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西门子称重给料机系统
时间:2017-09-08 09:37:58    浏览次数:4428     

   西门子的称重产品可真是神通广大,霞石提炼、烟草生产、提棉机应用、膨润土、水泥行业等都有它的身影,任何称重方面的难题,“它若出现,便是晴天”  。

   首钢矿业公司隶属首钢 ( 集团)总公司 ,公司坚持科技兴厂 , 采用先进实用技术和信息技术改造提升传统产业 。众所周知, 氧化球团配料工艺是烧结球团生产的关键环节之一 ,它决定着氧化球团矿的产品性能及技术指标 。解决烧结和球团生产过程控制的可靠性、准确性、及时性的问题, 对稳定生产、 稳定产品质量 、降低消耗 、 提高产量具有重大意义 。

   首钢矿业公司球团厂配料系统原来使用的配料电子秤服役时间长、 型号比较老 , 都属于淘汰产品。称重系统一直存在着诸如 :称重变送器原件故障率高 , 系统标定繁锁 , 信号不稳定 , 抗干扰能力弱, 精度不高等问题 。传统十字片簧支承的杠杆机构 , 应力分布不均匀, 且机械结构复杂 , 维护不便,整套系统备件费用较高, 精度也达不到要求 。由于这套配料系统的先天不足, 配料精度只能达到 ±2 %的误差率 , 不能满足生产工艺 ±5 ‰的误差率要求, 加上长期服役, 设备结构老化, 秤体严重变形, 计量精度不断下降。造成配料失准 , 直接影响产品质量和经济效益 , 现场岗位人员还承受着高强度的劳动。

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解决方案

       针对烧结和球团作业流程长、控制环节多 、系统复杂的特点 。根据现场给料设备情况 , 本次改造总体思路采用重量配料法 。重量配料法是按照物料重量进行配料的一种方法 , 该法是借助于电子皮带称和定量给料自动调节系统实现自动配料的 。

       现场部分采用自动称重给料机实现单仓物料的定量控制 , 中控系统采用 PLC 可编程序控制器对系统进行集中控制管理 , 定量给料机的积算仪与控制系统采用 Pro fibus-DP 现场总线进行数据交换 。

其原理如图示意


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方案选择

( 1)皮带秤的选择

    西门子 800 系列自动称重给料机 , 其秤架部分的设计独特 ,  采用了被称为“三无” 的没有称重承载器的直接承重式秤架结构 , 即 :无杠杆 、无支点、无平衡重 。减少了负荷的死区 , 并将有效负荷直接作用于称重传感器上 , 达到准确测量的目的。
    同其他秤架结构相比 , 它具有结构简单、设计紧凑 ;安装维护方便 ;模块化设计 , 通用性好 ;高达± 0 . 5 %的设计精度完全可以满足生产需要 。另外 , 单托辊双传感器的设计结构 , 既保证了整个称重系统的平衡性 ( 两点支撑) , 同时在生产过程中出现布料不均匀时 , 还可以通过其配备的BW500 积算器所具备的配平 ( Balance)技术 , 将系统精度保持在最理想的状态 
( 2)秤体结构设计
    西门子作为国际知名的德国公司 , 在制造工艺方面也体现其 “大家风范” :整体秤架全部采用 6mm 冷轧钢板 ;不同国内外大部分厂家普遍采用焊接或工字钢的设计结构 , 西门子 WF 系列称重给料机整体采用了折钢技术 , 全部用螺栓连接 , 整体无焊缝 。
( 3)积算仪 ( 控制器)
    BW500 积算仪是为皮带秤和称重给料机设计的功能强大的积算仪 , 真正的双 PID 功能可用于称重给料机的流量控制 , 可控制恒定载荷或给料量 。它强大的模块功能设计 , 保持了稳定可靠的特性 , 也具备了组态灵活 、 通讯方式灵活的优点 , 同时它的独特设计也使得 BW500 能够应用在较大型的配料系统中。

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方案细节

    通过比较和讨论 , 首钢矿业公司在改造球团厂的项目中, 选择了西门子称重给料机系统。体配置是 :西门子800系列自动称重给料机、BW500 积算仪 、MM420变频器等设备。

下面介绍参数设置过程中的一些技术细节。
( 1)称重传感器配平
如果皮带秤安装了两个或四个承重传感器, 在初次标定前, 应首先须对称中传感器进行电子模拟配平 , 否则将影响皮带秤量精度。 该功能利用P295 参数实现。
( 2)皮带速度补偿
皮带速度的测量值与实际值应该相同 , 如果不同 , 则要对速度进行补偿。
( 3)设定标定旋转圈数
用于设置标定零点及量程时 , 皮带旋转的圈数。该功能通过 P360 参数实现 。圈数设置理论上不小于 3 圈 。
( 4)PID 整定
将 BW500 PID 调节设置为自动状态 , 中控室给一流量设定值(由于称量框架上有砝码 , 故系统有流量反馈值)。当反馈值等于给定值时 , 突然去掉一个砝码(给系统一个阶跃扰动), 观察系统的调节动作, 调整 PI 参数 , 直至满足工艺要求为止。皂土秤 PI 参数最后整定值为:P =0. 3 , I =0. 08 。在这样的 PI 参数调节下 , 阶跃扰动约 2s 即可消除,满足工艺要求。

                      

                                    

使用效果

1、改造后,高精度的原料配比 、下料计量, 平稳的原料输送和全系统的自动控制 , 配料精度达到了±5‰,废品率降低了1 %, 碱度一级品率提高了 2 %,带来了显著的经济效益。

2、大大提高了皮带管理水平, 降低备件、维修、电能、皂土消耗等费用。而且降低了维护费用 , 减少了岗位用工 , 年综合效益可观 。

3、稳定性高,近 5 年的使用中这批称重给料机工作状态一直平稳, 控制精度基本都能达到生产要求 。期间, 仅仅进行过一次升级工作。

      在最近的一次的烧结厂配料系统改造项目中, 首钢矿业公司再次选择西门子的新一代的WF系列称重给料机产品 , 和5年前的产品相比,WF系列称重给料机产品在外观设计和制造工艺上, 有更大的进步和改进:秤体表面全部采用烤漆技术,基本上可以确保在恶劣的工况条件下油漆不会脱落;秤体采用模块化设计,全封闭结构;采用悬臂式设计结构,使更换环形皮带的工作变得非常简单;采用耐高温的耐磨皮带, 大大延长皮带的使用寿命。

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