燒結(jié)配料作為鋼鐵生產(chǎn)的基礎工序,，其自動化的作用日益突現(xiàn),。盡管大多數(shù)燒結(jié)廠都很重視，也投資了自動配料,，有的甚至改造過不止一次,，耗費了大量資金。但zui終能可靠運行,，性能投資比高的則為數(shù)極少,。萊蕪鋼鐵廠針對工廠配料工藝要求，采用基于現(xiàn)場儀表通信的集散控制系統(tǒng),，經(jīng)過一年多的實踐,，實現(xiàn)了運行可靠、性能投資比高的目標,，為燒結(jié)廠配料自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的改造設計積累了經(jīng)驗,。

    燒結(jié)配料工序是將生產(chǎn)燒結(jié)礦所需的混勻鐵礦粉,、燃料（焦粉）,、溶劑（石灰石、白云石,、生石灰）及冷,、熱返礦，按照高爐冶煉要求及各種料的化學成分進行配料計算,，確定各種料的配料比例,，通過重量檢測及控制給料設備，實現(xiàn)配料,。萊鋼燒結(jié)機配料室共17個使用的料倉,，詳情見下表：

    針對傳統(tǒng)燒結(jié)配料自動控制系統(tǒng)存在的問題,，深入分析現(xiàn)場工藝及管理狀況,，結(jié)合測控實用先進技術,，設計方案特點如下：

2.1 系統(tǒng)采用基于現(xiàn)場儀表通訊的集散控制方式
    本設計將皮帶秤、沖板流量計,、雷達物位計,、人工智能調(diào)節(jié)器等通過具備現(xiàn)場通信功能的宇電智能儀表與上位機通訊連接，組成基于現(xiàn)場通訊的集散控制系統(tǒng),。
該現(xiàn)場儀表通訊采用的是基于主從協(xié)議原理的HART通信協(xié)議,。其特點為通訊只有讀寫兩條指令，上位機軟件編寫容易,，并可用PC機作上位機,，應用其軟件資源豐富，發(fā)展極快的優(yōu)勢,。與模擬傳輸相比,，具有易于調(diào)試維護和更高精度的優(yōu)點。
    該系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：
（1）可靠性高,。
     采用光電隔離技術將通訊接口與儀表其他部分線路隔離,。當通訊接口或線路發(fā)生故障時，皮帶秤,、調(diào)節(jié)器仍能正常工作,。由于采用低電平數(shù)字信號且相位連續(xù)平均值為零，抗干擾能力強,。接線簡單,、維護方便，數(shù)據(jù)傳輸準確,。單機間檢測控制設備之間故障不蔓延,，上下位機之間故障不擴散，故障對整個系統(tǒng)的影響減至zui小,，大大提高系統(tǒng)的可靠性,。手、自動轉(zhuǎn)換方式靈活多樣,。既可在上位機,，也可在基本調(diào)節(jié)器，還可在變頻器及操作箱上轉(zhuǎn)換,，解決了故障時應急慢的問題,。
（2）上位機數(shù)據(jù)處理能力強，監(jiān)控程序功能更豐富,。
     由于以通訊方式采集數(shù)據(jù),，同時單機的部分統(tǒng)計數(shù)據(jù)由下位機完成，使得上位機主要進行系統(tǒng)數(shù)據(jù)的處理，可騰出更多的時間和內(nèi)存處理功能更豐富的應用程序,。
（3）投資省,。
     上位機不用模擬量輸入輸出模塊及相應盤柜，也免去了熱備上位機,。同時,，增加單機時無須再添公共部分硬件，節(jié)省系統(tǒng)擴充費,。另外，節(jié)省信號電纜及安裝調(diào)試費,。還對使用和維護人員素質(zhì)要求低,，節(jié)省培訓費。

2.2 硬件設備先進實用,，維護工作量小
（1） 針對一般皮帶秤維護工作量大,，抗干擾能力差的問題，選用秤架免維護,、稱重毫伏信號現(xiàn)場數(shù)字化和變?yōu)?-20mA信號的皮帶秤,。
（2） 選用先進實用沖板秤檢測白灰、熱返礦流量
    白灰,、熱返礦流量的連續(xù)檢測是燒結(jié)配料的一大難題,。 過去，一般用螺旋秤檢測白灰,，兩臺皮帶秤或核子秤檢測一個熱返礦下料點,，均工作不穩(wěn)定、維護工作量大,、精度低,、投資高。本設計選用先進實用的沖板秤檢測,。其差動放大器用高精度稱重傳感器代替,，既提高了穩(wěn)定性及檢測精度，又降低了維修工作量和技術要求,。同時,，使用陶瓷耐磨沖板，解決了鋼沖板壽命短的問題,。另外,，其流量信號用皮帶秤稱重模塊處理，解決了與上位機匹配問題,。
（3） 基本控制器選用先進的人工智能調(diào)節(jié)器
    能否實現(xiàn)高精度自動調(diào)節(jié),，正確選擇調(diào)節(jié)器是關鍵。本設計選用廈門宇電AI-808型具備現(xiàn)場通訊功能采用模糊規(guī)則進行PID調(diào)節(jié)的人工智能調(diào)節(jié)器。與一般調(diào)節(jié)器相比,，它能在降低超調(diào)的同時又提高響應速度,。在誤差大時，運用模糊算法進行調(diào)節(jié),，以*消除PID飽和積分現(xiàn)象,；當誤差趨小時，采用改進后的PID算法進行調(diào)節(jié),。具備自動學習系統(tǒng)特性及給定值和測量值的改變分別處理的功能,。具有多種設定方式，既可直接在其面板按鍵上手動數(shù)字設定,，還可在其外給定端子上模擬量設定,。為防止異常超調(diào)，還具有控制量上,、下限預設定功能 ,。同時調(diào)試簡單，對正常生產(chǎn)影響小,。結(jié)構(gòu)型式為熱拔插式,，更換方便快捷。
（4）選用先進的雷達物位計檢測白灰,、熱返礦倉料位
    白灰,、熱返礦倉料位傳統(tǒng)檢測方式為稱重式、重錘式,、手工探尺,，均維護難及維修工作量大、不可靠,。我們選用準確,、可靠、免維護的雷達物位計檢測,。

2.3 應用程序功能新穎,、實用、豐富
    應用程序采用可視化性能良好的VB6.0編寫,。與一般配料監(jiān)控程序相比,，本系統(tǒng)監(jiān)控程序功能更新穎、實用,、豐富,，且人機對話能力強，突出表現(xiàn)為：
（1）報警方式采用超差反時限語音報警
    傳統(tǒng)報警大多為瞬時量或長期連續(xù)累積量聲光報警,。由于給料方式的限制（下料不均） 瞬時量報警要么頻繁誤報警（來不及處理就恢復了）,；要么超差不報警（偏差大）而漏報警,。連續(xù)累積量報警，也因累積時間過短或過長而誤報及漏報,。同時,，確認報警對象時還要與顯示器畫面配合。我們采用超差反時限報警,。即以一定累積量（誤差）及時間間隔（zui短處理時間）為報警條件,，瞬時量誤差連續(xù)累積并以通訊方式傳至上位機，其累積量在單位時間內(nèi)越大,，則報警時限越短,，反之，報警時限越長,。同時,，瞬時量偏差過大時直接報警。這樣既不誤報也不漏報,。另外，采用語音廣播系統(tǒng),，自動直接報出報警對象并提示原因和處理措施,。既縮短了報警確認及處理時間，也不需要操作人員盯著畫面,，減輕了其疲勞程度,。
（2）解決了料批控制難題
    傳統(tǒng)模擬集中控制系統(tǒng)要實現(xiàn)變料料批控制，上位機與調(diào)節(jié)器之間為模擬量設定,，硬件結(jié)構(gòu)復雜,。我們采用在上位機預設定變料值后，以現(xiàn)場通訊方式改變調(diào)節(jié)器設定值,，按料頭料尾對齊的原則自動發(fā)送,，變料時間短，zui長時僅90秒（僅由混合料皮帶機速度及料倉間距決定）,，調(diào)節(jié)器不超調(diào),，減少了因變料波動帶來的惡性變料及生產(chǎn)不穩(wěn)問題。在緩料停機時也不需與電氣聯(lián)鎖,。
（3）宇電AI-808真正實現(xiàn)手,、自動無擾動快速切換
    傳統(tǒng)手、自動無擾動快速切換是指切換瞬間手﹑自動瞬時輸出值相等,。而在配料自動調(diào)節(jié)中,，手、自動無擾動快速切換要求的是切換前后控制量或被控量平均值相等,，這就必須先計算切換前控制量或被控量平均值,，然后再切換，才能達到對工藝的影響zui小，真正實現(xiàn)手,、自動無擾動切換,。顯然，傳統(tǒng)意義上的瞬時量手,、自動無擾動快速切換不適用于此,。因此，我們利用現(xiàn)場通訊在手動向自動切換時,，先在上位機跟蹤計算出當時每分鐘被控量平均值,；將此值作為自動初始時的給定值；在自動向手動切換時,，先在上位機跟蹤計算出當時每分鐘控制量平均值,，將此值作為手動初始時的控制值。再將它們設定到人工智能調(diào)節(jié)器上,，zui后進行平均值的手,、自動無擾動快速切換。實現(xiàn)了一次轉(zhuǎn)換成功,，解決了以往手﹑自動切換時,，須進行多次修改控制量或設定值，仍很難達到切換要求值,，造成生產(chǎn)波動及延長達到穩(wěn)定時間的問題,。
2.3.4 自動修正各秤校零、校秤后對應調(diào)節(jié)器的原設定值
    根據(jù)校零,、校秤前后零點變化量及度變化,，自動計算出與原設定值對應的新設定值，確保新設定值與原設定值實物量相等,，避免了因校零,、校秤帶來的附加誤差，保持了生產(chǎn)的連續(xù)性,。而一般配料系統(tǒng)無此功能,。
2.3.5 實現(xiàn)了超差、換倉,、斷,、變、緩料自動記錄及按時間查詢,，解決了配料工序?qū)崟r監(jiān)督工藝紀律的難題,。
    當發(fā)生以上報警時，顯示器自動彈出具有報警對象,、報警原因,、處理方法,、值班人等內(nèi)容的對話框，值班人逐項進行確認,。明確了責任,，強化了操作人員的自律意識，為正確分析波動原因打下了基礎,，有利于工藝技術水平穩(wěn)定提高,。
2.3.6 歷史趨勢圖縱坐標分兩個比例段，確保了大小流量在同一畫面均清晰分辨瞬時量變化趨勢,。
2.3.7 在上位機顯示器集中查看,、修改各秤參數(shù)，校秤方便,。
2.3.8 料倉料位虛擬指示初始料量減下料量為剩余量,，無須料位計也可較準確指示料位。
2.3.9 以數(shù)據(jù)打包方式*遠傳配料信息,，并可異地查詢,，實現(xiàn)了配料信息共享，提高了工藝管理水平,。
2.3.10 配比設置靈活多樣,。既可按工藝配料計算公式，輸入有關成份及總量后,，自動計算設定量,，也可手工計算后逐個輸入設定值,；既可在上位機上按料批控制要求統(tǒng)一預設定,，也可在各基本調(diào)節(jié)器上分別設定。
2.3.11 單機歷史統(tǒng)計數(shù)據(jù)存放在其相應模塊中,，節(jié)省上位機時間及內(nèi)存,，系統(tǒng)擴充余地增大。
2.3.12 計量單位可在t/h及kg/m之間點擊互換,，方便現(xiàn)場驗證,。
2.3.13 顯示畫面設有幫助菜單, 方便操作及維修人員學習掌握。