PLC在自動加料和稱量控制系統(tǒng)中的應用

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1引言

鼓風爐備料PLC控制系統(tǒng)主要完成備料倉的給料，稱量，運輸，直至將物料加入鼓風爐內這一過程的自動控制。而鼓風爐爐料主要由燒結塊、焦炭組成，在加入鼓風爐內前，根椐工藝要求燒結塊與焦炭要進行配比且要求嚴格，因此漏斗稱的稱量精度、準確性、穩(wěn)定性直接影響鼓風爐爐況，并最終影響鉛鋅的產(chǎn)量。

2系統(tǒng)構成原理

2.1系統(tǒng)硬件

PLC系統(tǒng)以美國MOIDCONPC-E984-785為主機，設有本地站、遠程站各一個，其中配置的PLC智能模塊B875-111接收來自智能變送器（型號DBZ-2）的標準信號（4-20MA）并進行處理。

漏斗稱稱量系統(tǒng)采用了浙江余姚太平洋自控工程公司的產(chǎn)品：采用了CZL-YB-3A型電阻應變式稱重傳感器作為一次元件，DBZ-2智能變送器作為二次元件，BJH-1補償接線盒連接信號。CZL-YB-3A型電阻應變式稱重傳感器的技術參數(shù)：精度等：0.05；靈敏度：2～3mv/v；輸入阻抗：380Ω；輸出阻抗：350Ω。DBZ-2智能變送器將稱重傳感器的信號轉換成標準信號。技術參數(shù)：轉換精度0.3%F.S；轉換速度：4～6次/秒；輸入信號范圍：1～30mv；滿量程可調范圍：5～30mv；調零范圍：1～30mv。

2.2漏斗稱稱體結構及工作原理

漏斗稱稱體懸掛設計，采用3傳感器應力誤差補償全并聯(lián)接法。綜合誤差為=Δ/n1/2=2Δ/3=0.67Δ（Δ：單傳感器綜合誤差；n：傳感器的個數(shù)）。裝在漏斗稱的3個稱重傳感器產(chǎn)生的MV信號，經(jīng)BJH-1補償接線盒把三個mv信號以并聯(lián)的方式合并起來。后傳至DBZ-2智能重量變送器中，該變送器將mv信號轉換成數(shù)字信號顯示物料的重，同時產(chǎn)生標準的電流信號（4-20mA）輸出，PLC系統(tǒng)的B875模塊接受標準電流信號（4-20mA），最終由PLC程序控制整個加料過程。其示意圖如圖1所示。

圖1備料漏斗秤線路圖

3軟件原理設計

3.1加料稱量原理

圖2燒結塊排料工藝流程圖

參見圖2，以加料稱量過程以燒結塊為典型案例介紹。

加料信號啟動→振動篩高速→開振動給料機→停振動給料機→振動篩低速→加動力制動振動篩→開漏斗門→關漏斗門。每完成一個以上過程上位機顯示稱量值并對數(shù)值加以累計。

3.2自適應和自動跟蹤策略控制精度

PLC程序根據(jù)上次加料的多少對本次加料進行自補，自校，并將加料過程在CRT上顯示。

（1）自補正功能。按多退少補的稱量補償原則，動態(tài)補償控制稱量，消除各種原因造成的稱量誤差。補償公式為：

a入罐量＝滿值－空值；

b本次誤差＝本次設定值-入罐量；

c下次設定值＝料單設定值-本次誤差。

每次稱量過程中，根據(jù)實際入罐量不斷調整設定值使累計稱量誤差控制在很小的范圍內，隨著系統(tǒng)穩(wěn)定性和稱量精度的提高，將逐漸趨于零。

（2）自校正功能。稱量時下料裝置高速下料，當達到X值（70％）時，停排料輥，當達到Y值時（Z－λ）關閉密封門，振動篩低速，延時停振動篩，使其達到Z值（100％）此時振動篩上應無積料。

提前量（λ）計算,當誤差α＝設定值－入罐量，連續(xù)三次大于或小于允許值時,進行提前量校正,校正公式：

a－α＝（α1+α2+α3）/3；

bλ＝λ0±α；

其中：λ0：校正前的提前量；λ：校正后的提前量系統(tǒng)投運前，根據(jù)經(jīng)驗預設提前量（初始化）提前量為下料裝置上的積料量。

3.3系統(tǒng)功能設計

（1）CRT顯示功能。

在監(jiān)控CRT上顯示各臺秤的操作參數(shù)，如圖3所示。

圖3監(jiān)控CRT顯示界面

設定值：根椐工藝要求可以通過鍵盤修改加入鼓風爐的各種物料的數(shù)量

測量值：瞬時值

次數(shù)：每班加料批次累計

累計值：每班各種物料的累計值

工作狀態(tài)：欠料報警、空值過大報警、漏斗門未關好報警、積料報警均可在顯示屏顯示（故障時報警欄均為紅色）

（2）故障處理功能。

l欠料：稱量過程中由于卡料或給料裝置故障等原因，導致在規(guī)定的時間內不能完成稱量，影響整個配料周期。處理的方法就是程序設置稱量周期時間判斷，超時則作欠料報警處理；

l積料：漏斗秤在排料時，因各種原因排不干凈料。其處理辦法為將控制設定在允許范圍內，并做排料定時判斷，排料超時即報警；

l空值過大：傳感器，變送器故障引起信號異常。其處理辦法為稱量啟動時，作空值判斷，若異常時則報警，同時停下料裝置；

l漏斗門未關好：由于設備機械故障導致漏斗門關不到位。處理辦法為稱量啟動時，則作漏斗門開關檢查，若未關好，則報警，同時停下料裝置。

4結束語

備料漏斗秤雖然機械結構不算復雜，但其計量和控制的精度卻是直接關系到熔煉鼓風爐工藝的控制，只有做好日常維護工作，熟練掌握整個系統(tǒng)的工藝流程，要求和技術，才能確保系統(tǒng)的正常工作。另外在日常的維護工作中，系統(tǒng)中的某些參數(shù)對判斷故障原因也能起到很好的作用，需要備份以供參考，比如在某次大修過程中，3號秤在進行砝碼標定后，變送器標定系數(shù)總是遠遠大于