山東萊鋼集團(tuán)1880m3高爐礦槽上料最優(yōu)控制
摘要：本系統(tǒng)采用最優(yōu)控制，成功實(shí)現(xiàn)了436米上料主皮帶驅(qū)動(dòng)、槽下自動(dòng)配料、仿真料流模型、FIFO式料型控制模型、圖像識(shí)別、故障自診斷等功能，具有廣泛的推廣及應(yīng)用價(jià)值。
ABSTRACT:Thesystem adopts optimized type control,successfully realized 436m main charging belt driving,automatically proportioning below bunker,feed flow simulating model,FIFO type burden profile control model,image identification,fault self detecting functions etc,Thus it is well worthy of promotion and application.
關(guān)鍵詞：主皮帶 槽下配料 料流模型 故障自診斷
KEY WORDS: main charging belt proportioning below bunker feed flow model fault self detecting
1 前 言
2003年前萊鋼高爐的最大容積是750m3，采用料車上料，本項(xiàng)目中高爐容積是1880m3，采用主皮帶上料，槽下焦炭或燒結(jié)經(jīng)槽下成品帶直接到上料主皮帶，槽下成品帶長139米，主皮帶長436米，所以槽下焦炭或燒結(jié)需經(jīng)過570多米長的皮帶到爐頂，這在國內(nèi)是非常罕見的，上料自動(dòng)控制相對(duì)復(fù)雜化。國內(nèi)同類型大高爐一般在槽下設(shè)置中間斗，主皮帶的長度一般在200-300米左右，這種高爐槽下備料和放料是互相獨(dú)立的，一般是當(dāng)主皮帶上的料進(jìn)入爐頂且準(zhǔn)備布料時(shí)，槽下已備好料的中間斗才開始放料，所以上料控制就相對(duì)的簡單。
2 智能控制
2．01 面向?qū)ο缶幊淘谥髌⑼？刂浦械膽?yīng)用
上料主皮帶有4臺(tái)10KV的高壓電機(jī)驅(qū)動(dòng)，4臺(tái)電機(jī)按順序啟動(dòng)，平時(shí)4臺(tái)電機(jī)同時(shí)工作，事故時(shí)允許3臺(tái)電機(jī)工作。每臺(tái)高壓電機(jī)配有直流10KV的電流測(cè)控保護(hù)裝置和380V的抱閘電機(jī)。同時(shí)，主皮帶還配有低壓控制回路，此回路除了延時(shí)松抱閘外，還監(jiān)測(cè)主皮帶的故障如：撕裂、打滑、重跑偏、輕跑偏、拉繩、拉緊等故障。
從礦槽監(jiān)控畫面點(diǎn)擊“主皮帶啟動(dòng)”按鈕之后，則程序先啟動(dòng)四臺(tái)電機(jī)的潤滑泵，潤滑泵油壓正常且報(bào)警時(shí)間到后電機(jī)間隔2秒相繼啟動(dòng)。當(dāng)主皮帶有停機(jī)故障、電氣回路有跳閘現(xiàn)象、電機(jī)啟動(dòng)超時(shí)等情況時(shí)，則停止主皮帶運(yùn)行。
在程序的編制過程中，對(duì)主皮帶啟動(dòng)我們采用面向?qū)ο蟮木幊趟悸?，啟?dòng)功能塊是完全獨(dú)立的，并可進(jìn)行移植。功能塊有四個(gè)輸入口，分別對(duì)應(yīng)四臺(tái)電機(jī)的啟動(dòng)順序輸入號(hào)，同時(shí)功能塊有一個(gè)輸出口，對(duì)應(yīng)當(dāng)前需啟動(dòng)的電機(jī)號(hào)。啟動(dòng)功能塊不管電機(jī)是四臺(tái)工作還是其中的某三臺(tái)工作，它只采集四個(gè)輸入口數(shù)據(jù)即可完成啟動(dòng)。功能塊有較大的靈活性、適應(yīng)性。
2．02自動(dòng)跟蹤式技術(shù)在焦丁回收入爐中的應(yīng)用
焦炭在槽下經(jīng)兩級(jí)分篩后，分篩的焦丁進(jìn)入焦丁稱量斗，焦丁稱量斗與燒結(jié)稱量斗并排位于成品帶K1的上方，焦丁稱量斗離主皮帶較近?？刂频脑瓌t是焦丁均勻?yàn)⒃跓Y(jié)料流的中間位置。程序采用自動(dòng)跟蹤技術(shù)對(duì)燒結(jié)礦的料頭進(jìn)行記憶并跟蹤，跟蹤料頭到焦丁斗下方延時(shí)后焦丁可開始放料，從而達(dá)到控制的目的。
2．03槽下配料控制
槽下未設(shè)中間稱量斗，槽下料流經(jīng)K1、K2皮帶直接到主皮帶，槽下配料的方式直接影響上料速度，為盡可能快的提高上料速度，我們確定了三種配料方式：同排、正排、反排。
同排配料即本料批中所有選中的斗不論遠(yuǎn)近同時(shí)放料。其優(yōu)點(diǎn)是配料時(shí)間短、控制簡單，缺點(diǎn)是不但料流間斷而且皮帶負(fù)載重，容易灑落。
正排配料即根據(jù)料單的填寫，靠近主皮帶的斗先放料，第一個(gè)斗放完后，第二個(gè)斗開始放，這種配料順序不能避免在同一料批內(nèi)有料流間斷的情況，且放料時(shí)間長。經(jīng)投運(yùn)使用情況看焦炭料批可選擇正排配料順序。
反排配料是最常用的配料方式，不但實(shí)現(xiàn)了本料批內(nèi)料流的連續(xù)性，而且實(shí)現(xiàn)了球團(tuán)均勻的灑在燒結(jié)礦表面上的復(fù)雜控制。一方面避免了球團(tuán)從主皮帶上滾落現(xiàn)象，一方面使球團(tuán)和燒結(jié)在爐內(nèi)更加混勻。放料的基本原則是遠(yuǎn)離主皮帶的斗先放料。程序?qū)Y(jié)礦的料頭和料尾分別跟蹤，對(duì)球團(tuán)礦只跟蹤其料頭。如第一斗是燒結(jié)礦，當(dāng)燒結(jié)礦的料尾到達(dá)其它燒結(jié)礦斗下方時(shí)，其它燒結(jié)礦斗開始放料，當(dāng)燒結(jié)礦的料頭到達(dá)球團(tuán)斗的下方時(shí)，球團(tuán)斗開始放料。如第一斗是球團(tuán)礦，當(dāng)球團(tuán)礦的料頭到達(dá)燒結(jié)礦斗下方時(shí)，燒結(jié)礦斗開始放料。這種配料方式把正排時(shí)間的120S縮短為40S,具有很好的推廣價(jià)值。
2．04料流模型模擬、控制料流
據(jù)我們考察國內(nèi)同類型高爐一般在槽下設(shè)置中間斗，且主皮帶的長度一般在200-300米左右，這種高爐槽下備料和放料是互相獨(dú)立的，一般是當(dāng)主皮帶上的料進(jìn)入爐頂且準(zhǔn)備布料時(shí)，槽下已備好料的中間斗才開始放料，所以上料控制就相對(duì)的簡單。
而本次設(shè)計(jì)主皮帶長436米，且槽下未設(shè)中間斗。槽下稱量斗中的料一旦放到成品帶上就意味著無法控制，如爐頂出現(xiàn)異常情況，則需停止上料主皮帶和槽下成品帶。主皮帶加上成品帶長約570米，這在國內(nèi)是非常罕見的。槽下配料不可能等到570米長的皮帶上沒料了（進(jìn)入爐頂受料斗）才開始放料，而且料流到主皮帶C點(diǎn)時(shí)，需判斷爐頂受料斗的情況，如受料斗未空或上料閘未關(guān)好，則須停止主皮帶。所以程序應(yīng)首先判斷出料流的位置。
在本次設(shè)計(jì)中，我們通過深入探討和思考，設(shè)計(jì)用料流模型控制料流，且料流模型適合于槽下不同的配料方式，在料流模型中，主要采用了如下計(jì)數(shù)：主皮帶上料循環(huán)計(jì)數(shù)、主皮帶料頭計(jì)數(shù)、主皮帶料尾計(jì)數(shù)。
“主皮帶上料循環(huán)計(jì)數(shù)”是為了控制主皮帶上在同一時(shí)間段有多個(gè)料流而設(shè)計(jì)的，根據(jù)理論計(jì)算，主皮帶上一般不會(huì)超過三批料，所以在料流模型中把“主皮帶上料循環(huán)計(jì)數(shù)”最大設(shè)置為3，初始值設(shè)置為0。
“主皮帶料頭計(jì)數(shù)”和“主皮帶料尾計(jì)數(shù)”是為了確定料流模型的料頭和料尾而設(shè)計(jì)的?！爸髌Я项^計(jì)數(shù)”是對(duì)本料批內(nèi)稱量斗的個(gè)數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，槽下配料時(shí)，模型對(duì)每個(gè)放料稱量斗的料頭和料尾進(jìn)行記憶并跟蹤，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)斗的料頭到達(dá)主皮帶時(shí)，“主皮帶上料循環(huán)計(jì)數(shù)”進(jìn)位為1，且料流模型發(fā)出料流到主皮帶信號(hào)，然后模擬料流開始向前移動(dòng)。當(dāng)料流模型跟蹤稱量斗料尾到主皮帶時(shí)，“主皮帶料尾計(jì)數(shù)”就進(jìn)位1，當(dāng)“主皮帶料尾計(jì)數(shù)”=“主皮帶料頭計(jì)數(shù)”時(shí)，料流模型發(fā)出料尾到主皮帶信號(hào)，則本料批料流作為一個(gè)定長向前移動(dòng)。
當(dāng)程序根據(jù)模型及配料條件發(fā)出“允許槽下配料”信號(hào)后，槽下下一料批又開始放料，當(dāng)稱量斗料頭到主皮帶時(shí)，“主皮帶上料循環(huán)計(jì)數(shù)”進(jìn)位為2，則本料批料流作為第二個(gè)模型料流向前移動(dòng)。當(dāng)本料批料尾到主皮帶后，料流模型同樣保持一個(gè)定長向前移動(dòng)。依次類推，當(dāng)“主皮帶上料循環(huán)計(jì)數(shù)”進(jìn)位為4時(shí)復(fù)位為1，模型重新開始模擬。
當(dāng)槽下成品帶因故障等原因停機(jī)時(shí)，則稱量斗料頭、料尾的跟蹤相應(yīng)停止，如此時(shí)模擬料流已到主皮帶，則料流會(huì)隨著主皮帶繼續(xù)向前移動(dòng)，只不過料流的長度會(huì)拉長，直到成品帶重新啟動(dòng)。當(dāng)主皮帶因故障停機(jī)時(shí)，主皮帶上的料流模型同樣停止模擬，稱量斗料頭、料尾的跟蹤也因成品帶的停止而停止，當(dāng)皮帶啟動(dòng)后，模型繼續(xù)進(jìn)行模擬和跟蹤。
2．05圖像識(shí)別控制功能的設(shè)計(jì)
主皮帶上有A、B、C三個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，A點(diǎn)距主皮帶尾2.5米，B點(diǎn)距主皮帶尾9.5米，分別是成品帶K1、K2的落料點(diǎn)。C點(diǎn)距主皮帶頭20米，作為檢查爐頂設(shè)備緊急停主皮帶用。這三個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)計(jì)均為擋板式，據(jù)考察這種監(jiān)測(cè)方式不可靠。于是，我們?cè)贐點(diǎn)、C點(diǎn)分別設(shè)計(jì)安裝了圖像識(shí)別系統(tǒng)，一是為了調(diào)試料流模型，二是方便生產(chǎn)。
在試生產(chǎn)時(shí)根據(jù)圖像識(shí)別修正模型跟蹤稱量斗的料頭、料尾的參數(shù)，并修正料流模擬運(yùn)行的速度，從而料流模型得以更加完善、準(zhǔn)確。
2．07復(fù)雜性分析控制技術(shù)在槽下配料控制中的應(yīng)用
在同類型高爐中，上料主皮帶一般在200-300米左右，且槽下一般設(shè)中間稱量斗，所以槽下稱量斗配料的觸發(fā)條件相對(duì)就簡單。在本座高爐特殊的工藝設(shè)計(jì)前提下，為了適應(yīng)爐頂設(shè)備各種運(yùn)行狀況，我們運(yùn)用復(fù)雜性分析控制技術(shù)，設(shè)計(jì)如下槽下配料觸發(fā)條件：
① 爐頂受料斗空且上密關(guān)好
② 爐頂受料斗空
③ 爐頂料罐空且下密關(guān)好
④ 爐頂料罐空
⑤ 爐頂下密開好
⑥ 探尺到料線
⑦ 上料批結(jié)束后延時(shí)時(shí)間到
配料條件決定著高爐上料速度，程序運(yùn)用數(shù)學(xué)模型計(jì)算，并經(jīng)邏輯判斷稱量斗配料的邊界條件是否滿足。在數(shù)學(xué)模型中設(shè)計(jì)了槽下放料料批計(jì)數(shù)、爐頂受料斗上料料批計(jì)數(shù)、爐頂料罐布料料批計(jì)數(shù)。把爐頂受料斗空且上密關(guān)好和爐頂受料斗空作為稱量斗放料條件，前提是整條皮帶上沒有料批；把爐頂料罐空且下密關(guān)好和爐頂料罐空作為稱量斗放料條件，前提是從槽下成品帶到爐頂受料斗最多只能有一批料；把爐頂下密開好和探尺到料線作為稱量斗放料條件，前提是從槽下成品帶到爐頂料罐最多只能有兩批料。
2．06 FIFO式料型控制模型
因槽下料批不是等到上一料批到達(dá)受料斗后，再放下一料批。主皮帶上經(jīng)常同時(shí)存在兩批料的情況，這樣往受料斗內(nèi)放料的料型就難以確定。考慮到這種現(xiàn)象，程序采用FIFO堆棧的方法設(shè)計(jì)了一存儲(chǔ)區(qū)域?qū)σ焉狭狭吓牧闲瓦M(jìn)行存儲(chǔ)，設(shè)計(jì)了“主皮帶上料循環(huán)周期計(jì)數(shù)”和“主皮帶C點(diǎn)上料周期計(jì)數(shù)”，為配合料流模型模擬料批數(shù)，兩個(gè)計(jì)數(shù)最大設(shè)置為4?！爸髌狭涎h(huán)周期計(jì)數(shù)”作為存儲(chǔ)料型的指針，當(dāng)料流模型模擬料流到主皮帶C點(diǎn)時(shí)，“主皮帶C點(diǎn)上料周期計(jì)數(shù)”作為取數(shù)指針從堆棧中取出相應(yīng)料型，并通過透明工廠I/O SCANNER傳給爐頂，爐頂程序進(jìn)行保存，并隨著受料斗的放料傳送到料罐，然后爐頂根據(jù)料型進(jìn)行布料。
2．07上料主皮帶故障自診斷系統(tǒng)
當(dāng)出現(xiàn)主皮帶打滑、撕裂、重跑偏、拉繩、電機(jī)保護(hù)跳閘等監(jiān)測(cè)故障或程序判斷出主皮帶運(yùn)行或啟動(dòng)過程中出現(xiàn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)斷路器、抱閘電機(jī)斷路器、接觸器掉電等故障或啟動(dòng)當(dāng)前電機(jī)超過2s后還未接收到電機(jī)斷路器和閘信號(hào)，則停止運(yùn)行上料主皮帶。主皮帶停止后打滑、驅(qū)動(dòng)電機(jī)斷路器、抱閘電機(jī)斷路器、接觸器掉電等信號(hào)相應(yīng)出現(xiàn)，且有些故障是瞬間的，當(dāng)主皮帶停止運(yùn)行時(shí)維護(hù)人員很難一時(shí)判斷出停止運(yùn)行主皮帶的真正原因，所以上料控制系統(tǒng)采取記憶第一故障，排除后續(xù)故障的原則實(shí)現(xiàn)故障自診斷系統(tǒng)，給維護(hù)人員提供確切的停止主皮帶運(yùn)行的故障原因，節(jié)省了故障查找的時(shí)間，提高了維護(hù)效率。
3、結(jié)束語
萊鋼煉鐵廠1880 m3高爐礦槽上料采用計(jì)算機(jī)控制后,提高了自動(dòng)化裝備水平,其主要工藝過程的控制,技術(shù)先進(jìn),生產(chǎn)指標(biāo)控制穩(wěn)定,節(jié)能降耗顯著,為下一步萊鋼再建2000m3左右的大高爐及其它煉鐵廠家采用自動(dòng)控制提供了參考依據(jù)。同時(shí)，由于該系統(tǒng)自動(dòng)化程度高，有利于減少設(shè)備的故障率、減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)在職工的人身安全,環(huán)境保護(hù)方面也更有益處。
ABSTRACT:Thesystem adopts optimized type control,successfully realized 436m main charging belt driving,automatically proportioning below bunker,feed flow simulating model,FIFO type burden profile control model,image identification,fault self detecting functions etc,Thus it is well worthy of promotion and application.
關(guān)鍵詞：主皮帶 槽下配料 料流模型 故障自診斷
KEY WORDS: main charging belt proportioning below bunker feed flow model fault self detecting
1 前 言
2003年前萊鋼高爐的最大容積是750m3，采用料車上料，本項(xiàng)目中高爐容積是1880m3，采用主皮帶上料，槽下焦炭或燒結(jié)經(jīng)槽下成品帶直接到上料主皮帶，槽下成品帶長139米，主皮帶長436米，所以槽下焦炭或燒結(jié)需經(jīng)過570多米長的皮帶到爐頂，這在國內(nèi)是非常罕見的，上料自動(dòng)控制相對(duì)復(fù)雜化。國內(nèi)同類型大高爐一般在槽下設(shè)置中間斗，主皮帶的長度一般在200-300米左右，這種高爐槽下備料和放料是互相獨(dú)立的，一般是當(dāng)主皮帶上的料進(jìn)入爐頂且準(zhǔn)備布料時(shí)，槽下已備好料的中間斗才開始放料，所以上料控制就相對(duì)的簡單。
2 智能控制
2．01 面向?qū)ο缶幊淘谥髌⑼？刂浦械膽?yīng)用
上料主皮帶有4臺(tái)10KV的高壓電機(jī)驅(qū)動(dòng)，4臺(tái)電機(jī)按順序啟動(dòng)，平時(shí)4臺(tái)電機(jī)同時(shí)工作，事故時(shí)允許3臺(tái)電機(jī)工作。每臺(tái)高壓電機(jī)配有直流10KV的電流測(cè)控保護(hù)裝置和380V的抱閘電機(jī)。同時(shí)，主皮帶還配有低壓控制回路，此回路除了延時(shí)松抱閘外，還監(jiān)測(cè)主皮帶的故障如：撕裂、打滑、重跑偏、輕跑偏、拉繩、拉緊等故障。
從礦槽監(jiān)控畫面點(diǎn)擊“主皮帶啟動(dòng)”按鈕之后，則程序先啟動(dòng)四臺(tái)電機(jī)的潤滑泵，潤滑泵油壓正常且報(bào)警時(shí)間到后電機(jī)間隔2秒相繼啟動(dòng)。當(dāng)主皮帶有停機(jī)故障、電氣回路有跳閘現(xiàn)象、電機(jī)啟動(dòng)超時(shí)等情況時(shí)，則停止主皮帶運(yùn)行。
在程序的編制過程中，對(duì)主皮帶啟動(dòng)我們采用面向?qū)ο蟮木幊趟悸?，啟?dòng)功能塊是完全獨(dú)立的，并可進(jìn)行移植。功能塊有四個(gè)輸入口，分別對(duì)應(yīng)四臺(tái)電機(jī)的啟動(dòng)順序輸入號(hào)，同時(shí)功能塊有一個(gè)輸出口，對(duì)應(yīng)當(dāng)前需啟動(dòng)的電機(jī)號(hào)。啟動(dòng)功能塊不管電機(jī)是四臺(tái)工作還是其中的某三臺(tái)工作，它只采集四個(gè)輸入口數(shù)據(jù)即可完成啟動(dòng)。功能塊有較大的靈活性、適應(yīng)性。
2．02自動(dòng)跟蹤式技術(shù)在焦丁回收入爐中的應(yīng)用
焦炭在槽下經(jīng)兩級(jí)分篩后，分篩的焦丁進(jìn)入焦丁稱量斗，焦丁稱量斗與燒結(jié)稱量斗并排位于成品帶K1的上方，焦丁稱量斗離主皮帶較近?？刂频脑瓌t是焦丁均勻?yàn)⒃跓Y(jié)料流的中間位置。程序采用自動(dòng)跟蹤技術(shù)對(duì)燒結(jié)礦的料頭進(jìn)行記憶并跟蹤，跟蹤料頭到焦丁斗下方延時(shí)后焦丁可開始放料，從而達(dá)到控制的目的。
2．03槽下配料控制
槽下未設(shè)中間稱量斗，槽下料流經(jīng)K1、K2皮帶直接到主皮帶，槽下配料的方式直接影響上料速度，為盡可能快的提高上料速度，我們確定了三種配料方式：同排、正排、反排。
同排配料即本料批中所有選中的斗不論遠(yuǎn)近同時(shí)放料。其優(yōu)點(diǎn)是配料時(shí)間短、控制簡單，缺點(diǎn)是不但料流間斷而且皮帶負(fù)載重，容易灑落。
正排配料即根據(jù)料單的填寫，靠近主皮帶的斗先放料，第一個(gè)斗放完后，第二個(gè)斗開始放，這種配料順序不能避免在同一料批內(nèi)有料流間斷的情況，且放料時(shí)間長。經(jīng)投運(yùn)使用情況看焦炭料批可選擇正排配料順序。
反排配料是最常用的配料方式，不但實(shí)現(xiàn)了本料批內(nèi)料流的連續(xù)性，而且實(shí)現(xiàn)了球團(tuán)均勻的灑在燒結(jié)礦表面上的復(fù)雜控制。一方面避免了球團(tuán)從主皮帶上滾落現(xiàn)象，一方面使球團(tuán)和燒結(jié)在爐內(nèi)更加混勻。放料的基本原則是遠(yuǎn)離主皮帶的斗先放料。程序?qū)Y(jié)礦的料頭和料尾分別跟蹤，對(duì)球團(tuán)礦只跟蹤其料頭。如第一斗是燒結(jié)礦，當(dāng)燒結(jié)礦的料尾到達(dá)其它燒結(jié)礦斗下方時(shí)，其它燒結(jié)礦斗開始放料，當(dāng)燒結(jié)礦的料頭到達(dá)球團(tuán)斗的下方時(shí)，球團(tuán)斗開始放料。如第一斗是球團(tuán)礦，當(dāng)球團(tuán)礦的料頭到達(dá)燒結(jié)礦斗下方時(shí)，燒結(jié)礦斗開始放料。這種配料方式把正排時(shí)間的120S縮短為40S,具有很好的推廣價(jià)值。
2．04料流模型模擬、控制料流
據(jù)我們考察國內(nèi)同類型高爐一般在槽下設(shè)置中間斗，且主皮帶的長度一般在200-300米左右，這種高爐槽下備料和放料是互相獨(dú)立的，一般是當(dāng)主皮帶上的料進(jìn)入爐頂且準(zhǔn)備布料時(shí)，槽下已備好料的中間斗才開始放料，所以上料控制就相對(duì)的簡單。
而本次設(shè)計(jì)主皮帶長436米，且槽下未設(shè)中間斗。槽下稱量斗中的料一旦放到成品帶上就意味著無法控制，如爐頂出現(xiàn)異常情況，則需停止上料主皮帶和槽下成品帶。主皮帶加上成品帶長約570米，這在國內(nèi)是非常罕見的。槽下配料不可能等到570米長的皮帶上沒料了（進(jìn)入爐頂受料斗）才開始放料，而且料流到主皮帶C點(diǎn)時(shí)，需判斷爐頂受料斗的情況，如受料斗未空或上料閘未關(guān)好，則須停止主皮帶。所以程序應(yīng)首先判斷出料流的位置。
在本次設(shè)計(jì)中，我們通過深入探討和思考，設(shè)計(jì)用料流模型控制料流，且料流模型適合于槽下不同的配料方式，在料流模型中，主要采用了如下計(jì)數(shù)：主皮帶上料循環(huán)計(jì)數(shù)、主皮帶料頭計(jì)數(shù)、主皮帶料尾計(jì)數(shù)。
“主皮帶上料循環(huán)計(jì)數(shù)”是為了控制主皮帶上在同一時(shí)間段有多個(gè)料流而設(shè)計(jì)的，根據(jù)理論計(jì)算，主皮帶上一般不會(huì)超過三批料，所以在料流模型中把“主皮帶上料循環(huán)計(jì)數(shù)”最大設(shè)置為3，初始值設(shè)置為0。
“主皮帶料頭計(jì)數(shù)”和“主皮帶料尾計(jì)數(shù)”是為了確定料流模型的料頭和料尾而設(shè)計(jì)的?！爸髌Я项^計(jì)數(shù)”是對(duì)本料批內(nèi)稱量斗的個(gè)數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，槽下配料時(shí)，模型對(duì)每個(gè)放料稱量斗的料頭和料尾進(jìn)行記憶并跟蹤，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)斗的料頭到達(dá)主皮帶時(shí)，“主皮帶上料循環(huán)計(jì)數(shù)”進(jìn)位為1，且料流模型發(fā)出料流到主皮帶信號(hào)，然后模擬料流開始向前移動(dòng)。當(dāng)料流模型跟蹤稱量斗料尾到主皮帶時(shí)，“主皮帶料尾計(jì)數(shù)”就進(jìn)位1，當(dāng)“主皮帶料尾計(jì)數(shù)”=“主皮帶料頭計(jì)數(shù)”時(shí)，料流模型發(fā)出料尾到主皮帶信號(hào)，則本料批料流作為一個(gè)定長向前移動(dòng)。
當(dāng)程序根據(jù)模型及配料條件發(fā)出“允許槽下配料”信號(hào)后，槽下下一料批又開始放料，當(dāng)稱量斗料頭到主皮帶時(shí)，“主皮帶上料循環(huán)計(jì)數(shù)”進(jìn)位為2，則本料批料流作為第二個(gè)模型料流向前移動(dòng)。當(dāng)本料批料尾到主皮帶后，料流模型同樣保持一個(gè)定長向前移動(dòng)。依次類推，當(dāng)“主皮帶上料循環(huán)計(jì)數(shù)”進(jìn)位為4時(shí)復(fù)位為1，模型重新開始模擬。
當(dāng)槽下成品帶因故障等原因停機(jī)時(shí)，則稱量斗料頭、料尾的跟蹤相應(yīng)停止，如此時(shí)模擬料流已到主皮帶，則料流會(huì)隨著主皮帶繼續(xù)向前移動(dòng)，只不過料流的長度會(huì)拉長，直到成品帶重新啟動(dòng)。當(dāng)主皮帶因故障停機(jī)時(shí)，主皮帶上的料流模型同樣停止模擬，稱量斗料頭、料尾的跟蹤也因成品帶的停止而停止，當(dāng)皮帶啟動(dòng)后，模型繼續(xù)進(jìn)行模擬和跟蹤。
2．05圖像識(shí)別控制功能的設(shè)計(jì)
主皮帶上有A、B、C三個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，A點(diǎn)距主皮帶尾2.5米，B點(diǎn)距主皮帶尾9.5米，分別是成品帶K1、K2的落料點(diǎn)。C點(diǎn)距主皮帶頭20米，作為檢查爐頂設(shè)備緊急停主皮帶用。這三個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)計(jì)均為擋板式，據(jù)考察這種監(jiān)測(cè)方式不可靠。于是，我們?cè)贐點(diǎn)、C點(diǎn)分別設(shè)計(jì)安裝了圖像識(shí)別系統(tǒng)，一是為了調(diào)試料流模型，二是方便生產(chǎn)。
在試生產(chǎn)時(shí)根據(jù)圖像識(shí)別修正模型跟蹤稱量斗的料頭、料尾的參數(shù)，并修正料流模擬運(yùn)行的速度，從而料流模型得以更加完善、準(zhǔn)確。
2．07復(fù)雜性分析控制技術(shù)在槽下配料控制中的應(yīng)用
在同類型高爐中，上料主皮帶一般在200-300米左右，且槽下一般設(shè)中間稱量斗，所以槽下稱量斗配料的觸發(fā)條件相對(duì)就簡單。在本座高爐特殊的工藝設(shè)計(jì)前提下，為了適應(yīng)爐頂設(shè)備各種運(yùn)行狀況，我們運(yùn)用復(fù)雜性分析控制技術(shù)，設(shè)計(jì)如下槽下配料觸發(fā)條件：
① 爐頂受料斗空且上密關(guān)好
② 爐頂受料斗空
③ 爐頂料罐空且下密關(guān)好
④ 爐頂料罐空
⑤ 爐頂下密開好
⑥ 探尺到料線
⑦ 上料批結(jié)束后延時(shí)時(shí)間到
配料條件決定著高爐上料速度，程序運(yùn)用數(shù)學(xué)模型計(jì)算，并經(jīng)邏輯判斷稱量斗配料的邊界條件是否滿足。在數(shù)學(xué)模型中設(shè)計(jì)了槽下放料料批計(jì)數(shù)、爐頂受料斗上料料批計(jì)數(shù)、爐頂料罐布料料批計(jì)數(shù)。把爐頂受料斗空且上密關(guān)好和爐頂受料斗空作為稱量斗放料條件，前提是整條皮帶上沒有料批；把爐頂料罐空且下密關(guān)好和爐頂料罐空作為稱量斗放料條件，前提是從槽下成品帶到爐頂受料斗最多只能有一批料；把爐頂下密開好和探尺到料線作為稱量斗放料條件，前提是從槽下成品帶到爐頂料罐最多只能有兩批料。
2．06 FIFO式料型控制模型
因槽下料批不是等到上一料批到達(dá)受料斗后，再放下一料批。主皮帶上經(jīng)常同時(shí)存在兩批料的情況，這樣往受料斗內(nèi)放料的料型就難以確定。考慮到這種現(xiàn)象，程序采用FIFO堆棧的方法設(shè)計(jì)了一存儲(chǔ)區(qū)域?qū)σ焉狭狭吓牧闲瓦M(jìn)行存儲(chǔ)，設(shè)計(jì)了“主皮帶上料循環(huán)周期計(jì)數(shù)”和“主皮帶C點(diǎn)上料周期計(jì)數(shù)”，為配合料流模型模擬料批數(shù)，兩個(gè)計(jì)數(shù)最大設(shè)置為4?！爸髌狭涎h(huán)周期計(jì)數(shù)”作為存儲(chǔ)料型的指針，當(dāng)料流模型模擬料流到主皮帶C點(diǎn)時(shí)，“主皮帶C點(diǎn)上料周期計(jì)數(shù)”作為取數(shù)指針從堆棧中取出相應(yīng)料型，并通過透明工廠I/O SCANNER傳給爐頂，爐頂程序進(jìn)行保存，并隨著受料斗的放料傳送到料罐，然后爐頂根據(jù)料型進(jìn)行布料。
2．07上料主皮帶故障自診斷系統(tǒng)
當(dāng)出現(xiàn)主皮帶打滑、撕裂、重跑偏、拉繩、電機(jī)保護(hù)跳閘等監(jiān)測(cè)故障或程序判斷出主皮帶運(yùn)行或啟動(dòng)過程中出現(xiàn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)斷路器、抱閘電機(jī)斷路器、接觸器掉電等故障或啟動(dòng)當(dāng)前電機(jī)超過2s后還未接收到電機(jī)斷路器和閘信號(hào)，則停止運(yùn)行上料主皮帶。主皮帶停止后打滑、驅(qū)動(dòng)電機(jī)斷路器、抱閘電機(jī)斷路器、接觸器掉電等信號(hào)相應(yīng)出現(xiàn)，且有些故障是瞬間的，當(dāng)主皮帶停止運(yùn)行時(shí)維護(hù)人員很難一時(shí)判斷出停止運(yùn)行主皮帶的真正原因，所以上料控制系統(tǒng)采取記憶第一故障，排除后續(xù)故障的原則實(shí)現(xiàn)故障自診斷系統(tǒng)，給維護(hù)人員提供確切的停止主皮帶運(yùn)行的故障原因，節(jié)省了故障查找的時(shí)間，提高了維護(hù)效率。
3、結(jié)束語
萊鋼煉鐵廠1880 m3高爐礦槽上料采用計(jì)算機(jī)控制后,提高了自動(dòng)化裝備水平,其主要工藝過程的控制,技術(shù)先進(jìn),生產(chǎn)指標(biāo)控制穩(wěn)定,節(jié)能降耗顯著,為下一步萊鋼再建2000m3左右的大高爐及其它煉鐵廠家采用自動(dòng)控制提供了參考依據(jù)。同時(shí)，由于該系統(tǒng)自動(dòng)化程度高，有利于減少設(shè)備的故障率、減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)在職工的人身安全,環(huán)境保護(hù)方面也更有益處。
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