一
、  引 言
　　隨著當今科學技術的迅猛發展, 特別是控製技術，工業IT技術，數據庫技術，網絡技術等普及應用，對現代化企業的工業過程控製要求越來越高,quanzidongjiliangpeiliaokongzhixitongzaigexingyedeyingyongyilvjianbuxian，tashichengpinshengchandeshouyaohuanjie，tebieshiyoulianxugongliaoyaoqiudexingye，qipeibideguochengkongzhizhijieyingxianglechengpindezhiliang，tashiqiyequdezuijiajingjixiaoyidexianjuetiaojian。suiranxingyegezibutongdegongyitedianduipeiliaokongzhiyaoqiuyebutong
，danqigaokekaoxing，xianjinxing，kaifangxing，mianweihuxing
，kekuozhanxingshigexingyesuozhuiqiudeyizhimubiao。erximenziSIMATIC工業自動化產品正是符合當今這一潮流的代表。

　　二、  項目簡介
　　在配煤煉焦生產工藝過程中，需要將各種不同的精煤如：肥煤

、氣煤
、瘦煤、焦煤、貧煤等以適當比例配合成混合煤稱之為自動配煤過程，它是整個焦化生產的一個重要環節
，對生產高質量的焦炭、合理利用煤炭資源及生產成本控製具有重大意義。山西太鋼焦化有限公司（太鋼合資經營企業─惠晉焦業）7.63米焦爐有著“中國第一爐”之稱，乃至亞洲最大焦爐
，它屬於先進環保的搗固焦爐，該工程由德國伍德公司提供焦爐技術,負責初步設計，最終形成年產全焦115萬噸的生產能力，可確保太鋼300萬噸/年 不鏽鋼生產所需優質鐵水對焦炭低硫高強度的要求，實現大型、高效
、環保
、jienengdeqingjieshengchanmubiao，shitaigangshishiquanlidazaoquanqiuzuijujingzhenglidebuxiugangqiyezhanlvebuzhouzhiyi。weishijiaolumeiliaodepeibigengjiazhunquejixitongkekao
，shixianzidongpeimeizhuangzhizhinenghua、數字化、wangluohua，xiangqiyejishishishujukuheguanlishujukutigongzhunquedeshujulaiyuan，weicizaifanfubijiaoledangjinshichangliuxingdezidonghuafanganyouliejichushang
，zuihouxuanzeximenziSIMATIC自動化產品解決方案
，由上海大和衡器有限公司進行係統設計集成。

焦化廠外景照

三
、  係統工藝要求
　　1. 工藝概述
　　每mei個ge儲chu煤mei槽cao中zhong的de單dan種zhong煤mei通tong過guo圓yuan盤pan給gei料liao機ji均jun勻yun地di落luo到dao定ding量liang給gei料liao機ji皮pi帶dai上shang
，稱cheng量liang和he速su度du信xin號hao分fen別bie進jin入ru到dao控kong製zhi係xi統tong
，經jing過guo乘cheng積ji運yun算suan處chu理li計ji算suan出chu實shi際ji給gei料liao量liang，將jiang實shi際ji給gei料liao量liang與yu設she定ding的de給gei料liao量liang不bu斷duan進jin行xing比bi較jiao輸shu出chu兩liang路luPID控製信號，分別對圓盤給料機和定量給料皮帶機進行雙變頻調速控製，使之精確地以恒定的期望給料速率出料，保持每台CFW給料流量的恒定，以確保所設定總配比的要求。自動配煤裝置實現24套圓盤給料機
、定量給料機的順序起停

、報警以及模擬量的輸入


、輸出，實現係統全自動
、半自動及手動的控製，完成不同原煤料混勻給料、煤比計算及配煤流量控製並實現配料係統與帶式輸送機的起停連鎖。圓盤及定量給料皮帶機原理如圖1所示：

2.計量控製原理
　　CFW定量給料機主要分為四大單元：稱重單元、皮帶測速單元、積算控製單元、驅動單元,其中稱重單元，皮帶測速單元，驅動單元作為給料機的部件安裝在機械本體上。

　　稱重單元主要由計量托輥和兩個應變式荷重傳感器組成。稱重傳感器安裝在高精度的平台上，其測量出輸送帶上物料的單位長度重量；皮帶測速單元采用高精度脈衝編碼器安裝在從動滾筒的軸端，通過滾筒轉動產生脈衝信號，以上重量信號（毫伏級）及脈衝信號分別傳送至積算控製係統。

　　其積算稱重原理如下所示：

Q：輸送量 (重量範圍 0～t1) (kg)
q：瞬時輸送量 (kg/min)
W：物料的單位長度重量 (kg/m) (載荷密度)
V：皮帶速率 (m/min)
設輸送帶的運行長度為[l]，輸送帶的速度為[v]
，輸送帶運行時間為[t],
其關係為l=vt
因此在輸送帶運行了t1時間後，輸送帶的運行長度為l1=vt1，
那麼
，輸送流量可用下列方程式表示：

給料機的輸送量為A，B
，C三點所包圍的麵積。

如下圖所示。

W = f (l) : 在任選的單位運行長度 [l] 上的載荷密度
Wdl  : 在微小運行距離(dl)上的輸送量
   

　　上述表明：要yao計ji算suan獲huo得de輸shu送song量liang
，需xu通tong過guo稱cheng量liang傳chuan感gan器qi檢jian測ce到dao煤mei流liu的de單dan位wei長chang度du的de瞬shun時shi重zhong量liang信xin號hao
，同tong時shi速su度du傳chuan感gan器qi檢jian測ce到dao速su度du脈mai衝chong信xin號hao。通tong過guo控kong製zhi儀yi表biao將jiang重zhong量liang信xin號hao與yu速su信xin號hao進jin行xing乘cheng積ji運yun算suan，從cong而er求qiu得de輸shu送song量liang，並bing通tong過guo輸shu送song量liang積ji算suan求qiu得de累lei積ji量liang。

　　3.工藝設備主要參數
物料粒度：         0～80mm
物料散密度：       800kg/m3
物料水分：         10～12％
物料溫度：         常溫
給料方式：         圓盤給料
皮帶驅動電機：     3.7KW 3φAC380V
圓盤驅動電機：     15KW 3φAC380V
軸端編碼器:        600P/R DC12V～24V     
給料機輸送帶寬度：       800mm
輸送機能力範圍：      10～100t/h
輸送機速度：         0.1m/s～1m/s
輸送機傾斜角度：        0℃
輸送機頭、尾滾筒中心距：  3m～3.5m
配料秤係統精度：         優於0.5%

　　四
、  控製係統構成
　　1．係統總貌
　　整zheng個ge自zi動dong配pei煤mei裝zhuang置zhi為wei生sheng產chan現xian場chang無wu人ren化hua管guan理li，所suo有you的de操cao作zuo和he監jian視shi均jun在zai中zhong央yang控kong製zhi室shi中zhong進jin行xing，係xi統tong采cai用yong分fen布bu式shi計ji算suan機ji監jian控kong管guan理li方fang式shi，主zhu要yao由you兩liang套tao西xi門men子ziS7-300PLC
、兩套WINCC V6.0監控軟件及工控機
、48套SIMOVERT MASTERDRIVES 6SE70工程型變頻器、24台CFC-200回路調節控製器、3套OSM等控製單元構成一個基於TCP/IP 100M光纖工業以太環網的SCADA係統。其中各關鍵裝置如：PLC、變頻器
、調節控製器、分布式I/O之間數據傳輸采用Profibus-DP協議通訊方式
，以確保高實時性和高動態響應要求，Profibus通訊速率最高可達12Mbit/S, 8個節點網絡係統的總線循環時間最快可至0.2ms，在全球製造業自動化和流程工業自動化的總安裝站點數已突破1qianwan，birenheqitaxianchangzongxianbiaozhungaochuxuduo，tadejiedianshebeishuliangzhanyoulvmuqianwenjuquanqiudiyi
，tashiquanqiufanweineimuqianweiyinenggouyibiaozhunfangshiyingyongyusuoyoulingyubingguanchuanzhenggeguochengliandexianchangzongxian。zhezhongxitongjiagouchongfenliyongfahuileximenziSIMATIC自動化產品的資源，具有高可靠性，強抗幹擾能力和靈活的可擴充性，可獨立完成對設備的數據采集，精度控製
，監控聯鎖。上位機WINCC V6.0組態軟件作為HMI，通過操作畫麵對實時數據進行監控
，報警，實現生產工藝過程參數的實時曲線
、曆史趨勢顯示、報警記錄、配方管理、產量統計、各類數據歸檔和安全連鎖保護
，同時通過VBA編程實現Excel報表輸出、打印及預覽等功能。係統需要監測重量、速度
、位置
、缺料、堵料、皮帶打滑
、電機啟停、電流
、轉距和轉速等一千多個模擬量I/O和數字量I/O控製點,具有48個PID閉環控製回路和2套遠程監控係統操作站。整套係統通過光纖交換機進入Ethernet與焦業公司的其它焦化工藝段及廠級管理網進行銜接，達到管控一體化水平。自動配煤裝置係統結構如圖2所示：

 

2．係統配置
　　本係統24台配煤秤分為兩個工藝段各為12台，每個工藝段控製單元由1個S7-315-2DP CPU主站（含1個本地擴展主站）及2個ET200M從站、12個CFC-200及6SE70變頻器配帶CBP2從站所組成，兩個工藝段控製單元經光纖工業以太網進行互連，兩台帶有WinCC V6.0的工控機組成配煤係統操作員站
，其中一台兼有工程師站功能。