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一、引言 在焦碳生產(chǎn)工藝過程中，需要將氣煤、肥煤、焦煤、瘦煤四種煤按一定比例配成混合煤，然后送入焦?fàn)t進(jìn)行高溫?zé)捊?。配比的?zhǔn)確性以及配料系統(tǒng)的可靠性將直接影響焦碳產(chǎn)品的質(zhì)量。因此，通過提高焦化配煤系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性來提高焦碳的質(zhì)量具有非常重要的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。 焦化的配煤系統(tǒng)對(duì)焦炭的質(zhì)量和焦?fàn)t生產(chǎn)操作具有重要意義，為了使煤料的配比更加準(zhǔn)確，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定可靠的自動(dòng)配煤是可行的理想解決方案。   二、自動(dòng)配煤系統(tǒng)的組成和主要功能 焦化自動(dòng)配煤系統(tǒng)主要由稱重給料機(jī)、數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)和上位機(jī)計(jì)算機(jī)、軟件及網(wǎng)絡(luò)等構(gòu)成。

圖1：焦化自動(dòng)配煤系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成

  稱重給料機(jī)將經(jīng)過皮帶上的物料，通過稱重秤架下的稱重傳感器進(jìn)行檢測重量，以確定皮帶上的物料重量；裝在尾部滾筒或旋轉(zhuǎn)設(shè)備上的數(shù)字式測速傳感器，連續(xù)測量給料速度，該速度傳感器的脈沖輸出正比于皮帶速度；速度信號(hào)與重量信號(hào)一起送入皮帶給料機(jī)控制器，產(chǎn)生并顯示累計(jì)量/瞬時(shí)流量。給料控制器將該流量與設(shè)定流量進(jìn)行比較,由控制器輸出信號(hào)控制變頻器調(diào)速，實(shí)現(xiàn)定量給料的要求。 稱重給料機(jī)的核心部分是皮帶秤（如圖2）。皮帶秤的主要組成由秤架、積算儀和速度傳感器組成；而稱重給料機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和精度通常主要由皮帶秤的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)決定。 焦化自動(dòng)配煤系統(tǒng)中一般要求配料秤具有0.5%的精度；系統(tǒng)控制精度達(dá)到1%。

圖2：皮帶秤是稱重給料機(jī)的核心部分

焦化自動(dòng)配煤系統(tǒng)的主要功能：

（1）實(shí)時(shí)地檢測各秤的流量、累計(jì)量； （2）可靠地控制各秤按給定值恒流量運(yùn)行； （3）配比和總配料量優(yōu)化計(jì)算、下達(dá)； （4）現(xiàn)場工藝流程的動(dòng)態(tài)模擬畫面顯示、配比、柱形圖、歷史曲線圖等； （5）現(xiàn)場工藝、操作、過程參數(shù)的設(shè)置、改寫； （6）各種故障限、報(bào)警提示及登錄、自動(dòng)換倉處理等； （7）系統(tǒng)配比精度評(píng)價(jià)； （8）數(shù)據(jù)庫、打印輸出功能。   三、西門子全集成稱重方案的設(shè)計(jì) 一般地講，配料所用的稱重給料機(jī)的控制器分為三種模式：單機(jī)控制器、機(jī)組控制器和PLC型控制器。 單機(jī)控制器一般采用和皮帶秤配套的帶控制功能的積算儀或采用以單片機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的控制器來實(shí)現(xiàn)，優(yōu)點(diǎn)是配置靈活，與稱重給料機(jī)一一對(duì)應(yīng)使用，一臺(tái)設(shè)備出現(xiàn)故障不影響其他設(shè)備工作，屬于分布式控制；缺點(diǎn)是能實(shí)現(xiàn)的功能受到限制，經(jīng)常需要配其他控制系統(tǒng)才能實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜的控制功能。 機(jī)組控制器是以PC總線工控機(jī)為基礎(chǔ)，優(yōu)點(diǎn)是功能強(qiáng)大，操作直觀方便，屬于集中控制；缺點(diǎn)是系統(tǒng)可靠性不高，目前采用這種方式的廠家并不是很多。 PLC型控制器是以PLC這種目前在工業(yè)生產(chǎn)中普遍采用的控制設(shè)備為硬件，通過軟件組態(tài)實(shí)現(xiàn)配料的功能。其優(yōu)點(diǎn)是：組態(tài)方式靈活、通訊方式多樣、性價(jià)比很高，特別適合多臺(tái)稱重給料機(jī)共同組成較大型的配料系統(tǒng)的應(yīng)用；缺點(diǎn)是：目前很多公司采用PLC的I/O輸入功能直接接受來自稱重傳感器的模擬量信號(hào)，不僅精度差，而且抗干擾能力非常弱，在有些單位還出現(xiàn)過系統(tǒng)整體失控的嚴(yán)重事故。西門子公司推出了和Siemens Simatic系統(tǒng)完全兼容的Siwarex FTC的解決方案，就可以很好彌補(bǔ)這種方案的不足。   3.1、基于TIA（全集成自動(dòng)化）技術(shù)的皮帶秤系統(tǒng)  基于西門子SIWAREX FTC全集成電子積算儀的稱重系統(tǒng)主要由帶秤橋支架的稱重傳感器、皮帶速度傳感器、SIWAREX FTC動(dòng)態(tài)稱重電子模塊三部分組成。 西門子SIWAREX FTC動(dòng)態(tài)稱重電子模塊可直接集成于S7-300PLC中，也可通過ET200M遠(yuǎn)程I/O方式集成于S7-400PLC/PCS 7中，是一款具有高精度、高速稱重功能的PLC擴(kuò)展模塊，具有與SIMATIC S7/PCS7統(tǒng)一的設(shè)計(jì)平臺(tái)和通訊功能，具有強(qiáng)大的可編程、自診斷和遠(yuǎn)程通訊功能。全集成稱重系統(tǒng)示意圖如圖3：