集散控制系统在烧结工艺中的应用.pdf

集散控制系统在烧结工艺中的应用 簿先德王从民 帮关冶炼厂，广东5 1 2 0 2 4 摘鬻举冀垒强舟鲻帮冶二茉蟪烧结整黻系统婚系缱梅成，磅髓以襄应胄l 鞍拌辩择发，鹱 隶豢教幕撬巍髓冶二幕藐烧肇二￡芝串辩斑瑶翦荣。 燕键词集擞慕统，工艺参数控制；串缴控艇；蟪滞后；果样P I 拉{ 旨I 懿冶 袭绞是九蕊国褰重点建设项曩， 建成后设计熊产能力为】O 万t 铅锌，它采用 密耀鼓鼹炉王艺 I S P ，岔硫铬替矿经烧结 焙烧蔚，合格的烧结块加人一定比例的焦碳 在鼓虢炉遴褥氧纯遥琢葳菇褥翻裰赣镎，再 分别经铅电解与锌鞲馏精烧得到高纯度的 锯、锌，巯攀骺产窭鹣S O ，气到硫酸车凝翻 酸。烧结车闻主要侄势是为密蠲鼓风炉提供 舍耪静浇靖嫒，烧缭系凌漉襞长，工艺参数 控制质量的好坏矗接关系劐烧结蛱的产爱、 礁量以及节辘降耗酌指标。影响烧结块凄量 的因絮很多，对烧缩机本身来讲，要产斑好 的烧缔块必须来科稳定、成份适合、颗粒适 中、漫壤控制在一定藏豳、点火曼好、料屡车 速适应、各鼓风量茸烧络情况褶配。在韶冶 系统的设计孛，我钠g } 避了醛奉横浑静 X L 綮散系统对工裁参数的实施控制，该系 统瘩1 9 9 6 华裙投入运行瑗袋，为二系统撅誊j 投产创造了条件，为韶冶二系统烧结工艺控 潮挺攥了党避豹手羧。 {系统钧成 燕统的缀成挺图翔图l 所示。 烧结F X L 系统褥一个M O p 乙莉强翟搡 作站，三个现场控制站M F C D 。其中操作站 M O P L 和∥、4 M F ∞安装在娆结控制 化晰o d e m 烧结 ‘ 骧醴 P L C 壤l豢统露 室，5 0 M F C D 安装雀配辩控制塞。现场控制 站的分散安装天天节省了线路成本及施工赞 用。烧结 X L 系统经过R L 总线与硫黻 ／z X L 系统进行遁讯，实现数据共享。操作站 接受她验寮来瓣物料畿狳分糖镶患，经规莲 化灿理形成一定格式的屏幕鼹示与报表打 印，4 号瑷绣控涮鲢经避P X l 卡与P L C 搠 互通信。工艺参数的控制与电气设备控制有 瓤蟪统一藏来。 2 工艺控截要求聂系统功巍 密闭教风熔燎的嶷拣工艺比较复杂，工 艺流程和蔼麓工露鞠互哭联与涮约较为紧密， 工艺上要求热燮平衡与物料平德都簧兼顾， 强有这样才能变域连续、安全、平稳嶷产，选 到增加产藏与掇随产鼎腰鲎的目的。从这种 要求出发，烧结工艺除了要求对一些工艺参 量甲薏蓄 万方数据 4 5 数进行正常的检测外，还要求对某些关键参 数进行精确的自动控制，主要内容如下 2 ．1 系统躺通用功襞日本攒澍u X L 集敖 系燕提供了事塞豹A 撬交互操穆舆蘑，魏系 统综巍蕊搿、{ 望表面板分组显忝蕊瑟、藏程 图显示画丽、历史趋势画面等，我们通过组 态，采集器工艺参数并以各种形斌表现在操 作人员酾前，有动态的数据显舔、仪表面板 显示、光挫驻示等，还能保存长选二十天的 历史趋势魏缓。系统提供了B A S I C 语言工 其，霹实蠛备糖意曩量豹擐表努印。 2 。2烧努点的搜索显示烧缩过程烧穿点 位置可厦映烧结过程的质量指标及节能状 况，是一个鲎要的生产考核指标，对指导生 产有十分煎要的意义。根据烧粘机烟罩上各 个风箱的激魔，结合J 颈序控制功能开发二次 籀蕴冀法模块，骨篝出最裹嚣发点物理位 置，再鞋光棱影式在流翟上形象缱表达密 来。系统掇供了点火仓与布料仓料位上下限 报警及静车速度实时显示，为工艺生产调节 烧穿点位髓提供了有效的手段。 2 ．3与P L C 通讯通过P X l 卡，以 R S - 2 3 2 C 邋诫{ 杰l 议实现与霹躺撩净控期器 翟L C 麴遴讯，霹在 X L 主嚣暴滋绝藏翟各 设备的斌彳亍状态，并可运用设备状态信号进 行顺控避算，如引人烧结机的扦停状态信 号为顺序逻辑条件，累积本班的烧结机运行 时间，显示在流程图上。“X L 姆P L C 实现 通讯，使褥电气设备癌停信号鸯Z 艺参数控 镧煮撬域融合，也鸯理錾躅鳇建立葵定了基 础。 2 ．4 与x 荧光计算机通倍利用 X L 系 统与X 豫光通用计算机的串行口 R S - 2 3 2 C 实现数据的发送与接收，由烧结 弘x L 系娩接收x 荧光计算机发送的物料分 辑信号，辩瓣信号避葑规范纯处遴，影残一 定搀式盼嚣幕显示与壤表定辩据鼙。这撵太 大提高了数据传输的速度与准确性。．u X L 与x 荧光计算机实现通信，中阅锄料成份与 产品艨量信息快速反映给操作 局，促进了 工艺控制水平的提高。 2 ．5 戳妒控制配矿是烧铸工艺的基本环 节，琵矽不好，浇缝产晶囊囊戆无法曝涯，蟊 盈影嘲蠲羞续工艺硫酸、鼓最炉等主工j 芋生 产都幂能正常进行，其中精矿憨量恒定控制 又是配矿控制中的关键环节。配矿实际上有 两个环节，一个是精矿本身众属含量及含硫 量的配栌，郫预配．这需由矿仓中调配各处 来矿蘩实现；另一十是糖矽、遮粉、石灰石、 烟尘戆鬟量琵跑；奉系凌考惑了惹者。匿2 是单个子系统原理框图。 瓶料成带H 变频调速器 电子皮带秤 f 羁赢蕊 i { r 一””一一{广一一一一1 } { 瓣L 薰转箍器r ] 髂耋二农裹r { 』 ⋯～一⋯⋯一l 图2 原理圈 从系统的需求来看，精矿总量的稳定控 制是前提，对精矿总量控制而富，它需要自 动判酝鍪仓是否具备分配翱辫饪务翦条锌 瑟磐矮在燕窘电气正常运孬教仓癌森辩的 情况下 ，自适应地为它设定一加辩值，再要 求每个仓围绕这个设定值进行自动调节。 撩烧具有纯滞后长的对象特性，且称量 值有小脉动波动，为克服纯滞后的影响，对 于备个子系统我们采用了P I H t D 调节器 递褥援襄控翩。嚣用痰帮{ 踅袭A V ￡一M 对 称鼙壤俸移动平均融诮除穗豢壤渡动静影 响。图3 为精矿总量控制软件艨理图。其 中。 A V E M 移动平均单元，作滤波用。 ￡1 调节精矿量累加单鬣。 P l ～H L D 每台稃豹采撵鞭调苇器，适 合缝浮落选弼移舞控割露象。 P l D 总量调节器。 s W l 6 各子系统调节嚣的手动、自动 万方数据 圈3 耩矿总量控制图 糖矿l 曩 精矿l 谪速 转矿2 摄 精矿2 调速 精矿3 嚣 耩矿3 谱逮 糟矿4 量 耩矿4 鞭速 耱矿5 攮 辖矿5 调建 藕矿6 蠢 精矿6 诲速 转换开袋。 S W 一9 t 糟矿总爨调节系统组成方式的 转换开* 。役嚣l 一6 是越想量调节器为主 瑗，{ 壬选一套糖矿调繁予系绫鸯斟两的枣缀 调节系烧；位鬣7 总摄恒定为目标，用顺序表 鬟錾运费予黎凌数爨黉诗葬备群乎鸯竣定 德；位鬣8 以精矿总璺调节器为主环，用顺序 裘判薮运行予亵凌数爨势计算各稃平麓设定 德。 均努诗冀逶避 X Lj 蒺攘表瓣王传，在 予系统投 或退出时，重新计算各运行予系 统静设定篷 为了满足工艺要求的多套子系婉同时并 判工作，并且撤据送行台数，臼适应计算、设 擐子系统的设定使，因此，糖矿总量控制罴 簧配合麻用顺序控制袭来实行条件粒制。 在就蹶控震中，簸终强的是竞成分嚣设 定计算 s 酸一。 S O d M 式中S V , 一。予系统的设定值。 S ‰惑耩秽鼙设定筐。 M 正常运符予系统囊数。 穰矿惑鲎塞臻攥定控赣痿，冀佘矿量 则根据茸精矿之比馕，自动设定各自的加辩 鬣，并鑫动跟踪这一设定擅。 2 ．6混料及制粒湿度控制进人烧结机物 料的槛魔直接燕系捌物科的点火性髓，成块 率以及烧绺块的遴气性和强度。系统对混斟 与制粒两遒工序的出料激度均离施了自动控 剽，混糕滠震{ 斑艇谗，黎用了单回路的袋 样P I 控制，重点摄制粒嘲筒的水份控制，制 粒怒紧靠娆结懿主一遂工序，滋度静控割誊 接影响烧结点火、料层透气性乃至烧结块的 质鬣。系统采取了串疑调蒂势砖策寒稳定按 制物料的谶度，系巯的赋理框隧如图4 ， 爱4 援壤框圈 承携分叛搜袋用了基奉蜘l 袋S M O Ⅲ型三波长红外水份仪，测量精度高，利用 电嚣传转予流茧诗猹潮热瘩量 系统以水量调节作为副环，快速消除水 菇郝努的撬动对系统造袋翡彰璃，主骂承 份控制 采用采样P I - H L D 控制。克服纯滞 蜃鹣影确， 2 ．7 萨暇风籍嶷压调带0 8 风箱熊压童 接麓映辩艨酌遴气洼髓，也蠲接琏反映了点 火情况的好坏，0 8 暇风辆负滕调节系统以 O o 风箱负鹾信弩为输入，输出O 一2 0 m A D C 绘变频器以调节风帆的转速以达到调节负避 的目的。 2 ．8 螽鼓风摄磁擐调繁l 。、2 8 毅鲜鼹 机均采用了变频调速，4 4 风机则采用串缴 调遵。我稍1 8 ，2 0 新鲜瓢撬采焉了供甄慈 量控制，把锯风机负责的支管的风量之和作 为赣A ，缝P l D 逯舞u X L 输出信号至变籁 器控铆飚桃运转逮魔。对备风机风量实施控 割，霹达弼鼹绦诞糖瓣竞分攥魏又控蠲热麓 的均衡利用的目盼。下筒是l o 新鲜飙机风 量控翻系统酌濠建框胬 图5 。 器风机风藿实现恒定控制，对均衡控制 矿街在烧错机中邂步税硫．完垒脱硫，烧穿 万方数据 4 7 嗣S 原瑷闺 乃至冷却的全过程有十分整要的意义。 3系统的运行情况 韶冶烧结∥X L 系统自九六年二月与烧 结工艺投产同步一次投遴成葫，起到了虢锈 烧缕工艺参数、措譬生产的撵鞠，为烧缝腰 利试车试产作出了贡献。同年的七、八胃 份，对系巯的关键瞄鼹避行调试整定，使重 要王茳参热处于垂秘控测状态。系绽运镪近 两年来，对提高工艺控制水平与管璎求平， 稳定生产潋及保障设备远行安垒方瑟超到了 重要魏终翅。 1 系统提供羹观方便的操作界面、完善 规范的管理功能烧结 X L 系统为操作人 萎提供许多壹袋形象的箍槎撩锘酉藤。烧维 生产工艺漉程长，瓣控制冉句参数多，特别是 开、停车溅流稷某一环节出了故障时，操作 A 员需在第一时闰究成多项操作，简单俊速 约撮律显得馒蹙重要，系绽开发顺序运算、 顺序控制与批璧设定功能，使多步实现的复 杂操作简单纯，开发一融操作炭现操作的快 速纯，系统还掇供了妻戏瓣缀鬻显承功筏， 以提高操作人员对救障状态的成废熊力。烧 穿点孵直蕊形象的显示为操伟 费调整螽车 速度与辩攫零发挺缨了聂磺的撩{ 糍导。本 系统为管理人员提供了车越的管理功能，如 定时完整的报表打印功能以及疑选2 0 罴历 史数据趋势醢线的麓诲功髓，邀对严肃王艺 纪律。查找故障蹶因可提供竞分的依摄；该 系统自投运呲来，深受操作人员与管璜阶鼷 的好评。 ≤2 魏臻全藏程重要参数都热于是动控 制状态饶蹯工蕊谶税长，程个环节栅互影 B 自，所班各玮节都颁进符稳定的控裁，对下 一籁节费责。零攀巯砖耱续菠疆备环节的薰 要的工艺参数实施了囱动控制，酋先从稳定 精矿人手，对各物料避行配眈调节 撵作人 曼只要设定特矿慧量技妒拢铡，可实现器 矿量配矿囟动调节，精矿总量控制礁度最 大，自精矿总量控制系统投运以来，精矿惑 量围绕设定馕渡动，一般偏差不怒过 l ，受m 。混耕圆蒋与制粒网髓均实现自动加 水，控制其出料湿度，送对馥善烧结块强度 岛透气性能有掇大的律蠢l 。烧缝撬各簸菇、 暇鼠量全部实遮了囊动控制，这数系缝趁到 了节能降耗，稳定点火鼹遥气性的作厢。 惑之，烧绪 X L 瓣援逐，镬静建满足了 烧结工芝生产的甓要，为饶纯工艺控制，提 高工艺操作水平岛管骥水平剖遗了条件。 4 总结及展望 该系统从实用、可撵及技术进步方面综 龠考虑，选择了日卒横河, u X L 集散控翩系 豌，邑畿功豫运嗣于赛际生产串 系统跌蜜 垒蛙方嚣考虑，配墨中总线段关键卡蚌采驭 了冗余热备。p X L 系统功能丰富，扩展性 好，为烧结工艺控制球平上勰静爨除搀出了 羹麸，隽烧缝系统专家攒型麴建立到造毒利 条件。本系统实现了岛P L C 系统通讯，让工 艺参数控翻与泡气设备控翻寿辊缱缝合，楚 工厂避程网建立进狂巾关键粒一步。在过程 刚上，信息管理系统、质餐分析系统及过程 控制系统融合程一越，架懿管璃决策、质蓬 蕊督冬生产控制淘遵蚋褥粱。 万方数据