摘要：烧结配料工艺一方面要求满足烧结矿产量指标，另一方面还要求各种原料必须按一定比例配合，以满足烧结矿质量的需要。由于国内大多数烧结用的配料计量设备运行不稳定，使用一段时间后易出现计量误差，烧结生产是一个具有大滞后特性的工业过程，因此，烧结配料自动控制系统智能化及运行稳定性，是保证烧结矿高质量高产量的基础。
关键词：模块化智能控制；烧结配料系统
一、配料配比控制模块
1.1配料配比的计算
烧结配料系统配比的计算模型主要分为：经验凑试法结合简易理论计算法、线形规划及回归分析法、专家数据库的迭代搜索分析法。在实际应用中采用经验凑试法结合简易理论计算法，该方法简单有效，尤其适用于目前钢铁企业原料多而杂，供应不稳定的工况，操作工根据生产经验及原料分析数据的变化进行配比凑试，直至由简易理论计算法计算出满意结果，对成分所产生的偏差，也由人工根据经验进行调整。成品的主要成分计算公式为：
该方法改进操作工人工设定各台秤的设定值的方法，配料控制可按照成分控制目标按照配比调整生产。但其人为干扰因素多，经常需要多次经验凑试，人为调整的变化往往赶不上原料成分波动、特殊物料控制、配料设备误差及成品成分偏差。
1.2下料量自动补偿
烧结配料是将混合料、焦粉、生石灰、白云石、返矿、除尘灰等原料按一定比例配比混合后，加热燃烧成烧结矿。每种料种都由多个料仓来存储，如莱钢型钢265m2烧结机共有6个混合料仓、3个焦粉仓、2个白云石仓、2个生石灰仓、2个烧结返矿仓等。在实际生产中，按照每种原料的配比量，均匀分布在每个料仓时时配料，但在生产过程中，经常会因为某个仓下料量不稳定，而造成配料质量出现偏差，影响后续的生产及烧结矿质量，需要维护人员校称。因此，开发并应用“烧结配料称重自动补偿控制技术”。该控制技术是对同种原料成分的料仓下料量进行实时采集并求和，然后与该种原料实际配料总比重的设定值做比较，得到差值。将所得到差值做为补偿量，输送给选择并指定为补偿料仓，由该仓补偿下料的偏差，使之配料总料层稳定，无偏差。补偿循环周期以料仓下总料输送皮带的转动周期为准。
1.3数据处理及误差矫正技术
配料控制所使用的过程数据中，大多原始数据是从现场经过数模转换进入控制系统，都或多或少受到现场干扰的影响。为保证获取数据能准确反映现场实际情况，应在软件中进行数字滤波的处理，以进一步消除附加在数据中的干扰。
数字滤波技术常用死区处理、算术平均值法、中值滤波法、低通滤波法、滑动滤波法等方法。在配料系统中，当给料出现异常时，如矿槽物料结块、成料下不来，下料时大时小等，易出现低频的突变真实信号。选用移动平均值滤波技术以防止配料过程检测中主要的周期性干扰和突变的脉冲性干扰，保护异常情况下数据的真实性，如下式所示：
式中，W为变量数据采用值；W为变量的最近第i次采样值，i=1，2，…，n。
动态误差一般在软件中很难发现，但有部分动态误差可通过分析长时间历史数据进行修正，如生石灰配料秤的动态误差随着下料量的增加而增加，当产量发生变化时，势必会造成烧结成品矿的CaO含量变化，系统可通过对数据库中的数据进行分析得出该类秤的大致误差，并修正相应参数，消除误差。
静态误差系统从两方面来处理：如处理动态误差一样解决；在系统设计时引用矫正值技术，即在系统中为每台配料秤设置手动矫正值，使操作员可以输入该值，系统把输入的矫正值作为每台配料秤的测量值，保证该秤静态误差的消除。
二、总量控制模块———一键式料层设定
国内外大多数烧结机配料系统在料层设定方面采用单一的给料模式，即当开机或是在生产过程中需要调整料层时，岗位操作人员把通过配比算好的各料仓下料比例在画面上进行设定，分别对选择的料仓一一的操作，这样不但在操作上不够灵活智能，且如果是在生产过程中，需要修改料层时，单一的给料方式存在滞后性，对当前时刻的配料精度产生影响，因此，开发“一键式料层设定”方式。当配料工序接到调整料层指令后，岗位操作人员在操作画面上只需将选择的料仓配比比例先设定好，然后在总料层数据栏中输入一个总料层的下料量值，单击“确定”按钮，这时通过PLC自动配比程序，自动算出各选择料仓的配比设定值，并传送给配料PID控制模块，被选择的料仓识别当前需要修改的料层比例，并做出调整。该方式消除由岗位人员一一调整带来的滞后性对配料精度的影响因素，保证精确配料的连续性。
结束语
系统自投运以来，根据实际应用情况与控制优化前的性能比较，整套自动控制系统性能稳定，大大降低故障率，满足不同工况的工艺要求和生产需求。最终实现提高管理水平、自动化智能控制，优化烧结矿质量指标、降低烧结能耗、实现稳定烧结生产的目的。
参考文献
[1]刘金琨.先进PID控制及MATLAB仿真[M].北京：电子工业出版社，2010.
[2]张文庆.PID算法在PLC模拟量闭环控制中的实现[J].信息技术，2010（01）
论文作者:戴泳鹏
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第33期
论文发表时间:2018/4/23
标签：误差论文; 系统论文; 原料论文; 数据论文; 偏差论文; 生石灰论文; 干扰论文; 《建筑学研究前沿》2017年第33期论文;