用西門子S7-400,它配有一個(gè)操作員面板 OP37,通過面板也可進(jìn)行優(yōu)化參數(shù)的操作。OP37由 PROTOOL 編程,它以很高的分辨率,動(dòng)態(tài)地顯示彩 色配料工藝畫面。在主控室,配有上位機(jī),上位機(jī)與 配料PLC共同連在PROFIBUS網(wǎng)上,隨時(shí)顯示配料工藝 信息。畫面由WINCC制作。這樣在主控室也可隨時(shí)監(jiān)控配料情況。
一般由優(yōu)化機(jī)計(jì)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(jī),完成顯示功能。
·配料優(yōu)化
下料量計(jì)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(yàn)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(shí)用的優(yōu)化技術(shù)。它將專家的經(jīng)驗(yàn)(包括 操作人員的經(jīng)驗(yàn)積累,研究人員的理論經(jīng)驗(yàn),和各種實(shí) 驗(yàn)數(shù)據(jù))存儲(chǔ)于專家數(shù)據(jù)庫供人們調(diào)用。優(yōu)化算法將“經(jīng) 驗(yàn)”提取出來進(jìn)行處理,形成優(yōu)化數(shù)據(jù)庫,因此,它回 避了經(jīng)驗(yàn)公式法和理論計(jì)算法的不足,沒有絕對(duì)的精確, 但又是以最高的概率去接近現(xiàn)實(shí)。在配料計(jì)算中,用它 算出的下料值進(jìn)行燒結(jié),確實(shí)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(shí)間內(nèi)如果流量過大,并且流量對(duì)時(shí)間變化導(dǎo)數(shù) 很大且為正,則為堵料,較長時(shí)間內(nèi)如果流量過小,并 且流量對(duì)時(shí)間變化導(dǎo)數(shù)很小,則為失控。具體應(yīng)用時(shí)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(dòng)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(diǎn)等其它環(huán)節(jié)的正常運(yùn)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(jī)、優(yōu)化機(jī)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(shí)現(xiàn),并實(shí)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(jī)主體S7-400控制器通訊??刂破鞯木幊?軟件為STEP7。上位機(jī)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(bào)警功能,統(tǒng)計(jì)和報(bào)表功能,有功能均設(shè)計(jì)了友好的人機(jī)對(duì)話機(jī)制。
優(yōu)化算法用VC++編程實(shí)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(jī)接口部分由VC++和WinCC共同完 成,控制面板由PROTOOL編程。