矿热炉减重法自动配料系统的研究与设计

发布时间：2020-07-16 18:32

【摘要】：配料作为矿热炉冶炼生产中的关键环节,其效率和精度直接关系着产品产量的高低和质量的优劣,配料控制系统的性能是保证产品能够高效、优质生产的关键。本文结合青海某铁合金生产企业的矿热炉配料工程项目,通过分析自动配料系统的工艺流程和影响配料效率和精度的主要因素,设计一种用于矿热炉冶炼的自动配料系统,并对其控制系统进行研究。首先,在研究国内外配料系统的发展背景及研究现状的基础上,根据用户提出的矿热炉冶炼配料要求,通过分析工艺流程,确定系统采用减重法配料;确定系统总体控制方案,并对下位控制系统和上位监控系统进行总体设计。然后,根据系统的总体控制方案,对PLC、模块以及其它硬件进行选型,并进行电路设计;使用西门子PLC专用的S7通讯协议和由C#编程语言编写的S7.NET通讯协议实现PLC之间和PLC与上位机之间的通讯,实现控制系统各设备之间的稳定可靠通讯;并使用C#语言和面向对象的程序设计思想设计数据采集软件和配料系统上位监控软件。其次,通过研究称重斗和振动给料机的组成和工作原理,对配料过程中误差产生的主要原因进行理论分析和仿真验证,并确定采用模糊调速算法对配料过程的减速阶段进行速度控制,结合PI型迭代自学习算法消除当前误差和累计误差,提高配料系统的效率和精度。最后,根据工艺流程,设计下位机逻辑控制程序。分析配料过程中主要子程序之间的逻辑关系和功能,并对输送过程中的加料子程序、配料子程序、输送子程序以及料仓切换子程序进行设计。完成以上研究工作后,对系统进行现场调试,调试及后期实际运行结果表明,本课题所设计的减重法自动配料系统具有配料精度高、速度快、稳定性强等优点,达到了设计目的和控制要求。
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP311.52;TF542.2
【图文】：

电机振动,给料机,实物,给料

1) 系统能够实现就地和远程控制方式，针对不同的工况，自由切换。2) 上位机、下位机以及现场设备之间的通讯速度快，且稳定可靠。3) 称量精度控制在 1%以内，且可以自动消除累计误差。4) 系统具有报表功能，可以随时查询记录的数据，并且具有打印功能。5) 系统在发生故障时，具有故障报警功能。6) 系统能够控制输送皮带将每批料精准地加入炉顶集料仓。2.2 配料形式的选取2.2.1 给料形式矿热炉使用的物料大多都有颗粒度不均匀、外形不规则等特点，常用的给料方式有电磁振动给料、螺旋给料、电机振动给料和料门给料。由于所使用的物料是成块的散装物料，质量和体积都比较大，所以选择电机振动给料的方式比较合适。电机振动给料机如图 2.2 所示。

安装图,称重传感器,安装图,悬臂梁式

图 3.3 称重传感器安装图合式称重传感器的外形相比于 S 形和悬臂梁式传安装方式上也更加简便，其技术指标见表 3.2。表 3.2 XJH－14 膜合式称重传感器主要技术参数表标值 2~10 2.0 抗 380 10 抗 350 3 阻 5000 压 10 (的选型

控制电路图,控制柜,子系统,变频器

台配料设备全部由变频器拖动，4 台加料电机功率为 0.75KW 采用直接启动的方式。水平皮带采用变频器拖动。一号控制柜配料变频器、主电路开关等部分柜内布置如图3.4 所示。2) 控制电路图附录 B 中包含部分给料子系统和部分输送子系统的控制电路图，控制电路说明了各个执行元件的控制原理。从图中可以看出给料子系统和输送子系统都可以通过转换开关来实现远程/就地控制的切换。并且可以指示出各个设备的运行、故障等信号。二号控制柜部分柜内布置如图 3.5 所示。a) 控制柜正面 b) 控制柜内部图 3.4 一号控制柜正面与内部图a) 控制柜正面 b) 控制柜内部图 3.5 二号控制柜正面与内部图

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