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数字技术与应用
莱钢60万吨／年赤铁矿氧化球团综合自动化控制系统
刘尊义马世雷
(山东莱芜钢铁集团自动化部山东莱芜271104)
摘要：莱钢60万吨/年赤铁矿氧化球团来用链纯机一国转客生产工艺，具各年产90万吨磁饮矿，60万吨亦铁矿氧化球团的生产能力。结合链纯机一国转球团生产工艺特点，其共由13套PLC控制系统完成整套生产流程。本文详期介络了莱钢60万吨/ 年亦赤铁矿氧化球团综合自动化系统的硬件配置，网络配置及其系统的控制功能。
关键调：园转球团以太网中图分类号：TP399
文献标识码：A
1.前言
随着矿产资源的日益贫化和钢铁企业的市场竞争日益激烈，高炉炼铁生产技术经济指标的改善和技术进步就显得尤为重要，而其改菁主要依据入炉原料一球团矿性质的改养，球团矿被称为高炉的"精料”，具有品位高，碱度低、强度好、透气性强等待点。日前我国球团矿生产绝大部分是采用竖炉及更为先进的链禽机-回转案生产工艺，球团牛产即是将细磨精矿制成能满足冶炼要求的块状物料的一个加工过程。链隐机一回转密球团生产工艺的作业流程长、控制环节多，控制过程非常复杂，是典型的具有多变量，分布参数、非线性，强稠合特征的复杂被控对象，依靠传统的操作指导控制方式已经法满足球团矿生产过程的控制要求，需要更加精确和稳定的自动控制。而实现生产过程信息化、自动化是达到操作稳定化，过程最佳化的必由之路。而高度的信息化、自动化更能提高企业创新能力和生产能力，实现对市场的快速响应，提高产品质盘，提高效率，降低成本，从而提高企业总体经济效益和市场竞争力。
2、系统组成
工程设主工艺PLC控制系统六套，辅助 PLC控制系统七套：六套主工艺PLC控制系统都基于施耐德ModiconQuantum-Unit y单台，采用施耐德最新的65160中央控制单元，这六套控制系统按照工艺流程进行分布，分别为：原料库PLC控制系统，实现原料配料和混合料输送，循环水PLC控制系统，实现厂内水的循环利用：1#PLC控制系统，实现烘干、二次配料.润磨.造球等的逻辑控制，链葩机PLC控制系统，实现布料、返料、卸灰.链笔机补火等控制，链篦机传动PLC 控制系统，主要完成链能机传动的头轮、尾轮，托轮控制，实现多点同步传动控制，2#P LC控制系统，实现回转案，风流、环冷、成品储运及回转窑焙烧温度控制等，辅助PLC控制系统七套、分别完成电除尘、布袋除尘，气输输灰、液压控制等功能，系统设上位机八台，每台上位机分配不同操作权限，各系统间相互通讯，编程接口及人机画面互为备用，可在每台上位机上监控完整的工艺参数，并可在任一台上位机对所有下位进行编程，系统总控制设备台（件）数约为320台(件)，控制仪表共计约为800件，重要岗位，如回热风机，主抽风机等设现场监控仪表，紧急情况下可采用现场操作。
方方数据
文章编号：1007-9416(2011)01-0007-01
在主控室设一个视频监控中心，采用彩色摄像机，通过光电转换器对视频信号进行传输，可立体的对全厂各关键区城实现24小时的监控，监控点达20余处，分布于各转运站及关键设备，并设實回转案内、链密机内高溢监控设备，以便对各设备运转情况和环境恶劣场合进行实时监控。
网络采用光纤自愈环网结构，采用的是施耐德TCS管理型工业以太网光缆信号交换机，通过5个TCS交换节点将原为库PLC站、循环水PLC站、1#PLC站、链篦机PLC站.链置机传动PLC站、2#PLC站和主控制案连接起来，气力输灰、除尘器等轨助PLC都分别连接在环网的TCS交换节点上。面所有的操作员站、工程师站都分别连接到TCS交换机上，
3、技术方案
全流程的逻辑控制在莱钢的应用已经非常成熟，控制思路没有改变，实现了料线的顺启，顺停、急停、起动预告、主>旁路料线选择等，实现了配料给料机的料头对齐、料尾对齐等功能，做好相应设置后能够一键启动，并记录操作记录，实现了非正常停机报警等功能，保证了故障停机时可以及时被操作人员发现并及时处理。烘干机有故障检修时可临时切换到烘干旁路皮带运行，润磨机有故障检修时可临时切换到润案旁路皮带运行。
回路控制主要应用有；利用中间微分PI D和模型预测法控制配料过程.两种控制方式可以在自动化远程支持中心进行控制方式的切换，正常情况下采用在兼钢应用非常成熟的中间微分PID控制方式，并且进人模型学习状态，对模型常量进行动态较正，在称重仪表出现问题且不能及时修正的情况下可切换到模型预测控制方式结合双闭环比值控制的前馈一反馈燃烧控制方案，实型烘干炉燃烧温度控制、链笔机补热控制、回转蜜焙烧温度控制，此控制方案是将混合料流量作为前馈加入烘干温度反馈控制环节同时根据空燃比控制煤气进气流量，以煤气进气流量作为煤气阀门开度调节的反馈，实现煤气闭环调节而空气进气流量跟随煤气进气流量进行比值控制，以空气进气流量作为空气阀门开度调节的反馈，形成双闭环比值控制，采取这种控制方式的优点是，一定程度上克服了温度控制的时滞性，多变量，时变、非线性和随机扰动的缺点，较传统的温度PID控制具有控制稳定、超调较小，精确度高等特点，经生产考验一直运行平稳，成
球质量较高，生产稳定顺行：用模型预测加扰动校正法实现膨润土烧损控制，首先利用反推理手段得出单个增量变化的预测输出，实现单变量向量模型，然后对多组单变量的向量模型进行叠加，完成多变量的预测输出。这样可以充分考患到影响烧损率的多种因索的累加作用，并且考虑到存在模型失配及干扰的问题，又进一步通过单班的人工化验进行将结与相应的预剩值比较，进行扰动校正，来完成被控对象，即二次配料下料量调节，采用相位反馈式单闭环PID的布料控制，布料控制设备由摆头皮带、大球筛、小球筛、宽皮带等，其中摆头皮带为变频控制，其速度跟踪链篦机厚度检测，由于球筛速度固定，所以摆头皮带与厚度检测相位固定，控制原理为将厚度检测信号延时一定相位时间作为摆头皮带速度PID控制反馈，在启动过程加人超调限制环节。
4、系统主要特点
原料库配料控制采用开环与闭环两种控制方式，并可在自动化远程支持中心进行切换，保障仪表系统故障情况下能够继续生产
链篦机采用多点传动，对头轮、尾轮、托轮都提供动力，保证链愿机长期稳定运行，延长链笔机链结使用寿命。
采用模型预测加扰动校正法实现膨润土烧损控制，膨润土烧损一直是球团生产控制的难点，以往在球团生产中，只是通过人工化验和经验数据的方法在二次配料中进行人工控制补偿量，这种方法不仅对人依赖性强，而且精度较差。利用模型预测加扰动校正法实现了从简单动态到复杂特性的大范制过程控制。
5、结语
球团综合自动化控制系统投入使用后，使球团生产的自动化水平很高，实现了四天日达产，次月月达产，当前年产量83万吨，平
均设备停机率0.7%的可喜的效果。参考文献
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[2]陈革，吕志义，王套.包钢120万t键第机一回转窑球团工艺参数研究.包钢科技，201 0年4月第36寒第2期
[3]王介生,王伟.基于现场总线的球团过程综合自动化系统，控制工程,2007年1月第14卷第1期
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