多種策略提高濕精礦配料精度的探索

張俊松

（蘭州金川新材料科技股份公司，甘肅 金昌 737100）

精礦配料作為冶金工藝生產的一道環節，對配料精度的要求尤其嚴格。為了保證在冶煉過程中入爐物料的品位基本穩定，要求多種物料按一定的比例同時進入干燥系統，所以在工藝配置中會同時配置多臺皮帶秤以滿足多種物料同時配比的要求。但由于有些物料有一定的粘結性，容易粘接配料倉的倉壁，導致物料難以均勻通過配料皮帶，甚至出現斷料等情況，控制精度難以滿足工藝配料要求。因此，在多次的技術改造過程中，結合皮帶秤稱重系統本身的工作原理及精礦的物料特性，利用傳統的PID調節技術和DCS控制技術相結合的策略，集多種控制策略于一體，經過長時間的生產實踐和不斷的摸索改造，滿足了工藝控制要求，效果可靠有效。

1 系統介紹

皮帶秤的工作原理：積算器將稱重傳感器、速度傳感器等檢測元件輸出的信號送至CPU，通過計算前后兩次采樣的稱重差值，積算器實現對流量的計算

u=Δm/t(kg/h)。CPU處理后與遠程控制系統（DCS)的設定值進行比較，根據兩者的差值輸出4mA～20mA的控制信號調節變頻器的輸出頻率，從而改變皮帶秤驅動電機的轉速以使皮帶秤給料量滿足遠程控制系統（DCS）的設定值。

另一種方法是人工觀察皮帶秤上的瞬時料量和設定值，通過比較兩者的偏差，利用皮帶秤現場控制箱上的調節旋鈕調節皮帶速度，盡量使積算器上的瞬時料量接近設定值。

2 PID技術實現自動調節

皮帶秤積算器輸入的重量信號、速度信號和輸出的電流信號均為模擬量信號，積算器內部由PID進行控制。PID控制參數（比例系數Kp、積分時間Ti和微分時間Td)的整定是在現場反復調試中完成的:開始先不給積分值和微分值，比例度按經驗數據給定，根據過程值PV的趨勢整定比例系數Kp，使振蕩曲線基本滿足衰減振蕩的過程；將比例度放大0.2倍左右，加入積分時間Ti，使振蕩曲線重新形成振蕩衰減的過程，直至振蕩曲線趨于平穩；由于配料皮帶多數較短，不需給定微分時間Ti。

所有配料皮帶秤需逐臺調試，使每臺皮帶秤在獨立工作時均能達到平穩運行的要求。PID控制雖然是一種應用廣泛的控制技術，但難以控制非線性過程。

生產過程中，精礦首先經過料倉隨皮帶傳動進入下一道生產環節。我們在下料口設計了一塊可以任意調節高度的擋料板，這樣可以使物料在輸送過程中的幾何形狀是穩定的，保證通過皮帶秤稱量段上的物料重量基本恒定，有效改善電動機的負荷率。

冶金爐配料的特點是要求多臺秤實時按一定比例均勻下料，不希望出現斷料的情況，但由于金屬物料容易粘接等多種原因，生產初期下料極不順利甚至經常斷料，需人工不停的敲打料倉促使物料下到皮帶上。

冶金爐配料的特點是要求多臺秤實時按一定比例均勻下料，不希望出現斷料的情況，但由于金屬物料容易粘接等多種原因，生產初期下料極不順利甚至經常斷料，需人工不停的敲打料倉促使物料下到皮帶上。

為了改善這一狀況，我們在每個精礦倉的不同高度上分別安裝了兩個電振，在皮帶秤測量值與設定值出現一定的偏差時啟動電振迫使粘接物料及時下到皮帶上，以保證皮帶給料量相對均勻和連續，使皮帶秤給料量趨于線性化。

工藝要求下料量的精度控制必須在5%以內，電振控制只是一種粗略的控制方式。

為此，我們在DCS控制系統中編入了一個小的計算程序，當|Δu|=|u-us|5%us時電振自動起振，避免出現斷料的現象，利用電振控制和PID調節控制兩種方式并行的策略使系統下料平穩，同時明顯消除穩態誤差，多臺配料秤的配料精度進一步得到提高。

3 DCS系統控制

在生產過程中由于入爐物料的成份經常變化，料量的配比計算又是一個十分繁瑣的過程，如何把不同的物料按工藝指令準確、快捷的分配到不同的皮帶上，又能避免由于人工計算帶來的錯誤，DCS編程為我們提供了解決的途徑。首先，為了實現快捷而又方便的操作，我們在DCS監控畫面上制作了一份配料表，以便于及時修改配料比和配料量，如表1所示。

?序號 1 2 3 4 5 6 7 8配料設定 0 10 2 4 2 6 4 1計算料量（T）0 47 9 19 9 28 19 5

操作工只需要根據工藝指令，在配料設定中把各種物料的配比系數設定好，同時在總料量設定一欄中輸入總的加料量即可，非常方便。

表中配料設定值是精礦配比份數，總料量是多臺皮帶秤的總加入量，計算料量是每臺皮帶秤的計算料量，通過程序可以看出當總加料量設定后，通過配比系數我們可以準確知道每一臺配料秤的設定料量，實現了按工藝指令自動配料的目的。

從表中也可以看到當切換到集中控制時，配料秤同時啟動/停止，只要該臺配料秤的配料份數大于零，該稱即可啟動。當發生特殊情況時，只要切換到分散控制，即可實現單臺秤分別啟/停。

4 實際運行結果和分析總結

此套配料系統經過不斷的技術改造和完善，有效解決了配料皮帶秤以往配料過程中存在的系統誤差較大、動態特性不理想并且配料不均、波動大的問題，提高了配料系統的控制準確度和可靠性，不失是一種不斷追求和探索的有利嘗試。